CN106936495A - 一种光收发芯片的自动测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光收发芯片的自动测试装置及方法，装置包括上位机测试模块、USB转I2C模块、MCU控制模块、继电器开关、EEPROM模块、稳压电源模块和信号发生器；MCU控制模块与光收发芯片相连；USB转I2C模块连接于上位机测试模块和MCU控制模块之间；上位机测试模块用于通过MCU控制模块控制继电器开关实现高低电平切换，对寄存器地址进行检测判断，完成参数测试和存储测试结果；EEPROM模块与光收发芯片相连用于将EEPROM的数据导入光收发芯片；稳压电源模块与光收发芯片和继电器开关分别相连用于提供直流电源。本发明通过将硬件电路与上位机测试软件进行结合，能快速、准确地对光收发芯片进行自动化测试，并对测试结果进行存储。

Description

一种光收发芯片的自动测试装置及方法

技术领域

本发明涉及光收发芯片测试技术领域，具体涉及一种光收发芯片的自动测试装置及方法。

背景技术

光通信中光模块有着不可或缺的重要地位，光收发芯片是光收发模块中的集成电路，它是指光纤宽带网络物理层的主要基础芯片，包括跨阻放大器(TIA)、限幅放大器(LA)、激光驱动器(LDD)三种。它们被用于光纤传输的前端，来实现高速传输信号的光电、电光转换，这些功能被集成在光纤收发模块中。光收发芯片是光纤宽带网物理层的重要芯片，关系到光信号的传输质量。因此光网络设备、光收发模块都对这些IC芯片提出了苛刻的要求。因此，如何快速准确地测量光收发芯片的相关参数的测试并直观显示测试结果是非常重要的。现有测试中，大部分采用手动测试，首先需要手动进行输入控制参数，并手动导入测试数据配置表，然后依次对待测试项进行测试并进行人工判断测试结果是否符合要求，测试完成手动记录测试结果，待测试芯片多时，需消耗大量的人力和时间资源，而且长时间测试时容易导致出现错误。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光收发芯片的自动测试装置及方法，主要用于测试光收发合一芯片，即限幅放大器(LA)和激光驱动器(LDD)集成一体化芯片，通过将硬件电路与上位机测试软件进行结合，能快速、准确地对光收发芯片进行自动化测试，并直观地显示测试结果及对测试结果进行存储。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种光收发芯片的自动测试装置，包括：上位机测试模块、USB转I2C模块、MCU控制模块、继电器开关、EEPROM模块、稳压电源模块和信号发生器；所述MCU控制模块与所述光收发芯片相连；所述USB转I2C模块连接于所述上位机测试模块和MCU控制模块之间用于实现上位机测试模块的USB总线与MCU控制模块的I2C总线之间的通信；所述上位机测试模块用于进行复位测试和光收发芯片的RAM测试，并对光收发芯片进行数据初始化及导入测试数据配置表，通过所述MCU控制模块控制所述继电器开关实现高低电平切换，对寄存器地址进行检测判断，检测正确后进入预设参数测试，测试完成输出测试结果；所述EEPROM模块与所述光收发芯片相连用于在数据初始化时EEPROM的数据通过数据线和时钟线正常导入所述光收发芯片；所述上位机测试模块与所述稳压电源模块相连用于监控稳压电源模块输出的直流电压值；所述稳压电源模块与所述光收发芯片和所述继电器开关分别相连用于提供稳压直流电源；所述继电器开关用于控制所述信号发生器的输出信号是否连接到光所述收发芯片上。

优选的，所述稳压电源模块与所述光收发芯片相连用于提供+3.3V电源。

优选的，所述稳压电源模块与所述继电器开关相连用于提供+5V电源。

优选的，所述USB转I2C模块包括一USB接口和一CH341T芯片，所述USB接口通过USB数据线与上位机测试模块通信，并与所述CH341T芯片电连接；所述CH341T芯片通过其SDA引脚和SCL引脚与所述MCU控制模块相连。

