CN110268277B - 用于印刷电路板的功能性测试器，以及相关的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于测试印刷电路板(PCB)的系统和方法。在一个实施例中，用于印刷电路板(PCB)的测试器包括测试夹具，所述测试夹具具有多个电触点，所述电触点用于接触作为被测单元(UUT)的PCB。测试夹具承载远程测试外围主(RTPM)模块和远程测试外围从(RTPS)模块。RTPM模块和RTPS模块通过远程测试外围(RTP)总线连接。

Description

用于印刷电路板的功能性测试器，以及相关的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请是2017年2月10日提交的美国临时申请No 62/457593的继续申请，上述申请通过引用并入本文。

背景技术

印刷电路板(PCB)在运送给客户之前经过测试。PCB通常包括分布在若干金属层上的内部布线(走线)。水平金属层通过竖直过孔电互连。电子元件(电阻器，电容器，集成电路(IC)，连接器等)连接到PCB表面上的焊盘或连接到竖直延伸穿过PCB厚度的通孔的金属。这些电子元件通过PCB的走线互连。PCB的外部连接通常是边缘连接器或PCB承载的其它连接器。

PCB和电子元件有时统称为印刷电路板组件(PCBA)。通常，术语PCB和PCBA可互换使用，即，术语PCB可以表示电路板本身，以及电路板和电路板承载的电子元件的组件。

PCB(或PCBA)的测试可以是在线的(在线测试或ICT)或功能性的(功能测试或FT)。在线测试通过一次测试PCB的各个组件来执行“示意性验证”。例如，测量各个电子元件的电阻、电压降、极性等，并将其与该元件的预期值进行比较。通常，在线测试不是“快速”完成的，并且不验证电子元件的互操作性。然而，在线测试仍然可以有效地发现PCB、电子元件的制造缺陷，或元件与PCB的连接缺陷。例如，在线测试可以检测焊接短路、元件缺失、错误元件、不正确连接的元件(例如，旋转180度的二极管)或开路连接。大多数在线测试都是在PCB没有供电的情况下进行的，从而避免了可能损坏元件的情况。由于编程包括切换测试仪器以通过针床(BON)夹具连接到PCB，因此可以最小化测试编程工作。

功能测试旨在确保电路功能符合规范。这种测试可以通过PCB连接器(例如，PCB上的边缘连接器)和/或BON夹具“快速”完成。功能测试可以识别PCB内的功能缺陷以及元件中的缺陷。例如，功能测试可以评估PCB的功能，同时将边缘电源电压和/或电流施加到IC以评估IC的功能，可以确定操作期间PCB或PCB上的元件的功耗，可以按照规范频率等测试元件的操作。

但是，功能测试的测试程序需要彻底了解被测器件(DUT)的性能，因此，编程成本通常高于在线测试的编程成本。此外，对于传统的BON系统，必须对每个新的PCB设计重复编程，因为BON的引脚(例如弹簧针)连接回PCB测试器中仪器的对应引脚，并且必须对仪器进行重新编程以用于下一个PCB设计。另外，由于从PCB测试器中的仪器到被测PCB(也称为“被测单元”或UUT)的距离相对较大，因此可能无法进行一些高频测试。这个相对较大的距离可能导致从主机架到UUT的线缆中信号的显著衰减。因此，需要用于改进在线测试和功能测试的系统和方法。

附图说明

通过结合附图参考以下详细描述，将更容易理解和更好地理解本发明技术的前述方案和许多伴随的优点，其中：

图1是根据现有技术的PCB测试器的局部示意等距视图；

图2是根据现有技术的测试夹具的局部示意图；

图3是根据本技术的实施例的PCB测试器的框图；

图4A是根据本技术的实施例的PCB测试器的框图；

图4B示出了图4A的细节A；

图4C是根据本技术的实施例的PCB测试器的局部示意性等距视图；

图4D是根据本技术的实施例的RTP模块安装孔的示意图；

图5是根据本技术的实施例的RTP主(RTPM)和RTP从(RTPS)链的框图；

图6是根据本技术的实施例的控制系统和测试夹具之间的连接的框图；

图7是根据本技术的实施例的RTPM和RTPS模块之间的连接的框图；

图8是根据本技术的实施例的RTPS模块的框图；

图9是根据本技术的实施例的RTPM模块的框图；和

图10是根据本技术的实施例的RTPS模块的框图。

具体实施方式

这里公开了PCB测试器的若干实施例的具体细节。本发明的技术涉及可配置的并且可以并行地对多个PCB执行功能测试的PCB测试器。更具体地，本技术涉及可配置并且可以并行地对多个PCB执行在线测试(ICT)和功能测试(FT)的PCB测试器。测试电子器件的重要部分可以位于测试夹具本身上(即，靠近被测PCB，被测PCB也称为被测单元或UUT)。结果，缩短了到UUT的信号/电力路径。在一些实施例中，测试器可以并行测试多个PCB。这些PCB可以具有不同的配置(例如，不同的设计)。

