CN110208675A - 一种基于双机系统的电路板测试方法 - Google Patents

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李胜磊
何海斌
赵福建
刘振东
胡文涛
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Abstract

本发明公开了一种基于双机系统的电路板测试方法。现有的电路板自动测试技术开发周期长，对硬件依赖度高，可靠性及灵活性差，测试效率低。本发明的步骤如下：一、确定测试方案。二、搭建测试系统。三、在宿主机上建立工控机执行文件，并将工控机执行文件下载到工控机中。四、工控机运行宿主机传输来的工控机执行文件。五、工控机将测试信号发送到被测电路板的测试点。同时，数据采集卡从被测电路板的测试点采集反馈信号，并将反馈信号传输给工控机。六、根据反馈信号，判断被测电路板是否存在质量问题。本发明的工控机能够以Simulink Real‑Time系统运行，进而大大提高了电路板测试的效率。

Description

一种基于双机系统的电路板测试方法
技术领域
本发明属于电路板测试技术领域，具体涉及一种基于Simulink Real-Time系统的电路板测试方法。
背景技术
电路板的测试包括其功能以及硬件电路测试，现有的电路板自动测试技术开发周期长，对硬件依赖度高，可靠性及灵活性差，测试效率低。如何开发一种既能降低硬件要求，又能缩短开发测试周期，提高测试可靠性及效率的电路板测试方法已成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Simulink Real-Time的电路板测试方法。
本发明的具体步骤如下：
步骤一、对被测电路板进行分析设计，设计出信号调理板，并确定测试方案。
步骤二、搭建测试系统。测试系统包括宿主机、工控机、信号转换模块、数据采集卡和信号调理板。数据采集卡安装在工控机。宿主机与工控机通过信号转换模块连接。数据采集卡的信号输入接口与信号调理板连接；工控机装有Simulink Real-Time实时操作系统。
步骤三、工作人员在宿主机的Matlab-Simulink界面中根据步骤一所得测试方案建立工控机执行文件，并将工控机执行文件下载到工控机中。
步骤四、工作人员将信号调理板与被测电路板的测试点连接；之后，工控机运行宿主机传输来的工控机执行文件。
步骤五、工作人员通过宿主机向工控机发出测试命令后，宿主机将测试信号发送给工控机。工控机将接收到的测试信号通过信号调理板发送到被测电路板的测试点。同时，数据采集卡从被测电路板的测试点采集反馈信号，并将反馈信号传输给工控机。
步骤六、工控机将数据采集卡传输来的反馈信号通过CAN总线通信的方式传输给宿主机。宿主机将接收到的反馈信号与测试方案中的标准信号进行对比，判断被测电路板是否存在质量问题。
进一步地，所述的测试系统还包括程控电源。所述的程控电源为信号调理板和被测电路板供电。
进一步地，所述的宿主机采用个人计算机。
进一步地，所述的信号转换模块包括USB转CAN接口转换器和CAN通讯卡。CAN通讯卡安装在工控机上。宿主机与USB转CAN接口转换器的USB接口连接。CAN接口转换器的CAN接口与CAN通讯卡连接。
进一步地，所述的宿主机与工控机还通过以太网连接。
进一步地，步骤六中，工作人员对工控机和宿主机上显示的实时反馈信息进行分析，判断被测电路板是否存在质量问题。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过设计双机系统，且工控机与宿主机之间采用CAN通讯传输，使得工控机能够以Simulink Real-Time系统运行，进而大大提高了电路板测试的效率。
2、本发明通过Matlab软件结合Simulink系统进行建模。Simulink Real-Time提供大量的第三方板卡驱动，这些驱动在Simulink Real-Time库以Simulink模块的形式提供，用户可以根据需求结合Simulik库模型快速模型化快速开发，这样大大缩短开发周期。
3、本发明基于Simulink Real-Time平台设计，在宿主机上运行MATLAB软件，Simulink，RTW和Simulink Real-Time和C编译器作为开发环境，可以生成实时应用程序，并运行在一台Simulink Real-Time实时内核的工控机上。用户可以通过宿主机来控制工控机上的程序的执行。在程序运行期间，用户可以改变模型参数并且迅速地获取、观察信号或者把它们保存起来做后续处理。
4、本发明测试过程中，用户可以在程序运行时监测、跟踪和记录信号数据。信号监测是实时显示当前的信号值。信号跟踪允许客户捕获、存储和显示突发数据，类似于数字示波器的行为。用信号记录可获得整个程序执行期间的数据。并且允许选择将记录的数据存储在工控机内存或文件系统。在测试期间或之后，采集到的信号可以上传到主机用户显示、分析和存档。并且该平台提供示波器图形显示组件，可以用于主机或工控机来监测和获取信号数据。同一个示波器上可显示多条曲线，还可以同时定义多个示波器。上述功能保证了整个测试过程的实时、准确。
附图说明
图1为本发明中测试系统的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种基于双机系统的电路板测试方法，具体步骤如下：
步骤一、对被测电路板8进行硬件电路及需求功能分析和整体设计，设计出信号调理板7，并确定测试方案。根据被
测电路板8设计信号调理板7和测试方案属于现有技术，在此不再赘述。测试方案包括向被测电路板8的各测试点输入测试信号的形式和测试顺序。
步骤二、如图1所示，搭建测试系统。测试系统包括宿主机1、工控机2、USB转CAN接口转换器3、CAN通讯卡4、数据采集卡5、程控电源6和信号调理板7。程控电源6为信号调理板7和被测电路板8供电。宿主机1采用个人计算机。CAN通讯卡4及数据采集卡5均安装在工控机2。宿主机1与USB转CAN接口转换器3的USB接口连接。CAN接口转换器的CAN接口与CAN通讯卡4连接。宿主机1与工控机2还通过以太网连接。信号调理板7的控制接口与工控机2连接。信号调理板7的第一传输接口与数据采集卡5的信号接口连接。
工控机2装有Simulink Real-Time实时操作系统。
步骤三、工作人员在宿主机1的Matlab-Simulink界面中根据步骤一所得测试方案输入程序代码。宿主机1将所得程序通过实时操作系统转换成工控机2执行文件，并将工控机2执行文件通过以太网下载到工控机2中。
步骤四、工作人员将信号调理板7的第二传输接口与被测电路板8的测试点连接。之后，工控机2
1)宿主机1：即为用户电脑，可以是台式机也可以是笔记本电脑，装有Matlab以及Microsoft Visual Studio软件，用于进行测试模型的搭建，并生成其测试程序代码。Matlab软件用于编译测试所需模型，并将该模型下载到工控机2运行在Simulink Real-Time实时内核系统环境下。Microsoft Visual Studio软件用于编译以及运行测试所需的C#上位机。
2)工控机2：作为板卡以及测试系统的载体，运行Simulink Real-Time实时内核系统，用于运行宿主机1生成的代码。Simulink Real-Time实时内核系统可将X86计算机或PC兼容机转变为一个实时系统，而且支持许多类型的I/O设备板卡，Simulink Real-Time提供了系统的快速控制原型的解决方案。利用Simulink Real-Time可以在宿主机1上设计模型，并用Real-Time Workshop和Stateflow Coder自动生成代码，最后下载到运行SimulinkReal-Time实时内核系统环境的工控机2上。
3)信号调理板7：信号调理板7是工控机2和被测电路板8间连接的桥梁。建立电路板测试系统，就必须对被测电路板8的输入输出信号的类型、电气特性和驱动功率等进行分析，实现工控机2与被测电路板8正常有效的信号交互。
4)程控电源6：程控电源6用于给被测电路板8以及信号调理板7供电，可以根据不同需求供电；
5)数据采集卡5：数据采集卡5用于采集程序运行过程中被测电路板8输出的反馈信号信号，包括数字信号、模拟信号、脉冲信号、碰撞信号，并将其实时回传到工控机2。
6)USB转CAN接口转换器3、CAN通讯卡4：USB转CAN接口转换器3和CAN通讯卡4实现宿主机1和工控机2之间的实时信息交互。CAN通讯方式进行数据传输，它具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。