优选的，所述MCU控制模块包括一F330芯片，所述F330芯片的P0.4引脚与继电器开关K1的输入相连；其P0.1引脚与继电器开关K2的输入相连；其P0.2引脚与继电器开关K3的输入相连。

优选的，所述光收发芯片包括与所述MCU控制模块相连的引脚RESET、SDA、SCL、TX_DISABLE、BIAS_P、TSENSE、MD、TX_FAULT、IROP、RREF和LOS_SD；还包括与继电器开关K1输出相连的LAIN引脚和与继电器开关K2输出相连的LAIP引脚；所述继电器开关K3的输出与所述IROP引脚相连。

优选的，所述上位机测试模块包括依次相连的复位测试单元、RAM测试单元、OMA(光调制幅度)告警测试单元、ROP告警测试单元、ADC测试单元、TX_FAULT(发射告警)测试单元、LOW POWER(低电压/断电)测试单元、模拟量测试单元、TX_DISABLE(发射不使能)测试单元和限幅放大器LA失调测试单元；所述模拟量测试单元用于对RREF、TX_FAULT、MD、BIAS_P、TSENSE、LOS_SD和IROP引脚的输出电压进行测试，还用于对限幅放大器LA和激光驱动器LDD的输出幅度进行测试。

优选的，所述EEPROM模块包括一AT24C08芯片，所述AT24C08芯片的WA引脚用于接收高低电平切换，使得数据可以进行读取或保护，并使得数据初始化时EEPROM的数据通过其SDA引脚和SCL引脚正常导入所述光收发芯片。

优选的，所述自动测试装置还包括示波器，所述示波器与所述光收发芯片相连用于输出检测波形。

一种光收发芯片的自动测试方法，包括：

使用稳压电源模块为光收发芯片提供+3.3V电源，为各继电器开关提供+5V电源；

上位机测试模块依次进行复位测试和光收发芯片的RAM测试，并对光收发芯片进行数据初始化及导入测试数据配置表，通过MCU控制模块控制继电器开关实现高低电平切换，对寄存器地址进行检测判断，检测正确后进入预设参数测试，测试完成输出测试结果；所述预设参数测试包括OMA告警测试、ROP告警测试、ADC测试、TX_FAULT测试、低电压测试、模拟量测试、TX_DISABLE测试和限幅放大器LA失调测试；所述模拟量测试包括对光收发芯片的RREF、TX_FAULT、MD、BIAS_P、TSENSE、LOS_SD和IROP引脚的输出电压进行测试，还包括对限幅放大器LA和激光驱动器LDD的输出幅度进行测试。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明的一种光收发芯片的自动测试装置及方法，装置包括上位机测试模块、USB转I2C模块、MCU控制模块、继电器开关、EEPROM模块、稳压电源模块和信号发生器，所述上位机测试模块通过软件实现，所述USB转I2C模块、MCU控制模块、继电器开关、EEPROM模块和稳压电源模块通过硬件电路实现，通过上位机测试模块对硬件电路控制与测试，实现快速、准确地对光收发芯片进行自动化测试，并直观地显示测试结果及对测试结果进行存储。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种光收发芯片的自动测试装置及方法不局限于实施例。

