CN106771984A - 一种高速电路板智能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速电路板智能测试装置，它包括：PC机、待测电路板、测试电路、网络数据收发模块、网闸模块和服务器。PC机通过网线与测试电路、网络数据收发模块及网闸模块连接；测试电路通过探针获取待测电路板上的电压信号、频率信号和网络数据，并把网络数据通过测试电路的网口转接到网络数据收发模块。所述的测试电路包括电源模块，MCU模块，测频电路，两个千兆以太网接口，一个百兆以太网接口，探针和JTAG接口。本发明通过对待测电路板进行硬件故障测试和功能测试，为高速电路板的大批量生产提供了智能测试的方案。待测电路板实现功能所需的程序代码都存放在服务器上，通过网闸模块隔离外网，解决了高速电路板生产过程中资料外泄等安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及电路板自动化测试手段、网络安全技术、网络通信技术、嵌入式系统等多个技术领域，特别是一种高速电路板智能测试装置，可用于高速电路板大批量生产时，智能测试电路板硬件电路及功能的正常性。
背景技术
在PCBA（实装电路板）的批量生产过程中，由于设备和操作者的各种可能的因素，不可能保证生产出来的PCBA全部都是完好品。这就要求在生产的末端加入各种的测试设备和测试工具，以保证出厂的所有实装电路板与设计的各种规格和参数完全一致。这就产生了ICT、AOI、X-Ray、Boundary-Scan、FCT等各种测试手段。
在FCT的测试过程中，通常用的控制方式有MCU控制方式、嵌入式CPU控制方式、PC控制方式、PLC控制方式等。MCU控制方式可以视作简单的嵌入式控制。MCU和嵌入式控制方式的特点在于：测试执行速度快；测试操作简单直接；显示和数据输出需要特别专用电路和程序；测试方案针对性强；测试软件修改方便。PC的控制方式是现在使用最广泛的一种FCT开发方式。这主要是因为：PC技术已成为现今的基础技术；PC价格便宜；PC在操作系统上的测试结果的文件处理、数据输出等方面，非常方便；测试软件更贴近于使用者；软件编写稍复杂些。
目前普遍的测试手段，硬件电路故障测试和功能测试都是分开进行的，而且各种控制方式也各有优劣。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，并针对高速电路板大批量生产而提出的一种高速电路板智能测试装置，工人只需要在PC机上操作，解决了人工调试费时费力的问题并能够解决高速电路板生产过程中资料外泄等安全问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种高速电路板智能测试装置，特点是该装置包括PC机、测试电路、网络数据收发模块、网闸模块和服务器，PC机通过网线与测试电路、网络数据收发模块、网闸模块连接；测试电路与网络数据收发模块连接，获取待测电路板上的电压信号、频率信号和网络数据，并把网络数据通过测试电路的网口转接到网络数据收发模块；网闸模块与服务器连接，隔离外网，保障服务器中的数据安全；其中：
所述测试电路包括电源模块、MCU模块、测频电路、两个千兆以太网接口，一个百兆以太网接口、探针和JTAG接口，电源模块与MCU模块、测频电路、两千兆以太网接口、百兆以太网接口和JTAG接口连接；MCU模块与测频电路、百兆以太网接口连接；电源模块、MCU模块、测频电路、千兆以太网接口和JTAG接口均接有数个探针。
所述测频电路包括数个电压跟随器及一个FPGA芯片，探针连接在电压跟随器的输入端,电压跟随器的输出端分别接FPGA芯片的数个IO引脚；探针获取的频率信号通过电压跟随器进行阻抗匹配和脉冲整形。
MUC模块的核心芯片为基于ARM-M4内核的K60，探针连接在K60芯片具有ADC采样功能的IO引脚上，测试数路电压信号。
所述千兆以太网接口和JTAG接口的每个信号线上都接有探针。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明测试过程由PC机和测试电路中的MCU模块共同控制，PC控制人机界面友好，操作方便；MCU控制执行速度快，测试程序可移植性、可扩展性强。两者结合，使得测试过程更加智能，测试效果更加完善。
2）本发明将待测电路板测试成功后的数据都存放在服务器上，并通过网闸模块隔离外网，解决了高速电路板生产过程中资料外泄等安全问题。
3）本发明完备性强，先进行硬件电路故障测试，再进行电路板程序下载，最后进行电路板功能测试，不需要再进行其他繁琐的测试与调试。待测电路板各个部分的信号测量和转接都通过探针，无需插拔，非常方便。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的测试电路结构框图；
图3为本发明实施例结构示意图；
图4为本发明工作流程图。
具体实施方式
参阅图1，本发明PC机A通过网线与测试电路2、网络数据收发模块3、网闸模块4连接，图中的实线代表网线，网闸模块4通过网线与服务器B连接；测试电路2通过网线与网络数据收发模块3连接，这里使用的是测试电路中的两个千兆以太网接口。测试电路2通过JTAG接口与PC机A连接，通过探针与待测电路板1连接。