在一些实施例中，测试电子器件可以分布在主/从模块(也称为远程测试外围或RTP)上。若干RTP主/从模块链可以通过USB链路或其它快速串行链路连接到通用串行总线(USB)集线器，并且进一步连接到主控制器(即，计算机或服务器)。链中的RTP主/服务器模块(RTPM/RTPS)可以通过串行链路(例如，8位异步串行链路)进行通信。具体根据并行测试的UUT的配置和数量，RTPM/RTPS模块链可以重新配置或重新编程，而无需更换RTPM/RTPS模块。

在一些实施例中，测试夹具是“自我感知的”，即能够将其配置报告回控制系统。例如，测试夹具可以报告RTP主/从模块的配置、板的数量、引脚触点的分配、主/从模块的版本号等。

在一些实施例中，测试程序(也称为测试序列)直接加载到测试夹具上。例如，测试夹具可以包括用于存储测试程序和具有测试点分配的数据文件的存储器芯片。

本领域技术人员还将理解，本技术可以具有另外的实施例，并且可以在没有下面描述的实施例的若干细节的情况下实践本技术。

图1是根据现有技术的PCB测试器10的局部示意性等距视图。PCB测试器10包括主机架13和测试夹具18。传统的测试夹具通常构造为机械“针床”(BON)夹具，其专门设计用于UUT的特定布局。主机架13包括将测试向量和电力发送到UUT16的电子器件。例如，主机架13可包括用于检查UUT16上的开路/短路的测试仪器13a，以及用于为UUT16上的元件22供电的电源13b。

测试夹具18包括触针20(例如，弹簧针(pogo pin))，触针20将主机架13中的电子器件与走线21电连接，并且进一步与UUT16的元件22电连接。通过线缆17提供测试夹具20和UUT16之间的附加电连接。

测试线缆14将主机架13的测试仪器和电源与测试夹具18连接。主计算机11控制主机架13的操作(例如，通过线缆14发送测试向量)并解释测试的结果(例如，UUT16上存在/不存在有缺陷的元件)。然而，相对长的测试线缆14会由于噪声和传输线效应而降低信号完整性，尤其是对于高频测试。

图2是根据现有技术的测试夹具的局部示意图。测试夹具18可包括板18a和18b的组件，用于改善触针20的竖直对准。主机架测试器13通过测试线缆14提供测试向量和/或电力。在操作中，触针20与UUT16的元件22或走线接触，以提供与/从主机架测试器13的电连接。在完成UUT16的测试之后，移除测试过的UUT并且加载下一个UUT以与测试夹具18接触。

图3是根据本技术的实施例的PCB测试器100的框图。PCB测试器100包括测试夹具118和控制系统120。

在一些实施例中，控制系统120包括ICT(在线测试器)/MDA(制造缺陷分析仪)112和主计算机(主控制器)111。控制系统120还可以称为ICT/MDA系统120。主计算机111提供用于通过总线121与ICT/MDA系统120通信的操作员接口，总线121可以是USB连接或其它高速串行总线。

测试夹具118可以通过一个或多个高速串行总线122(例如USB总线)与控制系统120连接。除了从控制系统120接收的控制/测试信号之外，测试夹具118还可以通过测试夹具承载的一个或多个RTPM/RTPS链161/162生成用于UUT 117的功能测试(FT)的测试信号和电力。测试夹具118可以连接到UUT面板116，UUT面板116包括一个或多个PCB117(UUT 117)。

在操作中，ICT可以例如检测UUT 117上的开路/短路，并且MDA可以评估UUT 117的制造缺陷。在下面描述结合功能测试(FT)的ICT测试的一些示例。

测试夹具承载的RTPM/RTPS链

在一些实施例中，用于功能测试(FT)的大部分电子器件位于在测试夹具118内，从而最小化控制系统120中的测试卡的数量。测试夹具118的FT硬件可以包括一个或多个RTP主(RTPM)模块161，每个主(RTPM)模块控制一个或多个RTP从(RTPS)模块162-i。RTPS模块可以执行各种任务，包括例如电力调节、负载切换、电流/电压感测、UCT(通用计数器/定时器)、逻辑分析/回放、LED光学测试、RF(射频)测试、HIPOT(高电位)测试、继电器控制和客户特定功能。

