CN109254889A - 一种采用嵌入式软件进行cpu管脚短路故障的定位方法 - Google Patents

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杨文阁
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Abstract

本发明提供一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，将测试程序下载至CPU内部，通过测试程序将CPU的管脚设置为IO输出管脚；通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平，测试程序向高电平的IO输出管脚输出高电平后，回读经过IO输出管脚的电平，如果回读的电平为高电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚本方法即可以作为单板调试程序一部分，也可以作为应用程序的启动自检代码，在每次启动时，测试管脚状态，若发生故障，导向安全，这是其他检查法所不具备的功能。

Description

一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法
技术领域
本发明涉及一种CPU管脚短路故障定位的方法，尤其涉及一种采用嵌入式的软件进行CPU管脚短路故障的定位方法。
背景技术
现有的CPU管脚短路的检查是在焊接质量环节进行控制的，采用的检查方法有目检法、万用表测试法、X-光检查法、自动光学检查法。没有看到采用嵌入式软件进行短路故障检测的方案。
随着CPU芯片管脚数目越来越多，封装尺寸越来越小，管脚越来越密，间距越来越小，目检法及万用表测量法存在效率低，漏检率高的缺点，及检测质量受经验、工作态度等人为因素的影响。
X-光检查法的缺点是X-光检查设备的价格太昂贵。
自动光学检查法可以检查QFP封装类型的芯片，无法检查BGA封装类型的芯片。
申请号为“2013103272408”的专利中，尽管同样采用嵌入式的软件进行检测，但是该专利在检测时必须依赖外部的RAM或者ROM，CPU通过管脚发送的信号进入到外部的RAM或者ROM中,然后CPU再通过外部的RAM或者ROM进行信号的读取，获取从CPU的管脚到ROM之间通路是否故障，即该专利必须依赖外部的设备，不能进行自检。
发明内容
本发明提供一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，以解决现有技术存在的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，包括：
将测试程序下载至CPU内部，通过测试程序将CPU的管脚设置为IO输出管脚；
通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平，测试程序向高电平的IO输出管脚输出高电平后，回读经过IO输出管脚的电平，如果回读的电平为高电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；
测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚；
通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为低电平，其余IO输出管脚的电平设置为高电平，测试程序向低电平的IO输出管脚输出低电平后，回读经过IO输出管脚的电平，如果回读的电平为低电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；
测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为低电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚；
将测试结果输出。
所述测试程序设置为开机自启，在每次开机时，均通过测试程序进行管脚状态的测试，若发生短路故障，则导向安全。
所述测试程序通过CPU的JTAG测试端口或者ISP程序下载端口加载到CPU中。
所述通过测试程序设置为IO输出管脚的CPU管脚不包括当前CPU所在印制板电路的输入管脚。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明的有益效果：
1）和目测法相比效率高，不会出现漏检情况，排除了人员的经验和认真程度等人为因素；与X-光检查法相比本方法易于编程，零成本；与自动光学检查法相比无芯片封装的限制。
2）本方法即可以作为单板调试程序一部分，也可以作为应用程序的启动自检代码，在每次启动时，测试管脚状态，若发生故障，导向安全，这是其他检查法所不具备的功能。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法。由于几乎所有的Cortex-M CPU应用，在硬件设计上都搭接有外围器件，例如SRAM、DRAM、Nand Flash、NorFlash、LCD、Eth、Uart、SPI、I2C等器件，一般设计人员将地址线、数据线、液晶屏线、以太网线、SPI线、Uart线、I2C线作为特殊口线，将其IO端口配置为特殊功能口；而本发明在设计时，将这些口线配置为IO口，然后执行短路检测，短路检测完毕，改配置为特殊功能口，完成管脚短路检测功能。
本发明主要应用于Cortex 类型的CPU，但是其他架构的CPU，也采用同样理念，进行管脚短路故障定位，例如采用PowerPC、ARM7、ARM9。
本发明的实现通过软件实现，因此依赖于三个条件：
（1）电源供电正常。
（2）JTAG端口或者ISP端口工作正常，以便下载测试或应用程序。
（3）调试端口工作正常。调试端口正常能够保证输出IO管脚的故障信息，达到定位的效果。
在上述条件满足的情况下，本发明包括以下步骤：
首先编写测试程序或者应用程序，该测试程序或者应用程序可以通过CPU的JTAG测试端口或者ISP程序下载端口加载到CPU中；
