CN110941521B - 一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化、兼容性高、便于升级且升级成本极低的电脑主板固件更新的标准测试平台架构以及方法。该平台架构包括上位机（1）、核心板（2）、电控板（3）、水平检测板（4）以及至少一条测试通道（6），测试通道包括信号转接板（7）、电脑固件更新通讯板（8）、测试点转接板（9）和电源,信号转接板与核心板相连接，电脑固件更新通讯板分别与上位机及信号转接板相连接，测试点转接板与信号转接板相连接，待测电脑主板通过探针分别与电脑固件更新通讯板及测试点转接板相连接，电源与信号转接板相连接；该方法经过位置检测、扫描枪扫描确认、上电测试、固件更新、断电后的模拟上电测试、结束。本发明用于主板测试领域。

Description

一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构及方法

技术领域

本发明涉及主板测试领域，尤其涉及一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构及利用该平台架构对电脑主板进行固件更新测试的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，电脑已成为了人们工作生活当中的必需品。在批量生产电脑时，如何保证每一台电脑的质量就显得极为重要。然而随着当前科技发展，电脑主板的集成越来越高，越来越复杂，电脑的升级换代也越来越快，因此电脑主板的测试设备的更新换代也越来越快。如果按照电脑主板的升级换代来同步升级电脑主板测试设备，而上一代的设备又不可以重复利用，那么电脑生产厂家就需要投入越来越多的人力物力来满足测试的需求。这极大地提高了测试成本，是许多电脑生产厂家无法承受的。此外，现有的电脑主板固件更新测试一般都是根据某一款或某几款相近的电脑主板来设计的，其兼容性较差，当电脑主板升级换代时可重复利用率低，且升级成本高，升级周期长，调试周期长。

有鉴于此，有必要设计一款兼容性高、便于升级、升级成本极低且呈模块化设计的电脑主板测试设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种模块化、兼容性高、便于升级且升级成本极低的电脑主板固件更新的标准测试平台架构，以及利用该平台架构对待测电脑主板进行固件更新测试的方法。

本发明所述电脑主板固件更新的标准测试平台架构所采用的技术方案是：本发明包括上位机、与所述上位机网络连接的核心板、与所述上位机相连接的电控板、与所述电控板相连接的水平检测板以及设置在所述核心板与待测电脑主板之间的至少一条测试通道，所述测试通道包括信号转接板、电脑固件更新通讯板、测试点转接板和电源,所述信号转接板与所述核心板相连接，所述电脑固件更新通讯板分别与所述上位机及所述信号转接板相连接，所述测试点转接板与所述信号转接板相连接，所述待测电脑主板通过探针分别与所述电脑固件更新通讯板及所述测试点转接板相连接，所述电源与所述信号转接板相连接。

由上述方案可见，通过上位机和核心板网络连接，上位机向核心板发送控制指令，通过建立由信号转接板、电脑固件更新通讯板、测试点转接板和电源构成的测试通道，利用测试点转接板实现待测电脑主板与信号转接板之间的连接，据此针对不同型号或具有不同连接针脚位置的电脑主板，主要根据待测电脑主板的针脚位置更换合适的测试点转接板即可实现待测电脑主板与信号转接板之间的连接，而无需全部器件更换，大大地节省了固件更新测试成本以及测试平台更新时间，电脑主板固件升级周期短，升级成本也大大降低；通过更换测试点转接板等简单的升级后可兼容测试所有电脑主板，大大地提高了平台的兼容性，且升级速度快，升级成本极低；此外，将各个板进行模块化设计，简化了各个板之间的连接，也实现了功能的模块化，在进行电脑主板更新测试的过程中，可根据具体的需要添加或减少模块化的测试板，极好地简化了更新测试工艺流程，也大大地降低了升级的成本和升级的时间。

进一步地，它还包括扫描枪，所述扫描枪与所述核心板相连接。由此可见，通过扫描枪的设置，能够在开始更新测试前即确认待测电脑主板的信息，避免发生安全事故。

再进一步地，它还包括核心板底板，所述核心板底板上设置有至少一个供所述核心板插接的端口。由此可见，核心板底板能够提供多个供核心板连接的端口，极大地扩展了整个平台的更新测试功能，通过核心板底板的设置，能够同时设置多块核心板，对多块待测电脑主板进行更新测试，进一步提高更新测试效率。