此外，RTP总线165(例如，通用异步接收器-发送器或UART)可以支持相对简单的RTPS模块的添加，因此，能够将不同数量的UUT117所需的功能测试从一个扩展到另一个。在许多实施例中，可以改变RTPM/RTPS链的数量和RTPS模块的组成以适合特定测试或特定UUT。因此，测试器是模块化的、可扩展的和可定制的。

在一些实施例中，RTPM/RTPS模块是可编程的。因此，可以重新配置模块以测试不同的UUT(例如，通过命令描述符和引脚信息)或用不同的固件重新编程，而无需替换RTPM/RTPS模块。此外，由于RTPM/RTPS模块由测试夹具118承载，因此对于UUT 117的不同配置/数量，控制系统120的改变可以最小化。

在操作中，RTPS模块可以通过总线221与UUT通信，例如，CAN(控制器区域网络)、LIN(本地互连网络)、I²C(内部集成电路)、I²S(内部集成声音)、JTAG(联合测试行动组)、SPI(串行并行接口)、UART(通用异步接收器-发送器)等。换句话说，RTPM模块通过RTP总线165在RTPS模块上建立控制信道。这些总线通信协议可以支持具有不同测试能力的各种RTPM/RTPS。通常，并行测试的UUT 117具有相同的设计。然而，在一些实施例中，可以通过不同地编程与不同UUT设计接口连接的RTPM/RTPS模块，通过单个夹具同时测试具有不同设计的UUT。

在许多实施例中，针对具有模块化RTPM/RTPS设计的测试器简化了测试器引用(quoting)过程。例如，承载标准化RTPM/RTPS模块161/162的测试夹具118通常比具有相同能力的定制设计的测试夹具118更容易引用。此外，引用承载标准化RTPM/RTPS模块161/162的测试夹具118可以更精确。

预先加载到测试夹具上的测试程序和测试针分配

传统FT系统保留一块测试点编号，这些测试点编号可与测试仪器实际连接的测试点编号不对应。因此，需要额外的知识来将测试器的导线连接到UUT的测试点。在本发明技术的一些实施例中，测试点信息可以与测试程序(测试序列)一起直接存储在测试夹具118上，例如，存储在测试夹具118的存储器存储装置167上(例如，闪存、EPROM等)。测试点信息可用于功能性测试程序并简化夹具118的布线。测试点信息可以帮助自动生成网表模板，用户可以使用该模板填充夹具的适当测试点信息。此外，测试点信息可用于生成布线指令，夹具硬件图和/或用于测试夹具上的RTPM/RTPS模块的自测试。

在一些实施例中，由于控制系统120和测试夹具118之间的通信被最小化(例如，不需要将测试点的列表从控制系统120传送到测试夹具118)，因此在更短的时间内测试UUT117。在操作中，可以针对若干UUT 117集合测试结果，然后通过高速串行总线122将测试结果集中发送到控制系统120，以进一步最小化控制系统和测试夹具之间的数据传输。

自我感知的测试夹具

在一些实施例中，RTPM模块161可以执行系统查询以例如确定RTP夹具中的RTPS模块162的数量和类型。系统查询还可以确定RTPM/RTPS模块的特定地址、以及特定RTPM/RTPS模块支持的相应特征。这些功能使测试夹具能够自我感知。

在一些实施例中，RTPS模块162还包括命令。例如，RTPS模块162可以包括默认命令集，其可以用于查询与每个模块有关的信息(例如，板信息、引脚信息、命令描述等)，因此允许RTP夹具118是自我发现的。例如，存储在RTPS模块162中的信息可以允许用户或其它模块161/162以：

-下载板信息(元件数量、版本、描述)；

-下载与由RTPS模块支持的信道数量相关的信息，以及

-下载有关支持的特征和命令的信息。该信息可以提供完整的命令描述符，并且可以足以使用户知道所需的参数、预期的返回值以及RTP模块支持的任何命令的效果。此外，控制系统120可以使用该信息向操作员显示用于建立RTP测试的适当图形接口。

