CN107918069B - 一种掉电测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种掉电测试系统和方法，该掉电测试系统包括：电源、信号发生器、第一开关、第二开关和陪测系统；电源用于为掉电测试系统提供电源；信号发生器用于产生周期性的第一控制信号；第一开关用于根据第一控制信号导通，以控制待测电子系统和陪测系统上电和下电；陪测系统用于在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；第二开关用于根据第二控制信号断开，以主动控制待测电子系统掉电。该实施例方案成本低、易于实现、可操作性强，通过该实施例方案，能够可控制地对电子系统进行掉电测试，从而帮助设计者或使用者分析掉电对电子系统的影响程度，追踪出错的机制，帮助设计者提高了电子系统的可靠性，增强了使用者对电子系统的信心。

Description

一种掉电测试系统和方法

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术，尤指一种掉电测试系统和方法。

背景技术

当电子系统工作时，如果突然发生掉电，电子系统可能出现多种可能：芯片可能失效、芯片的存储信息发生改变、芯片的寄存器发生改变，或者电子系统不受任何影响等等。这些情况对电子系统的设计者和使用者而言都很重要。比如I2C接口的RTC(real timeclock)芯片，在I2C通讯的时候发生掉电，就曾发声RTC芯片的时间发生错误的修改，对系统上依赖于时间标签的应用造成诸多麻烦。

通常，电子系统是按照系统时钟正常工作的，其系统时钟的频率很高。如果I2C接口工作在400Kbps，那么读取RTC芯片上的8个寄存器(8比特每寄存器)的时间是8byte*8bit/byte*(1/400k)＝0.16ms＝160us。人根本无法在0.16毫秒内做出反应，更不用说控制在MHz以上的电子系统。为了评估电子系统对掉电的抗干扰能力，需要在某一特定时刻对电子系统进行掉电检查。由于在系统的某一动作时刻掉电，基本上无法在当前时刻手动关闭开关，往往需要采用专门的测试设备，设置测试设备的触发条件，使系统在发生某一动作时掉电。比如TC3MP300，此测试设备可以通过设置触发条件，对智能卡进行掉电测试。但是这些测试设备相对设计的电子系统的成本来说，价格昂贵。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种掉电测试系统和方法，成本低、易于实现、可操作性强，并可以帮助设计者提高电子系统的可靠性，增强使用者对电子系统的信心。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种掉电测试系统，该掉电测试系统包括：电源、信号发生器、第一开关、第二开关和陪测系统；

电源，用于为掉电测试系统提供电源；

信号发生器，用于产生周期性的第一控制信号；

第一开关，用于根据第一控制信号导通，以控制待测电子系统和陪测系统上电和下电；

陪测系统，用于在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；

第二开关，用于根据第二控制信号断开，以主动控制待测电子系统掉电。

可选地，

第一开关和第二开关依次串联于电源和待测电子系统之间；

信号发生器的电源输入端连接于电源的火线和零线之间；

信号发生器的信号输出端与第一开关的受控端相连；

陪测系统的电源输入端中的正输入端连接于第一开关和第二开关之间，负输入端与电源的零线相连；

陪测系统的信号输出端与第二开关的受控端相连；

待测电子系统的电源输入端中的正输入端与所述第二开关相连，负输入端与所述电源的零线相连。

可选地，信号发生器包括：555振荡器；

第一开关和所述第二开关包括：继电器和/或金属氧化物半导体MOS管；

陪测系统包括：可编程控制器。

可选地，陪测系统，还用于在待测电子系统每次上电完成并进行系统初始化后，检测上次掉电后待测电子系统内预设的待检查项是否出错；如果待检查项出错，则进行报警；如果待检查项未出错，则执行掉电测试功能。

可选地，陪测系统，还用于在每次产生第二控制信号以后，根据预先记录的延时时间发送第二控制信号，以使每次发送第二控制信号的时刻均不相同。

可选地，信号发生器，还用于根据不同的频率和占空比在不同的时刻产生所述第一控制信号，以在不同的时刻控制待测电子系统和陪测系统上电和下电。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例还提供了一种掉电测试方法，该掉电测试方法包括：

产生周期性的第一控制信号；

根据第一控制信号控制待测电子系统和所述陪测系统上电和下电；

在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；

根据第二控制信号主动控制待测电子系统掉电。

可选地，该方法还包括：

在待测电子系统每次上电完成并进行系统初始化后，检测上次掉电后待测电子系统内预设的待检查项是否出错；如果待检查项出错，则进行报警；如果待检查项未出错，则执行掉电测试功能。