又进一步地，所述信号转接板包括电源模块板，所述电源模块板为整个平台供电，所述电源包括开关电源，所述开关电源与所述电源模块板相连接。由此可见，通过开关电源为整个平台供电，而开关电源内设置有过压过流保护模块，通过过压过流保护模块能够对待测电脑主板或者各块测试板起到保护作用，避免大电压或大电流对平台或者待测电脑主板造成损坏。

又再进一步地，所述电源还包括模拟电池，所述模拟电池与所述电源模块板相连接。由此可见，模拟电池的加入是为了在更新升级好待测电脑主板后，避免直接的物理通电接触来检测电脑主板而对固件更新完成的电脑主板造成损坏。

此外，所述信号转接板还包括调试模块板。由此可见，通过调试模块板的设置，能够为待测电脑主板提供电压校准、电流校准、或者其它调试端口，为后续的其它测试提供便利，间接地提高了本平台的兼容性和便利性。

进一步地，所述电控板还连接有指示灯板，所述电控板还与整个平台的传感器、开关、按键、降温风扇相连接。由此可见，设置单独的电控板来对整个平台的传感器、开关、按键、风扇等进行控制，在实现与主测试系统分开的同时，也实现了模块化设计，也使得功能间互不干涉，提升了平台的流畅性和可靠性。

所述核心板底板上设置有四个供所述核心板插接的端口。由此可见，由此可见，核心板底板的设置能够极大地扩展本平台的固件更新测试功能，大大地提升了作业效率。

利用上述测试平台架构对待测电脑主板进行固件更新测试的过程如下：

a、当待测电脑主板置于测试位后，所述水平检测板通过光电传感器来检测待测电脑主板是否有放置到位，若否，所述水平检测板发出错误提示，直至待测电脑主板在测试位上放置到位；

b、所述电控板驱动待测电脑主板通过探针分别与所述电脑固件更新通讯板和所述测试点转接板连接；

c、所述上位机通过以太网控制所述核心板来连接所述扫描枪并对所述测试通道上连接着的待测电脑主板进行扫码，确认待测电脑主板的测试信息并将扫码结果传送到所述上位机；

d、扫码成功后，所述核心板控制所述电源给待测电脑主板上电；

e、上电成功后，所述上位机控制所述核心板来检测待测电脑主板上设定的测试点的电压和电流是否正常，当所有电压和电流参数正常后，所述核心板控制所述信号转接板及所述测试点转接板对待测电脑主板进行控制，使待测电脑主板进入到中央处理器固件更新模式；

f、当待测电脑主板进入到中央处理器固件更新模式后，所述上位机通过所述电脑固件更新通讯板来与待测电脑主板进行通讯，并将固件更新到待测电脑主板中，当固件更新完成后，对待测电脑主板进行断电；

g、所述核心板通过所述电源模块板连接所述模拟电池来给待测电脑主板上电，并同步验证待测电脑主板的中央处理器固件烧录是否成功，再通过所述核心板来测量待测电脑主板上设定的测试点的电压和电流是否正常，当检测到设定的测试点的电压和电流正常时，待测电脑主板的固件更新测试过程结束。

上述方案可见，在置入待测电脑主板后，利用水平检测板对其置入位置进行检测，保证其置入到位，避免后续测试时探针下针出现偏差而出现错误的问题；扫描枪的加入进一步保证待测电脑主板与待更新的固件之间的匹配是一致的，防止出现两者不一致的情况；在进行固件更新前，还上电检测待测电脑主板是否处于正常的连接状态，以避免固件更新过程中出现错误；在完成固件更新后，再次通过模拟电池上电检测待测电脑主板是否固件更新成功，同步检测上电正常后，最后确认固件更新测试成功。其过程简单，对待测电脑主板及整个平台均进行有效的保护，采用有效的检测方式确保固件更新成功且形成标准的更新测试流程，保证了测试的顺利进行以及过程的规范性。

进一步地，在完成待测电脑主板固件更新测试后，所述核心板将所有测试数据上传所述上位机上存储并显示。由此可见，通过将测试过程中发生的过程事件和测试数据上传至上位机进行存储，能够为后续的平台维护和问题检测提供可追溯数据，也为后续的固件更新或者是整个平台的更新提供支持。