RTPM/RTPS模块的自我诊断

在一些实施例中，RTPM模块161和/或RTPS模块162可以承载硬件，该硬件使微控制器能够执行板载电路的自测试诊断测试以检测RTPM/RTPS模块的问题(例如，错误布线、硬件故障、电力问题等)。由RTPS模块162执行的自测试的一些示例是：

-板载诊断程序。可以提供软件，其允许微控制器在没有外部帮助的情况下检测RTPM/RTPS上的问题；

-用户协调的诊断程序。这些自测试程序可能需要操作员的帮助，以使用接地探针或其它工具为测试点提供激励；和

-ICT/MDA协调的诊断程序。ICT/MDA可以为RTPS模块的输出提供激励，也可以进行RTPS模块输出的测量。

图4A是根据本技术的实施例的PCB测试器的框图。图示的PCB测试器100包括控制系统120和测试夹具118。从测试夹具118到UUT 117的信号/电力可以通过触针20、光学连接26、螺线管28路由和/或无线地路由。在一些实施例中，控制系统120通过传输块220(例如，适合于高速信号的成对连接器)连接到测试夹具118。

在一些实施例中，RTPM模块161用作RTP总线链中的主装置，RTPS模块162连接至RTPM模块161并由其控制。在一些实施例中，在测试夹具118的通电序列期间或当请求总线复位时，RTP模块经历自动寻址阶段以自动检测RTP链中包括多少RTPS模块162，以及它们各自在链中的位置。

在一些实施例中，针对RTPS模块支持的每个信道复制RTPS模块的每信道电路。RTPS模块的信道能够彼此独立地操作。RTPS模块的微控制器固件可以禁用/启用独立信道，或者一些特征可以应用于一个启用的信道而不是其它信道。在一些实施例中，RTPS模块能够同时(即，并行)对多个或所有UUT 117进行功能测试，因此增加了PCB测试器100的吞吐量。

测试夹具和UUT之间的缩短的距离

通过传统的测试器，信号源和UUT之间的相对长的距离限制了可用于测试UUT的信号频率和/或电力。在本技术的一些实施例中，例如通过UUT 117的高速测试，RTPS模块162上的信号源更靠近UUT 117，因此减少了由长传输线引起的问题(例如，降低的信号完整性)。

RTPS模块162可以被设计为与连接到信道(也称为“数据信道”)的多个UUT 117接口连接并对其进行测试。例如，RTP模块162的各个信道可以利用一个或多个触针20、光学连接26、螺线管28和/或无线连接以向/从UUT 117传输信号。在本技术的许多实施例中，因为RTPM/RTPS模块由测试夹具118承载，RTPS模块162和UUT 117之间的距离缩短。

组合的ICT/FT测试

在一些实施例中，测试器100被配置为执行ICT和FT。例如，对于ICT测试，ICT/MDA112可以通过走线222-1直接连接到一些触针20。ICT测试中的其它针20可以通过走线222-2和RTPS模块162的继电器240连接到ICT/MDA112。继电器240可以是例如机电或固态继电器(例如，晶体管组)。继电器可以将UUT 117从ICT测试(直接连接到ICT/MDA112的UUT测试点)切换到功能测试(连接到RTPS 162的电路的UUT测试点)，反之亦然。

在许多实施例中，当ICT和FT组合成一个测试器100时，简化并加速了测试流程。此外，如果ICT发现问题(例如，UUT上的短路)，然后，选择继电器可以切换以隔离RTPS 162上的FT电路的特定部分，从而防止损坏RTPS模块162。

连接RTPM的总线

在一些实施例中，RTPM162可以通过总线122-1(例如，高速串行总线)与控制器111通信，并且通过总线122-2(例如，串行或并行总线，也称为握手连接)与ICT/MDA112通信。在一些实施例中，握手连接122-2可以是并行总线。当在ICT/MDA系统120和RTPM161之间交换少量数据时，握手连接122-2可以比名义上更快的USB总线更灵活且更快速。

RTPM161还可以包括一个或多个运算放大器(OP AMP)和模数转换器(A/D)。OP AMP和A/D可以通过模拟总线122-3连接到ICT/MDA112。对于一些相对慢速的UUT测试，例如DC测试，总线122-3可以通过总线221-1(也称为“传统ICT布线”)，或通过总线221-2(也称为“MDA布线”)并进一步通过继电器组240和总线221-3(也称为“UUT布线”)而将RTPM模块的A/D连接到UUT。