参阅图2，本发明测试电路2包括电源模块21、MCU模块22、测频电路23、两个千兆以太网接口24、一个百兆以太网接口25、探针27和JTAG接口26，电源模块21、MCU模块22、测频电路23、千兆以太网接口24和JTAG接口26均接有一定数量的探针27。
电源模块1与MCU模块22、测频电路23、千兆以太网接口24、百兆以太网接口25、JTAG接口26和探针27连接，为测试电路及待测电路板供电。待测电路板的供电是通过电源模块中的探针加电实现的。
MCU模块22与测频电路23、百兆以太网接口25和探针27连接，用于待测电路板的电压信号测量，并对电压信号、频率信号的测试结果进行分析。MCU模块22能够测试数路电压信号，MUC模块22的核心芯片为基于ARM-M4内核的K60。探针27连接在K60芯片具有ADC采样功能的IO引脚上。
测频电路23与探针27连接，用于待测电路板1的频率信号测量，并将测量结果发送给MCU模块22。所述的测频电路22能够测试数路频率信号，测频电路22包含数个电压跟随器和一块FPGA芯片。探针27连接在电压跟随器的输入端,电压跟随器的输出端分别接FPGA芯片的四数个IO引脚。电压跟随器的作用就是将探针获取的频率信号进行阻抗匹配和脉冲整形。其中千兆以太网接口和JTAG接口的每个信号线上都接有探针。
千兆以太网接口24每个信号线上都接有探针27，用于转接待测电路板1的网络数据。
百兆以太网接口25与PC机通信，将测试数据和结果发送给PC机。
JTAG接口26信号线上都接有探针27，通过探27为待测电路板1下载程序。
下面结合实施例详述本发明的工作过程。
实施例
以待测电路板为一具有网络地址转换（NAT）功能的高速电路板为例，电路板上有电压信号和频率信号的测试点、千兆网口的测试点，JTAG接口的测试点。电压信号和频率信号的测试点用于电路硬件故障测试，千兆网口的测试点用于电路NAT功能测试，JTAG接口的测试点用于为待测电路板下载程序。
参阅图3-4，本发明是这样工作的：
首先按照图1完成装置各部分连接，启动测试。通过测试电路中电源模块的探针为待测电路板上电，测试电路中的MCU模块通过探针获取并测量待测电路板上的电压信号，测试电路中的测频模块通过探针获取并测量待测电路板上的频率信号，并将频率值发送给MCU模块。MCU模块判断电压幅度和频率值是否正常，将结果通过百兆以太网接口发给PC机。若PC机得到正常结果则进行下一步，若得到不正常结果，则结束测试。
由PC机向服务器发送请求，验证通过后，服务器授权PC机可以为待测电路板下载程序。如果不是网闸模块所允许请求，则验证不通过，结束测试。测试电路的JTAG接口通过J-Link下载器与PC机连接，JTAG接口装有探针，可以将下载程序的信号转接到待测电路板上，为待测电路板下载程序。
测试电路中的两个千兆以太网接口通过网线与网络数据收发模块连接，通过探针与待测电路板连接，将待测电路板的网络数据转接到网络数据收发模块，进行待测电路板的NAT功能测试。网络数据收发模块通过网线将待测电路板NAT功能是否正常的结果发送给PC机。若PC机得到NAT功能正常实现的结果则进行下一步，若得到NAT功能不能实现的结果，则结束测试。
在PC机上对测试成功的电路板进行编号，测试电路的MCU模块将测试数据及结果通过百兆以太网接口发送给PC机，由PC机上传到服务器并存入数据库。至此，一块待测电路板的测试过程结束，断电后，取另一块待测电路板进行测试。
Claims (4)
1.一种高速电路板智能测试装置，其特征在于：该装置包括PC机、测试电路、网络数据收发模块、网闸模块和服务器，PC机通过网线与测试电路、网络数据收发模块、网闸模块连接；测试电路与网络数据收发模块连接，网闸模块与服务器连接，隔离外网，保障服务器中的数据安全；其中：
所述测试电路包括电源模块、MCU模块、测频电路、两个千兆以太网接口，一个百兆以太网接口、探针和JTAG接口，电源模块与MCU模块、测频电路、两千兆以太网接口、百兆以太网接口和JTAG接口连接；MCU模块与测频电路、百兆以太网接口连接；电源模块、MCU模块、测频电路、千兆以太网接口和JTAG接口均接有数个探针。
2.根据权利要求1所述的高速电路板智能测试装置，其特征在于：所述测频电路包括数个电压跟随器及一个FPGA芯片，探针连接在电压跟随器的输入端,电压跟随器的输出端分别接FPGA芯片的数个IO引脚；探针获取的频率信号通过电压跟随器进行阻抗匹配和脉冲整形。
3.根据权利要求1所述的高速电路板智能测试装置，其特征在于：所述MUC模块的核心芯片为基于ARM-M4内核的K60，探针连接在K60芯片具有ADC采样功能的IO引脚上，测试数路电压信号。
4.根据权利要求1所述的高速电路板智能测试装置，其特征在于：所述千兆以太网接口和JTAG接口的每个信号线上都接有探针。
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