附图说明

图1为本发明光收发芯片的自动测试装置的整体框架图；

图2为本发明实施例的稳压电源模块的电路图；

图3为本发明实施例的USB转I2C模块的电路图；

图4为本发明实施例的MCU控制模块的电路图；

图5为本发明实施例的待测光收发芯片的电路图；

图6为本发明实施例的EEPROM模块的电路图；

图7为本发明实施例的软件测试流程图；

图8为本发明实施例的上位机测试模块的界面图。

具体实施方式

参见图1所示，一种光收发芯片的自动测试装置，用于测试光收发芯片7，所述光收发芯片7为限幅放大器(LA)和激光驱动器(LDD)集成一体化芯片，所述自动化测试装置包括：上位机测试模块1、USB转I2C模块2、MCU控制模块3、继电器开关4、EEPROM模块5、稳压电源模块6和信号发生器8；所述MCU控制模块3与所述光收发芯片7相连；所述USB转I2C模块2连接于所述上位机测试模块1和MCU控制模块3之间用于实现上位机测试模块1的USB总线与MCU控制模块3的I2C总线之间的通信；所述上位机测试模块1用于进行复位测试和光收发芯片7的RAM测试，并对光收发芯片7进行数据初始化及导入测试数据配置表，通过所述MCU控制模块3控制所述继电器开关4实现高低电平切换，对IIC的寄存器地址进行检测判断，检测正确后进入预设参数测试，测试完成输出测试结果；所述EEPROM模块5与所述光收发芯片7相连用于在数据初始化时EEPROM的数据通过数据线和时钟线正常导入所述光收发芯片；所述上位机测试模块1与所述稳压电源模块6相连用于监控稳压电源模块6输出的直流电压值；所述稳压电源模块6与所述光收发芯片7和所述继电器开关4分别相连用于提供稳压直流电源；所述继电器开关4用于控制所述信号发生器8的输出信号是否连接到光所述收发芯片7上。

本实施例中，所述上位机测试模块1运行在PC机上，通过软件实现，具体的基于labview设计的软件；所述USB转I2C模块2、MCU控制模块3、继电器开关4、EEPROM模块5和稳压电源模块6通过硬件电路实现，本实施例中，所述USB转I2C模块2、MCU控制模块3、继电器开关4、EEPROM模块5和稳压电源模块6集成在测试电路板上组成集成电路，测试时，在测试电路板上插入待测光收发芯片7。

本实施例中，所述上位机测试模块1通过GPIB线使PC机连接稳压电源模块6来监控电源大小，即通过上位机填写数值控制稳压电源模块6的输出电压值，也可以手动控制直接在稳压电源模块6上设置电压值。此外，还可以通过所述上位机测试模块1直观显示电压设定值是多少并进行修改操作。

进一步的，参见图2所示，所述稳压电源模块6通过J2为所述光收发芯片提供+3.3V电源；所述稳压电源模块6通过J1为所述继电器开关4提供+5V电源。

进一步的，参见图3所示，所述USB转I2C模块2包括一USB接口USB和一CH341T芯片U1，所述USB接口通过USB数据线与上位机测试模块1通信，并与所述CH341T芯片U1电连接；所述CH341T芯片通过其SDA引脚和SCL引脚与所述MCU控制模块3相连。

进一步的，参见图4所示，所述MCU控制模块3包括一F330芯片，主要功能是输出高低电平来控制继电器作为开关，采集所述光收发芯片7的引脚输出电压来与内部设定值做比较判断。具体的，所述F330芯片的P0.4引脚与继电器开关K1的输入相连；其P0.1引脚与继电器开关K2的输入相连；其P0.2引脚与继电器开关K3的输入相连。

进一步的，参见图5所示，所述光收发芯片7包括与所述MCU控制模块3相连的引脚RESET、SDA、SCL、TX_DISABLE、BIAS_P、TSENSE、MD、TX_FAULT、IROP、RREF和LOS_SD；还包括与继电器开关K1输出相连的LAIN引脚和与继电器开关K2输出相连的LAIP引脚；所述继电器开关K3的输出与所述IROP引脚相连。具体的，如下表1所示为所述光收发芯片7的引脚说明。