可选地，该方法还包括：

在每次产生第二控制信号以后，根据预先记录的延时时间发送第二控制信号，以使每次发送第二控制信号的时刻均不相同。

可选地，该方法还包括：根据不同的频率和占空比在不同的时刻产生第一控制信号，以在不同的时刻控制待测电子系统和陪测系统上电和下电。

本发明实施例的掉电测试系统包括：电源、信号发生器、第一开关、第二开关和陪测系统；电源用于为掉电测试系统提供电源；信号发生器用于产生周期性的第一控制信号；第一开关用于根据第一控制信号导通，以控制待测电子系统和陪测系统上电和下电；陪测系统用于在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；第二开关用于根据第二控制信号断开，以主动控制待测电子系统掉电。该实施例方案成本低、易于实现、可操作性强，通过该实施例方案，能够可控制地对电子系统进行掉电测试，从而帮助设计者或使用者分析掉电对电子系统的影响程度，追踪出错的机制，帮助设计者提高了电子系统的可靠性，增强了使用者对电子系统的信心。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。

图1为本发明实施例的掉电测试系统组成框图；

图2为本发明实施例的信号时序示意图；

图3为本发明实施例的掉电测试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种掉电测试系统，如图1所示，该掉电测试系统包括：电源1、信号发生器2、第一开关3、第二开关4和陪测系统5；

电源1，用于为掉电测试系统提供电源；

信号发生器2，用于产生周期性的第一控制信号；

第一开关3，用于根据第一控制信号导通，以控制待测电子系统6和陪测系统5上电和下电；

陪测系统5，用于在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；

第二开关4，用于根据第二控制信号断开，以主动控制待测电子系统6掉电。

在本发明实施例中，电子系统按照系统时钟的频率运行，有时需要在电子系统处于某一状态的时候掉电，评估掉电对电子系统的影响。本发明在电子系统工作过程中控制掉电的时刻,也可以从电子系统某一过程的开始到结束之间，自动地在不同时刻进行掉电。本发明实施例只需要简单的器件，易于实现，所需投入不高，但是能解决实际中电子系统对掉电时刻控制的要求，不仅能够对确定的出错在某一时刻和状态下进行再现，而且对那些需要在某时刻大量掉电才出现的几率性出错同样有效。

在本发明实施例中，为了方便掉电控制，需要搭建控制环境，其控制电路图可参考图1所示。控制电路图中包括电源1、信号发生器2、第一开关3、第二开关4、陪测系统5和待测电子系统6。待测电子系统是需要进行掉电的对象，它需要在某一过程的某一时刻或某一条件下发生掉电。

可选地，第一开关3和第二开关4依次串联于电源1和待测电子系统6之间；

信号发生器2的电源输入端连接于电源1的火线和零线之间；

信号发生器2的信号输出端与第一开关3的受控端相连；

陪测系统5的电源输入端中的正输入端连接于第一开关3和第二开关4之间，负输入端与电源1的零线相连；

陪测系统5的信号输出端与第二开关4的受控端相连；

待测电子系统6的电源输入端中的正输入端与第二开关4相连，负输入端与电源1的零线相连。

在本发明实施例中，信号发生器2可以产生周期性的控制信号(如图1所示的控制信号A，即上述的第一控制信号)。可选地，信号发生器2可以包括：555振荡器。其产生的周期性信号(控制信号A)可以控制第一开关3，从而产生周期的上电和下电(参看节点C的波形)。另外，信号发生器2的设计需要考虑待测电子系统6的加电时间、没电时间以及测试效率。比如待测电子系统的加电时间可以是1秒，待测电子系统的没电时间是1秒，具体设计依赖于实际的控制对象。

在本发明实施例中，该上电是指将待测电子系统6与电源1连通，使得待测电子系统6通电；该下电是指关闭电源1，使得待测电子系统6断电；该掉电是指，在电源1未关闭的情况下，待测电子系统6处于工作过程中，使待测电子系统6强行断电。

在本发明实施例中，第一开关3和所述第二开关4均可以包括：继电器和/或金属氧化物半导体MOS管。即第一开关3和所述第二开关4作为开关使用，可以使用继电器，也可以使用MOS单管实现。并且第一开关3和所述第二开关4的电源输入和输出可以采用常闭方式，即控制信号是“0”时，第一开关3和所述第二开关4导通；控制信号是“1”时，第一开关3和所述第二开关4断开。第一开关3和所述第二开关4选用继电器时，可以采用欧姆龙OMRON的G6H。