附图说明

图1是本发明的原理结构框图；

图2是所述核心板的框图；

图3是所述USB物理层接口芯片电路23的原理图；

图 4是以太网物理层接口芯片电路24的原理图；

图5是USB转串口芯片电路25的原理图；

图6是双倍速率同步动态随机存储器电路26的原理图；

图7是所述电控板的原理框图；

图8是所述水平检测板的电路原理图；

图9是所述信号转接板的原理框图；

图10是所述核心板底板的简易结构示意图；

图11是所述电源模块板的简易结构框图；

图12是所述调试模块板的原理框图；

图13是所述电脑固件更新通讯板的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括上位机1、与所述上位机1网络连接的核心板2、与所述上位机1相连接的电控板3、与所述电控板3相连接的水平检测板4以及设置在所述核心板2与待测电脑主板5之间的至少一条测试通道，所述测试通道包括信号转接板7、电脑固件更新通讯板8、测试点转接板9和电源,所述信号转接板7与所述核心板2相连接，所述电脑固件更新通讯板8分别与所述上位机1及所述信号转接板7相连接，所述测试点转接板9与所述信号转接板7相连接，所述待测电脑主板5通过探针分别与所述电脑固件更新通讯板8及所述测试点转接板9相连接。在本实施例中，与所述电脑固件更新通讯板8连接采用的是高频探针17，而与所述测试点转接板9连接采用的是普通探针18。所述电源与所述信号转接板7相连接。

它还包括扫描枪10和核心板底板11，所述扫描枪10与所述核心板2相连接。所述核心板底板11上设置有至少一个供所述核心板2插接的端口。所述信号转接板7包括电源模块板12，所述电源模块板12为整个平台供电，所述电源包括开关电源13，所述开关电源13与所述电源模块板12相连接。所述电源还包括模拟电池14，所述模拟电池14与所述电源模块板12相连接。所述信号转接板7还包括调试模块板15。所述电控板3还连接有指示灯板16，所述电控板3还与整个平台的传感器、开关、按键、降温风扇相连接。所述核心板底板11上设置有四个供所述核心板2插接的端口。

利用上述电脑主板固件更新的标准测试平台对电脑主板固件更新的测试方法包括以下步骤：

a、当待测电脑主板5置于测试位后，所述水平检测板4通过光电传感器来检测待测电脑主板5是否有放置到位，若否，所述水平检测板4发出错误提示，直至待测电脑主板5在测试位上放置到位。

b、所述电控板3驱动待测电脑主板5通过探针分别与所述电脑固件更新通讯板8和所述测试点转接板9连接。

c、所述上位机1通过以太网控制所述核心板2来连接所述扫描枪10并对所述测试通道上连接着的待测电脑主板5进行扫码，确认待测电脑主板5的测试信息并将扫码结果传送到所述上位机1。

d、扫码成功后，所述核心板2控制所述电源给待测电脑主板5上电。

e、上电成功后，所述上位机1控制所述核心板2来检测待测电脑主板5上设定的测试点的电压和电流是否正常，当所有电压和电流参数正常后，所述核心板2控制所述信号转接板7及所述测试点转接板9对待测电脑主板5进行控制，使待测电脑主板5进入到中央处理器固件更新模式。

f、当待测电脑主板5进入到中央处理器固件更新模式后，所述上位机1通过所述电脑固件更新通讯板8来与待测电脑主板5进行通讯，并将固件更新到待测电脑主板5中，当固件更新完成后，对待测电脑主板5进行断电。

g、所述核心板2通过所述电源模块板12连接所述模拟电池14来给待测电脑主板5上电，并同步验证待测电脑主板5的中央处理器固件烧录是否成功，再通过所述核心板2来测量待测电脑主板5上设定的测试点的电压和电流是否正常，当检测到设定的测试点的电压和电流正常时，待测电脑主板5的固件更新测试过程结束。

最后，在完成待测电脑主板5固件更新测试后，所述核心板2将所有测试数据上传所述上位机1上存储并显示。

下面对本发明中的具体结构进行说明。

如图2至图6所示，所述核心板2是由ZYNQ-7010芯片21、FPGA、模数转换模块22及其外围电路构成，它的主要功能是通过以太网通讯与上位机进行通讯，根据上位机发过来的指令来控制相关的电路工作，与待测产品进行通讯控制以及测量电压，电流等功能。其外围电路包括USB物理层接口芯片电路23、以太网物理层接口芯片电路24、USB转串口芯片电路25、双倍速率同步动态随机存储器电路26、闪存芯片电路27及内存存储芯片电路28等。在本实施例中，所述核心板2采用四块型号为TLV62130的电源芯片供电，而FPGA芯片采用XC7Z010系列，所述闪存芯片电路27采用128b flash闪存，所述内存存储芯片电路28采用4GEMMC的存储器。