RTPS模块与ICT/MDA之间的连接性的验证

图4B示出了图4A的细节A。特别地，继电器240-i可以将UUT117连接到用于FT的RTPS模块162-i或连接到用于ICT的ICT/MDA112。在一些实施例中，电阻器242与继电器到ICT/MDA117的路径并联添加，以将FT点与来自ICT/MDA112的导线(总线221-2的导线)的负载电容隔离。另外，即使当继电器将UUT 117与RTPS 162连接时，也可以测量到从UUT 117到ICT/MDA112的电压降。结果，在至少一些实施例中，ICT/MDA112可以确定从RTPS到UUT的连接是否正常工作(例如，路径中没有开路)。许多情况下，在没有电阻器242的情况下，必须手动执行关于从RTPS到UUT的连接的完整性的确定，导致更高的成本和更长的夹具开发/调试时间。

竖直堆栈的RTPM/RTPS链

图4C是根据本技术的实施例的PCB测试器的部分示意性等距视图。在一些实施例中，测试夹具118承载竖直堆栈的RTPM/RTPS链。例如，RTPM模块161可以在竖直堆栈中支持一个或多个RTPS模块162。堆栈中最上面的RTPS模块162接触支持UUT 117的测试接口119。在一些实施例中，测试接口119的触针20接触UUT 117的测试点以建立电连接。可以利用机械销、光学触点、螺线管或无线连接来建立电连接。在一些实施例中，RTPM/RTPS链的竖直堆栈导致更紧凑的测试夹具。此外，由于从RTPS模块到UUT的电路径缩短，RTPS模块和UUT之间的减小的距离会降低信号/电力的劣化。

图4D是根据本技术的实施例的RTP模块安装孔的示意图。在一些实施例中，RTPM和RTPS可以包括安装孔172的标准化分布。例如，安装孔172的行和列可以通过标准化宽度W和高度H分开。适当的支座可以保持各个RTPM/RTPS模块之间的竖直偏移。

图5是根据本技术的实施例的RTPM/RTPS链的框图。所示出的RTPM/RTPS链分别通过高速串行总线122A连接到快速串行集线器168，并且进一步通过高速串行总线122B连接到控制系统120。在一些实施例中，高速串行总线122A/122B是USB总线。并行的多个RTPM/RTPS链可以允许更高的数据吞吐量。例如，一次在一个UUT上执行传统的功能测试。结果，对于传统系统，测试整批UUT 117所需的时间通常对应于测试单个UUT所需的时间乘以UUT面板116中的UUT 117的数量。在本技术的一些实施例中，单个RTPM/RTPS链161/162可以并行测试多个UUT 117。另外，多个RTPM/RTPS链可以进一步增加测试的并行性。结果，多个UUT117可以在与测试一个UUT 117相同的时间内经历相同的FT。这种能力对于具有严格节拍时间要求的测试过程可以是有用的。

在一些实施例中，当例如UUT 117的数量增加时，多个RTP主/从链161/162可以进一步增加吞吐量。例如，在一些测试中，三个RTPM/RTPS链161/162可以被配置为支持并行测试三个UUT。当第四UUT 117被添加到并行测试时，可以重新配置现有三个RTPM/RTPS链161/162的资源以支持第四UUT的测试，而不必添加额外的RTPM/RTPS链。与本发明技术的实施例相比，另一个UUT的添加需要向传统PCB测试器添加专用测试资源。

在一些实施例中，测试夹具118包括存储器存储装置167，用于存储测试程序、测试针分配、测试向量和/或用于测试UUT 117的其它数据。在一些实施例中，测试夹具118通过主控制器111与ICT/MDA112通信。

图6是根据本技术的实施例的控制系统120和测试夹具118之间的连接的框图。在一些实施例中，控制系统120包括继电器开关矩阵241，其可以是固态继电器开关矩阵(例如，晶体管组)。根据UUT 117上的测试点的隔离要求，继电器开关矩阵241可以无需隔离或进行隔离地将UUT 117上的测试点连接到RTPM/RTPS链161/162。例如，可以关闭继电器以将UUT 117上的测试点与用于ICT的ICT/MDA112直接连接(例如，测试开路/短路、电阻测量等)。类似地，与FT结合使用的UUT测试点可能需要隔离或本地切换。在一些实施例中，测试夹具118包括系统内编程(ISP)硬件，例如ISP控制器和/或ISP缓冲器。在一些实施例中，ISP硬件可以包括MultiWriter。

在一些实施例中，测试夹具118可以包括RTPS模块162，其包括电力控制(例如，RTPS 162-1)或模拟分频器(例如，RTPS 162-2)的功能。在一些实施例中，测试夹具118包括具有其它功能的RTPS模块，例如：