在本发明实施例中，陪测系统5的目的也是产生控制信号(如图1所示的控制信号B，即上述的第二控制信号)，以控制第二开关4的导通和关断。如果待测电子系统6包括控制器，如微控制器，那么陪测系统5可以采用同样的待测电子系统。如果待测电子系统不包括控制器，那么陪测系统5需要包括可编程控制器，或者具有包含控制器的印刷电路板PCB板。该控制器可以是中央处理器CPU、数字信号处理DSP和/或主控单元MCU等，只要可以对其进行编程和可以输出高低电平即可。陪测系统5和待测电子系统6同时上电，陪测系统5的目的是产生控制信号B，以控制第二开关4的开合，实现控制待测电子系统6主动掉电。其中，可以设置为当控制信号B为高电平时，控制待测电子系统6掉电。

在本发明实施例中，把待测电子系统6的掉电和谁控制待测电子系统6掉电分开：待测电子系统6的掉电是指待测电子系统6本身掉电，待测电子系统6是被动者；控制掉电是指陪测系统6控制待测电子系统6掉电，陪测系统6是主动者。如果用待测电子系统6产生控制信号B，当控制信号B是“0”时，待测电子系统6能够上电；待测电子系统6确实可在某一时刻产生掉电指示，把控制信号B拉高，使第二开关4关断，然后待测电子系统6发生掉电。随后而来的是另一个问题：待测电子系统6发生掉电后，控制信号B会被拉低，这时第二开关4又闭合，待测电子系统6又上电了，即待测电子系统6不能发生掉电。所以本发明实施例把待测电子系统6的掉电和谁控制掉电分开，通过陪测系统5产生控制信号，以解决上述问题。

在本发明实施例中，图1中的关键信号的时序如图2所示，当电源1上电后，图2的电源一直为高电平。下面结合图2分别对各个控制信号以及节点处信号的时序进行说明。

控制信号A：

信号发生器2产生的周期性信号，此信号的周期和占空比可调。用此信号控制开关进行周期性的导通和关断。控制信号A的目的是控制第一开关3导通和关断。

节点C：

当控制信号A为低时，第一开关3导通，节点C是高电平。因为控制信号B为低，继电器2也导通，所以待测系统和陪测系统都上电。节点C上看到的波形如图2所示，因此待测系统和陪测系统上的电源是周期性。

控制信号B：

控制信号B决定第二开关4的导通和关断。目的是关断第二开关4，从而使待测电子系统6掉电。在节点C是高电平的情况下第二开关4受控制信号B的控制，其波形如图2所示，目的是待测电子系统6的掉电由第二开关4控制，当第二开关4关断时，待测电子系统6掉电。

节点D：

节点D表征待测电子系统6的电源。当控制信号B是“1”时，第二开关4关断，待测电子系统6掉电。在节点C是高电平的情况下,节点D由控制信号B控制。当控制信号B是“0”时，节点D是高电平，待测电子系统6上电；当控制信号B是“1”时，节点D是低电平，待测电子系统6掉电。

在本发明实施例中，本发明掉电测试系统不仅对确定的出错有效,而且还对需要大量掉电的几率性的出错有效。具体实施方案如下所述。可以通过下述的5个方案实现对图1中掉电测试系统的搭建和调节，以实现待测电子系统6的掉电测试，从而发现待测电子系统6的各种出错问题。

1、单独调试待测电子系统6，确定掉电时刻

可选地，陪测系统5还用于在待测电子系统6每次上电完成并进行系统初始化后，检测上次掉电后待测电子系统6内预设的待检查项是否出错；如果待检查项出错，则进行报警；如果待检查项未出错，则执行掉电测试功能。

在本发明实施例中，首先需要预先确定出待测电子系统6中需要进行故障检测的待检查项,在待测电子系统6每次上电完成系统初始化后,先检测上次掉电后各个待检查项是否故障或出错。如果某一个或多个待检测项出错，则产生报警信号。此报警信号可以用来触发预设的示波器，该示波器与待测电子系统6相连，以通过该示波器抓取所关注的信号，从而根据该信号分析故障或错误原因。如果任意一个待检测项均未出错，则可以开始执行掉电测试功能，最后可以执行空操作。上述过程期间，待测电子系统6可以触发示波器等，以记录相关信号的变化情况，供后续分析使用。