如图7所示，所述电控板3由单片机31及其外围电路组成，在本实施例中，所述单片机31的型号为STM32F103。所述电控板3连接有指示灯板16。单片机31连接有24路传感器接入电路32、12路电磁阀控制电路33、12路风扇控制电路34、12路温度测量电路35、指示灯控制电路36、按键输入电路37和以太网通讯电路38等。所述电控板通过以太网与上位机进行通讯，它将监控到的传感器、按键、风扇、温度测量等的信息上传给上位机，同时根据上位机的指令来控制电磁阀来完成对整个测试设备的动作控制，并根据测试设备的状态来控制指示灯给操作人员进行提示。在本实施例中，温度测量传感器采用型号为tpm423的芯片。

如图8所示，所述水平检测板4由光电传感器41、电压比较器42和电压跟随器43组成。当有待测电脑主板5时，光电传感器41发送端发出来的光会通过待测电脑主板5反射回到光电传感器41的接收端，当待测电脑主板放置不到位时，反射回光电传感器41的接收端的光的能量会不同，光电传感器41的接收端的电阻值也会随着光的能量不同而变化。用R(X)来表示光电传感器的接收端的电阻，那么电压比较器输入端的电压V1和V2分别为：

。

在这里R2=R3，R4是可调电阻，用于校正光电传感器接收端。当待测电脑主板的材料不同时它的反光特性也不同，这里可以通过调节R4对水平检测板进行校正。当V1电压大于V2时，V3的电压等于VCC，V3=V4=VCC；而当V1电压小于V2时，V3的电压等于0V，V3=V4=0V。根据上述描述可以得到V4的值会根据待测电脑主板放置的水平情况不同而变化，故通过电控板可快速获得待测电脑主板的放置水平情况。

如图9所示，所述信号转接板7主要是将待测电脑主板5的一些通讯信号转接到核心板上，这些控制信号都是通过核心板上的I2C来进行控制的。所述信号转接板7连接在核心板2与测试点转接板9之间，具体地，在核心板的一端是直接连接在核心板底板11上。如图10所示，所述核心板底板11的主要的功能是将信号转接到核心板，并为核心板扩展4路USB通讯、以太网通讯接口以及其它包括但不限于UART、I2C、SWD、USB和待测电脑主板控制等信号的通道。一块核心板底板最多可以接4块信号转接板，也就是说可以用一个核心板同时测量4个待测电脑主板，这样以节约设备成本。在这里，测试点转接板9主要是将待测电脑主板上的测试点转接到信号转接板上。它的存在是为了方便升级维护，当待测电脑主板不同时，那么它的测试点的坐标位置也会发生改变，而只需要更换测试点转接板就可以完成整个测试系统的升级。

所述电源模块板12和所述调试模块板15均设置在所述信号转接板7上。电源模块板是给整个系统供电的；调试模块板是将待测电脑主板上的一些调试信号转接出去可以外接调试设备对待测产品进行故障分析。所述电源模块板12外接有开关电源13和模拟电池14。开关电源13提供的是20V的电压，模拟电池提供的是12V电压。所述电源模块板向核心板底板11提供1.8V、3.3V、5V、12V、24V、-12V等的电源，其向待测电脑主板提供12V的主供电电压或者是电池供电电压。如图11所示，开关电源13供电20V及模拟电池14供电12V都会通过过压过流保护电路121及电压电流测量电路122再接到待测电脑主板上，这样我们就能实时的监控待测电脑主板上的供电情况。另外整个平台的其它电源都会经过过压过流保护电路，能够在平台电源异常时对整个平台提供保护。当给待测电脑主板断电时，为了尽快的放掉待测电脑主板上的电容电量，通过放电电路123进行放电。开关电源经过过压过流保护电路121后，利用DC/DC电路124可向核心板底板11提供1.8V、3.3V、5V、12V、24V、-12V等的电压。所述电源模块板与核心板底板之间通过I2C通讯连接。如图12所示，所述调试模块板15同样通过I2C通讯与核心板底板连接，同时接受待测电脑主板5发回的调试信号。所述调试模块板主要包含了USB2.0调试口151、USB3.0调试口152、电源时序测量电路153、电压校准电路154、电流校准电路155及其它调试口156。在所述信号转接板7上还设置有IO口扩展电路71和模拟开关电路72。其中的IO口扩展电路71通过I2C与核心板底板通讯连接，为模拟开关电路72提供96路IO口。所述模拟开关电路72能够接收来自待测电脑主板的多种信号，包括但不限于UART信号、I2C信号、SWD信号、USB2.0信号和待测电脑主板控制信号，同样地能够将相应的信号传输到所述核心板底板11上。在待测电脑主板上设定的电压、电流测试点设置有专门的测试通道到核心板底板上。