Claims (6)

1.一种基于双机系统的电路板测试方法，其特征在于：步骤一、对被测电路板进行分析设计，设计出信号调理板，并确定测试方案；
步骤二、搭建测试系统；测试系统包括宿主机、工控机、信号转换模块、数据采集卡和信号调理板；数据采集卡安装在工控机；宿主机与工控机通过信号转换模块连接；信号调理板的控制接口与工控机连接；数据采集卡的信号输入接口与信号调理板连接；工控机装有Simulink Real-Time实时操作系统；
步骤三、工作人员在宿主机的Matlab-Simulink界面中根据步骤一所得测试方案建立工控机执行文件，并将工控机执行文件下载到工控机中；
步骤四、工作人员将信号调理板与被测电路板的测试点连接；之后，工控机运行宿主机传输来的工控机执行文件；
步骤五、工作人员通过宿主机向工控机发出测试命令后，宿主机将测试信号发送给工控机；工控机将接收到的测试信号通过信号调理板发送到被测电路板的测试点；同时，数据采集卡从被测电路板的测试点采集反馈信号，并将反馈信号传输给工控机；
步骤六、工控机将数据采集卡传输来的反馈信号通过CAN总线通信的方式传输给宿主机；宿主机将接收到的反馈信号与测试方案中的标准信号进行对比，判断被测电路板是否存在质量问题。
2.根据权利要求1所述的一种基于双机系统的电路板测试方法，其特征在于：所述的测试系统还包括程控电源；所述的程控电源为信号调理板和被测电路板供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于双机系统的电路板测试方法，其特征在于：所述的宿主机采用个人计算机。
4.根据权利要求1所述的一种基于双机系统的电路板测试方法，其特征在于：所述的信号转换模块包括USB转CAN接口转换器和CAN通讯卡；CAN通讯卡安装在工控机上；宿主机与USB转CAN接口转换器的USB接口连接；CAN接口转换器的CAN接口与CAN通讯卡连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于双机系统的电路板测试方法，其特征在于：所述的宿主机与工控机还通过以太网连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于双机系统的电路板测试方法，其特征在于：步骤六中，工作人员对工控机和宿主机上显示的实时反馈信息进行分析，判断被测电路板是否存在质量问题。
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