在本发明实施例中，这里需要确定所需掉电的时刻，可以为一个时刻，也可以为多个时刻，并也可以在过程的起始间和完成时间之间以一定的方式控制掉电。上述的时刻用来决定陪测系统5什么时刻产生控制信号B。

2、调整振荡器，确定上电和下电时间

可选地，信号发生器2，还用于根据不同的频率和占空比在不同的时刻产生所述第一控制信号，以在不同的时刻控制待测电子系统6和陪测系统5上电和下电。

在本发明实施例中，通过调整信号发生器2，如振荡器的震荡频率和占空比，可以在上电时使得待测电子系统6能够完成正常的操作，完成测试并通过关断电源进行掉电时，可以使得待测电子系统6能够完全下电。

3、按照图1搭建测试系统

在本发明实施例中，电源1上电后，信号发生器2一直工作，不停地对待测电子系统6和陪测系统5上电和下电。待测电子系统6和陪测系统5在同一上电时刻开始工作，待测电子系统6正常执行某一过程，陪测系统5则在此过程的某一时刻产生控制信号B，关断第二开关4，从而使待测电子系统6掉电。在待测电子系统6重新上电后，重复上述动作。

在本发明实施例中，在上述控制过程中，可能需要微调某些参数，以精确控制掉电的时刻。例如，如果陪测系统5产生控制信号B，在时刻A，关断第二开关4。由于待测电子系统6的储能的影响，待测电子系统6需到一个短暂的延时才会停止工作，可以相应地往前移动陪测系统5产生控制信号B的时刻。

4、调试陪测系统

在本发明实施例中，陪测系统5需要有控制器，以能够对其编程。陪测系统5在上电后，完成系统初始化，随后根据掉电时刻，可以在运行延时程序后，产生控制信号B。即使陪测系统5和待测电子系统6不一样,但它们的上电时刻一样，依然可通过延时来追踪待测电子系统6，使陪测系统5在所希望的掉电时刻产生控制信号B。一般情况下可以在待测电子系统6预设的某一固定时刻掉电。

可选地，陪测系统5还用于在每次产生第二控制信号以后，根据预先记录的延时时间发送第二控制信号，以使每次发送第二控制信号的时刻均不相同。

在本发明实施例中，陪测系统5也可以在产生控制信号之后，把延时记录在非易失性存储器(flash)之中，下次上电后，产生第二控制信号(控制信号B)以后，可以在延时记录的基础上增加一点延时时间再发送该第二控制信号，这样控制信号B的发送时刻每次都不一样。在待测电子系统6的某个工作过程的起始时间和完成时间之间，或者任意设置的控制信号的发送时刻，自动完成上述操作。

在本发明实施例中，陪测系统5的延时的最小步进由陪测系统5的系统时钟决定。如果说陪测系统5的一个时钟执行一个空操作，那么最小步进是一个时钟周期。在需要更小的步进的情况下，可适当提高陪测系统5的系统时钟频率。

5、待测电子系统6触发记录设备，以供记录相关信号变换情况，便于后续分析

在本发明实施例中，在掉电测试过程中，可以将待测试电子系统6与预设的信号记录设备，如包括但不限于示波器等具有信号记录功能的设备，在待测试电子系统6掉电时可以产生相应的触发信号来触发该信号记录设备，以捕捉待测电子系统6掉电时和/或掉电后的场景，以便于分析待测电子系统6可能的出错问题。

在本发明实施例中，一般来说，专用的测试设备成本高，并且有时专用的测试设备并不一定适合的某些电子系统的掉电场景。如果没有专用的测试设备，但又需要对电子系统进行掉电控制时，可以采用本发明实施例方案的掉电测试系统和方法。本发明实施例方案成本投入低，只需要简单的器件，利用普通的带有可编程控制器的陪测板便可实现掉电控制，易于实现，可操作性强。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例还提供了一种掉电测试方法，需要说明的是，上述的系统实施例中的任何实施例均适用于该方法实施例中，在此不再一一赘述。如图3所示，该掉电测试方法可以包括S101-S104：

S101、产生周期性的第一控制信号；

S102、根据第一控制信号控制待测电子系统和所述陪测系统上电；

S103、在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；

S104、根据第二控制信号主动控制待测电子系统断电。

可选地，该方法还包括：

在待测电子系统每次上电完成并进行系统初始化后，检测上次掉电后待测电子系统内预设的待检查项是否出错；如果待检查项出错，则进行报警；如果待检查项未出错，则执行掉电测试功能。