表1

引脚	名称	类型	功能描述
				1	GND	地	限幅放大器和ESD的地
2	LAON	射频输出	限幅放大器的输出
				3	LAOP	射频输出	限幅放大器的反向输出
4	VDDRX_3V3	电源	3.3V接收部分电源
				5	LDIP	射频输入	发射信号输入
6	LDIN	射频输入	发射信号反向输入
				7	RESET	数字输入	数字部分复位
8	SDA	数字双向	IIC从模式的数据接口
				9	SCL	数字输入	IIC从模式的时钟接口
10	VDDESD	电源	3.3V数字部分电源
				11	TX_DISABLE	数字输入	发射使能控制，内部上拉20K电阻
12	BIAS_P	模拟输出	发射偏置电流输出
				13	VDDTX_3V3	电源	3.3V发射部分电源
14	TSENSE	模拟输出	外接一个热敏电阻到地用于温度检测
				15	GNDTX	地	发射部分的地
16	LDON	射频输出	发射信号反向输出
				17	LDOP	射频输出	发射信号输出
18	GNDTXO	地	发射输出通道的地
				19	VDDTX_3V3	电源	3.3V发射部分电源
20	MD	模拟输入	发射监控背光电流输入
				21	TX_FAULT	数字输出	发射告警，外部上拉4.7K～10K电阻
22	IROP	模拟输入	监测ROSA输入光功率
				23	RREF	模拟输出	外置基准参考10K电阻到地
24	VDDRX_3V3	电源	3.3V限幅放大器电源
				25	LAIN	射频输入	限幅放大器信号反向输入
26	LAIP	射频输入	限幅放大器信号输入
				27	GND	地	限幅放大器和ESD的地
28	LOS_SD	数字输出	限幅放大器Los告警，外部上拉4.7K～10K

进一步的，参见图6所示，所述EEPROM模块5包括一AT24C08芯片，所述AT24C08芯片的WA引脚用于接收高低电平切换，使得数据可以进行读取或保护，并使得数据初始化时EEPROM的数据通过其SDA引脚和SCL引脚正常导入所述光收发芯片。

进一步的，所述上位机测试模块1包括依次相连的复位测试单元、RAM测试单元、OMA(光调制幅度)告警测试单元、ROP(接收光功率)告警测试单元、ADC(模拟数字转换)测试单元、TX_FAULT(发射告警)测试单元、LOW POWER(低电压/断电)测试单元、模拟量测试单元、TX_DISABLE(发射不使能)测试单元和限幅放大器LA失调测试单元；所述模拟量测试单元用于对RREF、TX_FAULT、MD、BIAS_P、TSENSE、LOS_SD和IROP引脚的输出电压进行测试，还用于对限幅放大器LA和激光驱动器LDD的输出幅度进行测试。

具体的，参见图7所示，本实施例的上位机软件测试模块的测试过程如下：

软件界面初始化；设定电源电压；对测试电路板上电；设定继电器开关K1和K2为高电平，其他继电器开关为低电平；进入下一步测试

设定RESET为高电平进行软件复位测试，读取IIC(集成电路总线)A2地址16寄存器的值，如果值不为00，则输出错误信息，停止测试；否则显示软件复位测试合格，进入下一步测试；

设定RESET为低电平进行硬件复位测试，读取IIC A2地址16寄存器的值，如果值不为FF，则输出错误信息，停止测试；否则显示硬件复位测试合格，进入下一步测试；

设定RESET为高电平进行RAM测试，写入IIC A2地址寄存器值为AA，读取IIC A2地址寄存器值，如果值不为AA，则输出错误信息，停止测试；否则写入IIC A2地址寄存器值为55，读取IIC A2地址寄存器值，如果值不为55，则输出错误信息，停止测试；否则显示RAM测试合格，进入下一步测试；

对数据进行初始化，导入测试配置表；进入下一步测试；

读取IIC A2地址1B寄存器值第一位的状态，如果不为1，则输出错误信息，停止测试；否则，读取LOS_SD输出电压；判断LOS_SD输出电压是否为高电平，如果为低电平，输出错误信息，停止测试；如果为高电平，设定继电器K1为低电平，读取IIC A2地址1B寄存器值第一位的状态，如果不为0，输出错误信息，停止测试；如果为0，读取LOS_SD输出电压，判断是否为低电平，如果为高电平，输出错误信息，停止测试，如果为低电平，显示LA OMA LOS(OMA告警检测)合格；进入下一步测试；