-串行通信协议(CAN、LIN、I²C、I²S、JTAG、SPI、UART等)；

-电力调节(降压/升压调节器、线性调节器、负载开关、放电模块、函数发生器)；

-数据采样(频率/定时、逻辑记录/回放)；

-光学应用(LED感测、红外传输/检测、光纤)；

-电力检测(DC/AC电压/电流感测、HIPOT)；和/或

-螺线管/继电器控制。

图7是根据本技术的实施例的RTPM和RTPS模块之间的连接的框图。RTPM/RTPS模块161/162可以由测试夹具118(未示出)承载。在一些实施例中，RTPM/RTPS模块161/162使其上游端口通过RTP总线165连接(“链接”)到对应的下游端口。例如，RTPM模块161的下游发送器节点TXD可以链接到RTPS模块162-1的上游接收器节点RXU。作为另一示例，RTPS模块162-1的下游接收器节点RXD可以链接到RTPS模块162-2的上游发送器节点TXU。在RTPM/RTPS模块链的上游端，RTPM模块161仅具有下游节点TXD/RXD，用于与链的其余部分连接。类似地，在RTPM/RTPS链的下游端，可以添加终端以将RTPS模块162-2的TXD到RXD节点缩短。在一些实施例中，RTPS模块162可以自动检测两个端口中的哪个是上游或下游，从而导致模块的链接更简单。

在操作中，RTPM模块161可以通过RTP总线165启动通信。在一些实施例中，RTPM和RTPS模块实现公共通信协议，由此，RTPM模块可以选择和启动命令，并将数据传输到一个或多个RTPS模块。例如，RTPM模块161可以与RTPS模块162通信以获得关于RTPS模块的信息：模块板号和板版本、构建版本号、通信驱动器版本信息、描述和关于任何支持的命令处理程序函数(参数数据、返回数据)的使用信息，以及有关输出信道和相应头部引脚的数量的信息。RTPM模块161还可以控制RTPS模块162以：修改通信设置、下载RTP总线通信错误的错误报告信息、执行RTPS模块的软复位、从装置存储器的读取、操纵装置存储器等。

在一些实施例中，RTP总线是8位异步串行总线。当RTP模块通电时，RTPM模块161可以启动同步阶段，在此期间RTPS模块162与总线165同步。同步阶段可以强制RTP总线165上的所有装置进入相同的通信状态。当该阶段完成时，RTPS模块162可以开始接受来自RTPM模块161的命令包，由此，各个RTPS模块162的内部功能变得可用于RTPM模块161和控制器111。

在一些实施例中，每个RTPS模块162包括两个2位多路复用器MPLX，用于输出上游TXU和下游TXD信号。多路复用器MPLX可以由信号TXD_EN和TXU_EN控制。取决于这两个信号的状态，RTPS可以处于下面表1中描述的四种模式之一。

表1，基于多路复用器状态的通信模式

图8是根据本技术的实施例的RTPS模块162的框图。利用所示实施例，微控制器MICRO直接连接到总线165上的较少点，因为微控制器MICRO不再连接到RXD和TXD端口。相反，RXD和TXD端口连接到多路复用器MPLX。

图9是根据本技术的实施例的RTPM模块161的框图。在一些实施例中，RTPM模块161包括若干输入/输出：其上游侧的模拟输入总线、USB输入和握手信号端口，以及其下游侧的RTP总线TX/RX端口、标志(FLAG)和复位(RESET)端口。

RESET端口可以驱动RTPS板的硬复位。作为响应，RTP硬件被配置为已知的复位状态。FLAG端口可以由RTPM模块161上拉，并且可以被编程为中断请求(IRQ)引脚，用于协调RTPM/RTPS模块之间的任务。在一些实施例中，FLAG引脚还提供将RTPS模块特征的控制传递到测试夹具118的其它电子器件的通道。

RTPM模块161还可以包括通用输入/输出(GPIO)头部(header)231，以直接提供对微控制器MICRO上的端口引脚的访问。在一些实施例中，GPIO头部231可用于控制夹具内的信号。在其它实施例中，GPIO头部可以用于直接连接到触针的连接。