可选地，该方法还包括：

在每次产生第二控制信号以后，根据预先记录的延时时间发送第二控制信号，以使每次发送第二控制信号的时刻均不相同。

可选地，该方法还包括：根据不同的频率和占空比在不同的时刻产生第一控制信号，以在不同的时刻控制待测电子系统和陪测系统上电。

本发明实施例的掉电测试系统包括：电源、信号发生器、第一开关、第二开关和陪测系统；电源用于为掉电测试系统提供电源；信号发生器用于产生周期性的第一控制信号；第一开关用于根据第一控制信号导通，以控制待测电子系统和陪测系统上电和下电；陪测系统用于在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；第二开关用于根据第二控制信号断开，以主动控制待测电子系统掉电。该实施例方案成本低、易于实现、可操作性强，通过该实施例方案，能够可控制地对电子系统进行掉电测试，从而帮助设计者或使用者分析掉电对电子系统的影响程度，追踪出错的机制，帮助设计者提高了电子系统的可靠性，增强了使用者对电子系统的信心。

虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种掉电测试系统，其特征在于，所述掉电测试系统包括：电源、信号发生器、第一开关、第二开关和陪测系统；

所述电源，用于为所述掉电测试系统提供电源；

所述信号发生器，用于产生周期性的第一控制信号；

所述第一开关，用于根据所述第一控制信号导通，以控制待测电子系统和所述陪测系统上电和下电；

所述陪测系统，用于在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；

所述第二开关，用于根据所述第二控制信号断开，以主动控制所述待测电子系统掉电；

所述第一开关和所述第二开关依次串联于所述电源和所述待测电子系统之间；

所述信号发生器的电源输入端连接于所述电源的火线和零线之间；

所述信号发生器的信号输出端与所述第一开关的受控端相连；

所述陪测系统的电源输入端中的正输入端连接于所述第一开关和所述第二开关之间，负输入端与所述电源的零线相连；

所述陪测系统的信号输出端与所述第二开关的受控端相连；

所述待测电子系统的电源输入端中的正输入端与所述第二开关相连，负输入端与所述电源的零线相连。

2.根据权利要求1所述的掉电测试系统，其特征在于，

所述信号发生器包括：555振荡器；

所述第一开关和所述第二开关包括：继电器和/或金属氧化物半导体MOS管；

所述陪测系统包括：可编程控制器。

3.根据权利要求1所述的掉电测试系统，其特征在于，

所述陪测系统，还用于在所述待测电子系统每次上电完成并进行系统初始化后，检测上次掉电后所述待测电子系统内预设的待检查项是否出错；如果所述待检查项出错，则进行报警；如果所述待检查项未出错，则执行掉电测试功能。

4.根据权利要求1或3所述的掉电测试系统，其特征在于，

所述陪测系统，还用于在每次产生所述第二控制信号以后，根据预先记录的延时时间发送所述第二控制信号，以使每次发送所述第二控制信号的时刻均不相同。

5.根据权利要求1所述的掉电测试系统，其特征在于，

所述信号发生器，还用于根据不同的频率和占空比在不同的时刻产生所述第一控制信号，以在不同的时刻控制所述待测电子系统和所述陪测系统上电和下电。

6.一种掉电测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项所述的掉电测试系统，所述掉电测试方法包括：

产生周期性的第一控制信号；

根据所述第一控制信号控制待测电子系统和陪测系统上电和下电；

在预设的一个或多个时刻产生第二控制信号；

根据所述第二控制信号主动控制所述待测电子系统掉电。

7.根据权利要求6所述的掉电测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述待测电子系统每次上电完成并进行系统初始化后，检测上次掉电后所述待测电子系统内预设的待检查项是否出错；如果所述待检查项出错，则进行报警；如果所述待检查项未出错，则执行掉电测试功能。

8.根据权利要求6所述的掉电测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

在每次产生所述第二控制信号以后，根据预先记录的延时时间发送所述第二控制信号，以使每次发送所述第二控制信号的时刻均不相同。

9.根据权利要求6所述的掉电测试方法，其特征在于，所述方法还包括：根据不同的频率和占空比在不同的时刻产生所述第一控制信号，以在不同的时刻控制所述待测电子系统和所述陪测系统上电和下电。

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