设定IIC A2地址10寄存器值第7位为高，读取IIC A2地址1B寄存器值第一位状态，判断值是否为1，如果不是，输出错误信息，停止测试，如果为1，设定继电器K2为低电平；读取IIC A2地址1B寄存器值第一位状态，判读值是否为0，如果不为0，输出错误信息，停止测试；如果为0显示LA ROP LOS(ROP告警检测)合格，进入下一步测试；

读取IIC A2地址1E-27寄存器值，判断是否符合内部ADC测试限值，如果不符合，输出错误信息，停止测试；如果符合，显示内部ADC测试合格，进入下一步测试；

设定IIC A2地址07寄存器值为0，读取IIC A2地址18寄存器值第五位状态，判断值是否为1，如果不为1，输出错误信息，停止测试；如果为1读取TX_Fault输出电压，判断电压是否为高电平，如果不为高电平，输出错误信息，停止测试；如果为高电平，回复IIC A2地址07寄存器初始值；读取IIC A2地址18寄存器值第五位状态，判断值是否为0，如果不为0，输出错误信息，停止测试，如果为0，读取TX_Fault输出电压，判断电压值是否为低电平，如果不为低电平，输出错误信息，停止测试，如果为低电平，显示TX_Fault测试合格，进入下一步测试；

设定IIC A2地址00寄存器第八位值为高，读取IIC电流，判断是否符合LOW Power(低电压)电流，如果不符合，输出错误信息，停止测试，如果符合，设定IIC A2地址00寄存器第八位值为低，显示LOW Power(低电压)测试合格，进入下一步测试；

读取RREF、TX_Fault、MD、Bias、Tsense、Los_SD、IROP输出电压；读取限幅放大器LA和激光驱动器LDD输出幅度，判断各参数值是否符合限值，如果不符合，输出错误信息，停止测试；否则显示模拟量测试合格，进入下一步测试；

设定IIC A2地址00寄存器第六位值为高，读取LDD输出幅度，判断幅度是否为低电平，如果不为低电平，输出错误信息，停止测试，如果为低电平，设定IIC A2地址00寄存器第六位值为低，读取LDD输出幅度，判断幅度是否为高电平，如果不为高电平，输出错误信息，停止测试，如果为高电平，设定TX_DISABLE引脚为高电平；读取LDD输出幅度，判断幅度是否为低电平，如果不为低电平，输出错误信息，停止测试；否则设定定TX_DISABLE引脚为低电平；读取LDD输出幅度，判断幅度是否为高电平，如果不为高电平，输出错误信息，停止测试；否则显示TX_DISABLE测试合格，进入下一步测试；

对数据进行初始化，导入LA DC测试配置表，设定继电器开关K1和K2为高电平，其他继电器开关为低电平，测试LA输出直流电平差值；判断差值是否符合限值，如果不符合，输出错误信息，停止测试；如果符合限值，显示LA失调测试合格；进入下一步测试；