在一些实施例中，RTPM模块161的模拟输入端口可以是8信道模拟输入端口。例如，模拟输入端口可以配置为测量差分电压或单电源电压。

在一些实施例中，RTPM模块161经由USB端口连接到控制系统120。USB端口还可以为模块供电。

硬件扫描

在初始时，RTPM模块161可以同步RTPS模块162并且可以执行RTP总线上包含的装置的全硬件扫描。RTPM模块还可以收集关于模块部分号的信息、支持的命令和引脚信息，上述内容可以存储在存储器(例如，存储器存储装置167)中。

在一些实施例中，所存储的信息可用于检查测试程序，并且可用于检测测试夹具118的适当的硬件配置和适当功能。此外，RTPM软件可以存储RTPS存储器内数据的散列(hash)，其用于在任何测试程序的运行期间验证测试夹具118包括适当的硬件和固件。

在一些实施例中，硬件扫描将夹具中的RTPM/RTPS模块的配置与规范文件中的硬件列表进行比较。通常，如果检测到实际的和预期的硬件配置之间的差异，则扫描失败。硬件扫描还可以向操作员提供检测到的硬件差异的列表。在一些实施例中，操作员可以从文件加载对预期硬件的描述。在一些实施例中，检测到的硬件配置作为硬件描述符保存在专用文件中。

图10是根据本技术的实施例的RTPS模块162的框图。在一些实施例中，RTPS模块162可以使用例如12V电源连接器从DC电源供电。另外，RTPS模块162可以包括DC-DC转换器，从而为板载电子器件提供电力。上游和下游端口连接器、RESET引脚和FLAG引脚的操作可以类似于参考图8和9描述的那些。

在一些实施例中，RTPS模块162包括针对每个RTPS变型定制的模块专用电路，以促进该模块的特定功能(例如，输出缓冲器、电压转换器、收发器等)。RTPS模块162可以包括用于测试一个或多个UUT 117的多个测试信道(Ch1TP、CH2TP等)。在一些实施例中，对于所支持的每个测试信道，复制RTPS模块162上的电路。触针20可以分配给UUT的各个测试信道(Ch1TP、CH2TP等)。

在一些实施例中，RTPS模块162可以使用通信驱动器来控制上游和下游TX/RX端口，并处理通过这些端口传输的电报。TPS模块162还可以控制其自身的功能，例如，控制SPI或I2C装置、打开或关闭定时器或引脚边缘/电平检测中断、将各种GPIO引脚切换为高电平或低电平、读取GPIO引脚或芯片上ADC的状态、与其它RTPS模块协调测量、重新编程RTPS模块固件、和/或执行自测试例行程序。

从前述内容可以理解，本文已经出于说明的目的描述了本技术的特定实施例，但是在不脱离本公开的情况下可以进行各种修改。此外，虽然上面已经在那些实施例的上下文中描述了与一些实施例相关联的各种优点和特征，但是其它实施例也可以表现出这样的优点和/或特征，并且并非所有实施例都必须表现出这样的优点和/或特征以落入本技术的范围。因此，本公开可以包含未在此明确示出或描述的其它实施例。

Claims (23)

1.一种用于印刷电路板（PCB）的测试器，包括：

测试夹具，其具有多个电触点，所述电触点用于接触作为被测单元（UUT）的所述印刷电路板（PCB），其中，所述测试夹具承载：

远程测试外围主（RTPM）模块，和

远程测试外围从（RTPS）模块，其中，所述远程测试外围主（RTPM）模块和所述远程测试外围从（RTPS）模块通过远程测试外围（RTP）串行总线连接，并且其中，所述远程测试外围主（RTPM）模块用于仅通过所述远程测试外围从（RTPS）模块与所述被测单元（UUT）通信，

与所述测试夹具分离的控制系统，其中，所述测试夹具通过与所述远程测试外围（RTP）串行总线分离的高速串行总线与所述控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的测试器，其中，所述远程测试外围从（RTPS）模块是第一远程测试外围从（RTPS）模块，所述测试器还包括与所述第一远程测试外围从（RTPS）模块通信的第二远程测试外围从（RTPS）模块。

3.根据权利要求2所述的测试器，其中，所述远程测试外围主（RTPM）模块为第一远程测试外围主（RTPM）模块，所述第一远程测试外围从（RTPS）模块属于第一多个远程测试外围从（RTPS）模块，所述远程测试外围（RTP）串行总线为第一远程测试外围（RTP）串行总线，所述测试器还包括：

第二远程测试外围主（RTPM）模块，和

第二多个远程测试外围从（RTPS）模块，其中，所述第二远程测试外围主（RTPM）模块和所述第二多个远程测试外围从（RTPS）模块通过第二远程测试外围（RTP）串行总线连接。