然后通过测试程序将CPU的管脚设置为IO输出管脚；
再通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平，测试程序向高电平的IO输出管脚输出高电平后，电平经过IO内部的寄存器后再进入CPU，完成CPU内部通路的信号传输，而CPU回读经过IO输出管脚的电平， 如果回读的电平为高电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；因为当前管脚配置输出的为高电平，正常情况读入管脚状态为高电平，若和其他管脚短路，读取的是其他管脚的状态，因其他管脚设置的为低电平，因此读取到的为低电平时说明管脚短路。
测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚；
通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为低电平，其余IO输出管脚的电平设置为高电平，测试程序向低电平的IO输出管脚输出低电平后，回读经过IO输出管脚的电平，如果回读的电平为低电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；
测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为低电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚；
将测试结果输出。可通过调试端口输出到计算机上，如通过串口发送故障信息，计算机通过调试终端接收调试信息，根据调试信息获取故障定位信息。
上述中，对每个管脚进行高电平检测和低电平检测，能够全面检测管脚状态，防止因某种原因导致某一测试管脚一直处于高电平状态时，若此时进行高电平测试，回读的状态也是高电平，高电平检测是通过的，但此时进行低电平测试，回读的状态为高电平，低电平测试，不能通过，可通过报告低电平测试故障。因此，只有进行两次测试，才能将所有的故障点查找出来。即本发明中，对每个管脚进行高电平检测和低电平检测，能够增加检测的安全性。
上述的测试程序为通过现有常用的编程语言实现的一种方法，该方法能够输出高电平和低电平，并将低电平和高电平输出给CPU的管脚，同时，能够回读管脚电平，并对输出的电平和接收的电平进行判断，进而对管脚状态进行判断，同时能够将判断的结构通过调试端口发送给外部的计算机，即本发明的测试程序为使用编程语言实现的、且能够加载在CPU中进而实现本发明的整个功能的方法，具有本领域工作经验的本领域技术人员均可以根据本发明的描述实现本发明的方法。
测试程序在此处的含义为程序代码，此段程序代码的功能为：将其中一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平，测试程序向高电平的IO输出管脚输出高电平后，回读经过IO输出管脚的电平， 如果回读的电平为高电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；因为当前管脚配置输出的为高电平，正常情况读入管脚状态为高电平，若和其他管脚短路，读取的是其他管脚的状态，因其他管脚设置的为低电平，因此读取到的为低电平时说明管脚短路。
通过测试程序设置为IO输出管脚的CPU管脚不包括当前CPU所在印制板电路的输入管脚。例如ETH_REF_CLK、ETH_RXDV、USART_RX、CAN_RX等。
本发明的方法即可作为单板调试程序一部分，也可以作为应用程序的启动自检代码，即在每次CPU启动时，首先测试管脚状态，若发生故障，导向安全，这是其他检查法所不具备的功能。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现本发明的方法。计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，其特征在于，包括：
将测试程序下载至CPU内部，通过测试程序将CPU的管脚设置为IO输出管脚；
通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平，测试程序向高电平的IO输出管脚输出高电平后，回读经过IO输出管脚的电平，如果回读的电平为高电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；
测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为高电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚；
通过测试程序将其中一个IO输出管脚的电平设置为低电平，其余IO输出管脚的电平设置为高电平，测试程序向低电平的IO输出管脚输出低电平后，回读经过IO输出管脚的电平，如果回读的电平为低电平，则说明该管脚正常，否则管脚短路；
测试程序将下一个IO输出管脚的电平设置为低电平，其余IO输出管脚的电平设置为低电平进行测试，直至遍历所有的IO输出管脚；
将测试结果输出。
2.根据权利要求1所述的一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，其特征在于：
所述测试程序设置为开机自启，在每次开机时，均通过测试程序进行管脚状态的测试，若发生短路故障，则导向安全。
3.根据权利要求1所述的一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，其特征在于：
所述测试程序通过CPU的JTAG测试端口或者ISP程序下载端口加载到CPU中。
4.根据权利要求1所述的一种采用嵌入式软件进行CPU管脚短路故障的定位方法，其特征在于：
所述通过测试程序设置为IO输出管脚的CPU管脚不包括当前CPU所在印制板电路的输入管脚。
5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~4所述方法的步骤。
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