对数据进行初始化，导入测试配置表；复位所有开关，测试完成，断电，保存测试数据。

进一步的，如图8所示为上位机测试模块的界面图，本实施例的测试操作步骤如下：

步骤A，连接电源线及相关通讯线，打开电源开关，待电源启动完成后，开启上位机软件测试模块；

步骤B，在夹具上装入测试所需的芯片；

步骤C，单击Start开始测试，测试结果显示在Test Result中，若测试合格，则相应的指示灯为绿色，否则为红色且闪烁；

步骤D，测试完成，取出光收发芯片，放入新的待测芯片，重复步骤C。

进一步的，所述信号发生器8与所述光收发芯片7的SAM3和SAM4相连。

进一步的，所述自动测试装置还包括示波器9，所述示波器与所述光收发芯片相连用于输出检测波形。具体的，所示示波器9与所述光收发芯片7的SAM5和SAM6相连，或与SAM7和SAM8相连。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的光收发芯片的自动测试装置及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，包括：上位机测试模块、USB转I2C模块、MCU控制模块、继电器开关、EEPROM模块、稳压电源模块和信号发生器；所述MCU控制模块与所述光收发芯片相连；所述USB转I2C模块连接于所述上位机测试模块和MCU控制模块之间用于实现USB总线与I2C总线之间的通信；所述上位机测试模块用于进行复位测试和光收发芯片的RAM测试，并对光收发芯片进行数据初始化及导入测试数据配置表，通过所述MCU控制模块控制所述继电器开关实现高低电平切换，对寄存器地址进行检测判断，检测正确后进入预设参数测试，测试完成输出和存储测试结果；所述EEPROM模块与所述光收发芯片相连用于在数据初始化时EEPROM的数据通过数据线和时钟线正常导入所述光收发芯片；所述上位机测试模块与所述稳压电源模块相连用于监控稳压电源模块输出的直流电压值；所述稳压电源模块与所述光收发芯片和所述继电器开关分别相连用于提供稳压直流电源；所述继电器开关用于控制所述信号发生器的输出信号是否连接到光所述收发芯片上。

2.根据权利要求1所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述稳压电源模块与所述光收发芯片相连用于提供+3.3V电源。

3.根据权利要求1所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述稳压电源模块与所述继电器开关相连用于提供+5V电源。

4.根据权利要求1所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述USB转I2C模块包括一USB接口和一CH341T芯片，所述USB接口通过USB数据线与上位机测试模块通信，并与所述CH341T芯片电连接；所述CH341T芯片通过其SDA引脚和SCL引脚与所述MCU控制模块相连。

5.根据权利要求1所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述MCU控制模块包括一F330芯片，所述F330芯片的P0.4引脚与继电器开关K1的输入相连；其P0.1引脚与继电器开关K2的输入相连；其P0.2引脚与继电器开关K3的输入相连。

6.根据权利要求5所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述光收发芯片包括与所述MCU控制模块相连的引脚RESET、SDA、SCL、TX_DISABLE、BIAS_P、TSENSE、MD、TX_FAULT、IROP、RREF和LOS_SD；还包括与继电器开关K1输出相连的LAIN引脚和与继电器开关K2输出相连的LAIP引脚；所述继电器开关K3的输出与所述IROP引脚相连。

7.根据权利要求6所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述上位机测试模块包括依次相连的复位测试单元、RAM测试单元、OMA告警测试单元、ROP告警测试单元、ADC测试单元、TX_FAULT测试单元、LOW POWER测试单元、模拟量测试单元、TX_DISABLE测试单元和限幅放大器LA失调测试单元；所述模拟量测试单元用于对RREF、TX_FAULT、MD、BIAS_P、TSENSE、LOS_SD和IROP引脚的输出电压进行测试，还用于对限幅放大器LA和激光驱动器LDD的输出幅度进行测试。

8.根据权利要求1所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述EEPROM模块包括一AT24C08芯片，所述AT24C08芯片的WA引脚用于接收高低电平切换，使得数据可以进行读取或保护，并使得数据初始化时EEPROM的数据通过其SDA引脚和SCL引脚正常导入所述光收发芯片。

9.根据权利要求1所述的光收发芯片的自动测试装置，其特征在于，所述自动测试装置还包括示波器，所述示波器与所述光收发芯片相连用于输出检测波形。

10.一种光收发芯片的自动测试方法，其特征在于，包括：

使用稳压电源模块为光收发芯片提供+3.3V电源，为各继电器开关提供+5V电源；

上位机测试模块依次进行复位测试和光收发芯片的RAM测试，并对光收发芯片进行数据初始化及导入测试数据配置表，通过MCU控制模块控制继电器开关实现高低电平切换，对寄存器地址进行检测判断，检测正确后进入预设参数测试，测试完成输出测试结果；所述预设参数测试包括OMA告警测试、ROP告警测试、ADC测试、TX_FAULT测试、低电压测试、模拟量测试、TX_DISABLE测试和限幅放大器LA失调测试；所述模拟量测试包括对光收发芯片的RREF、TX_FAULT、MD、BIAS_P、TSENSE、LOS_SD和IROP引脚的输出电压进行测试，还包括对限幅放大器LA和激光驱动器LDD的输出幅度进行测试。