4.根据权利要求3所述的测试器，其中，所述第一远程测试外围主（RTPM）模块和所述第一多个远程测试外围从（RTPS）模块竖直堆栈在第一堆栈中，并且其中，所述第二远程测试外围主（RTPM）模块和所述第二多个远程测试外围从（RTPS）模块竖直堆栈在第二堆栈中。

5.根据权利要求1所述的测试器，还包括：控制系统，所述控制系统包括：

在线测试器和制造缺陷分析仪（ICT/MDA），和

主控制器。

6.根据权利要求5所述的测试器，还包括：将所述在线测试器和制造缺陷分析仪（ICT/MDA）与所述远程测试外围从（RTPS）模块连接的多个继电器。

7.根据权利要求5所述的测试器，还包括：高速串行集线器，其被配置为在所述远程测试外围主（RTPM）模块和所述主控制器之间路由数据。

8.根据权利要求1所述的测试器，其中，所述远程测试外围（RTP）串行 总线是8位异步串行总线。

9.根据权利要求1所述的测试器，还包括：至少一个被测单元（UUT），其通过多个触针电连接到所述测试夹具。

10.根据权利要求1所述的测试器，还包括：至少一个被测单元（UUT），其光学地或无线地连接到所述测试夹具。

11.根据权利要求1所述的测试器，还包括：存储器装置，其被配置为存储测试点信息和测试程序。

12.一种用于测试作为被测单元（UUT）的印刷电路板（PCB）的方法，所述方法包括：

在远程测试外围从（RTPS）模块和至少一个被测单元（UUT）之间建立数据信道；

通过远程测试外围（RTP）串行总线在远程测试外围主（RTPM）模块和所述远程测试外围从（RTPS）模块之间建立控制信道，其中，所述远程测试外围主（RTPM）模块和所述远程测试外围从（RTPS）模块由测试夹具承载，所述测试夹具具有多个电触点，所述电触点用于接触作为被测单元（UUT）的所述印刷电路板（PCB），并且其中，所述远程测试外围主（RTPM）模块用于仅通过所述远程测试外围从（RTPS）模块与所述被测单元（UUT）通信；

将测试程序应用于所述至少一个被测单元（UUT）；

通过所述远程测试外围从（RTPS）模块收集测试数据，其中，响应于将所述测试程序应用于所述被测单元（UUT）而生成测试数据；和

通过与所述远程测试外围（RTP）串行总线分离的高速串行总线将测试数据发送到控制系统的主控制器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述远程测试外围从（RTPS）模块是主/从链中的第一远程测试外围从（RTPS）模块，并且其中，所述主/从链包括多个远程测试外围从（RTPS）模块，所述方法还包括：

由所述远程测试外围主（RTPM）模块通过所述控制信道来控制所述多个远程测试外围从（RTPS）模块。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

通过至少一个远程测试外围从（RTPS）模块将返回的测试数据与预期返回值比较，和

基于比较，确定所述被测单元（UUT）的通过/失败情况。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述测试程序执行功能测试（FT），并且其中，所述数据信道是第一数据信道，所述方法还包括：

在在线测试器和制造缺陷分析仪（ICT/MDA）和被测单元（UUT）之间建立第二数据信道；和

在所述被测单元（UUT）上运行在线测试。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

当多个继电器处于第一位置时，通过所述多个继电器将所述被测单元（UUT）与所述在线测试器和制造缺陷分析仪（ICT/MDA）连接，并且当多个继电器处于第二位置时，将所述被测单元（UUT）与所述远程测试外围从（RTPS）模块连接。

17.根据权利要求12所述的方法，还包括：

响应于来自所述远程测试外围主（RTPM）模块的查询，将所述远程测试外围从（RTPS）模块的配置报告给所述远程测试外围主（RTPM）模块。

18.根据权利要求12所述的方法，还包括：

通过所述远程测试外围从（RTPS）模块运行自诊断；和

将所述自诊断的结果报告给所述远程测试外围主（RTPM）模块。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述远程测试外围从（RTPS）模块的所述自诊断的所述结果包括错误布线、硬件故障或电力问题中的至少一个。

20.根据权利要求12所述的方法，其中，所述测试程序存储于由所述测试夹具承载的存储器存储设备上。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：由所述远程测试外围主（RTPM）模块启动所述测试程序的执行。

22.根据权利要求12所述的方法，其中，并行地测试多个被测单元（UUT）。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述被测单元（UUT）具有不同的设计。

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