如图13所示，所述电脑固件更新通讯板8分别连接上位机1、核心板2和待测电脑主板5。所述电脑固件更新通讯板的主要作用是通过USB2.0中继芯片与USB3.0中继芯片来增加USB2.0与USB3.0 接口上的高速信号质量以保证数据传输的可靠性。并通过两个控制信号来控制两个USB信号（USB2.0、USB3.0）与电脑进行通讯。具体地，所述电脑固件更新通讯板8包括USB2.0中继芯片81、USB3.0中继芯片82和高速开关83。USB2.0中继芯片81的一端连接所述高速开关83，另一端连接上位机1，高速开关的另一端与所述测试点转接板9相连接，高速开关83与信号转接板相连接。USB3.0中继芯片82分别与上位机1、待测电脑主板5和信号转接板连接。USB2.0中继芯片81和USB3.0中继芯片82与所述信号转接板7之间均采用控制信号线连接。

与现有技术相比，本发明实现了模块设计，大大地提升了平台的兼容性，也降低了固件升级的成本，且升级周期短，各个板的集成度高，功能完善。不同类型的电脑主板进行固件更新以及升级换代后的电脑主板进行固件更新时都能在不改动电脑主板固件更新标准测试平台或极少的改动电脑主板固件更新标准测试平台后，就能马上投入到生产测试中。从而减少测试设备的研发周期，减少生产厂商的成本投入。

Claims (6)

1.一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，其特征在于：所述电脑主板固件更新的标准测试平台架构包括上位机（1）、与所述上位机（1）网络连接的核心板（2）、与所述上位机（1）相连接的电控板（3）、与所述电控板（3）相连接的水平检测板（4）以及设置在所述核心板（2）与待测电脑主板（5）之间的至少一条测试通道，所述测试通道包括信号转接板（7）、电脑固件更新通讯板（8）、测试点转接板（9）和电源,所述信号转接板（7）与所述核心板（2）相连接，所述电脑固件更新通讯板（8）分别与所述上位机（1）及所述信号转接板（7）相连接，所述测试点转接板（9）与所述信号转接板（7）相连接，所述待测电脑主板（5）通过探针分别与所述电脑固件更新通讯板（8）及所述测试点转接板（9）相连接，所述电源与所述信号转接板（7）相连接；所述电脑主板固件更新的标准测试平台架构还包括扫描枪（10），所述扫描枪（10）与所述核心板（2）相连接；所述信号转接板（7）包括电源模块板（12），所述电源模块板（12）为整个平台供电，所述电源包括开关电源（13），所述开关电源（13）与所述电源模块板（12）相连接，所述电源还包括模拟电池（14），所述模拟电池（14）与所述电源模块板（12）相连接；

电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，该方法包括以下步骤：

a、当待测电脑主板（5）置于测试位后，所述水平检测板（4）通过光电传感器来检测待测电脑主板（5）是否有放置到位，若否，所述水平检测板（4）发出错误提示，直至待测电脑主板（5）在测试位上放置到位；

b、所述电控板（3）驱动待测电脑主板（5）通过探针分别与所述电脑固件更新通讯板（8）和所述测试点转接板（9）连接；

c、所述上位机（1）通过以太网控制所述核心板（2）来连接所述扫描枪（10）并对所述测试通道上连接着的待测电脑主板（5）进行扫码，确认待测电脑主板（5）的测试信息并将扫码结果传送到所述上位机（1）；

d、扫码成功后，所述核心板（2）控制所述电源给待测电脑主板（5）上电；

e、上电成功后，所述上位机（1）控制所述核心板（2）来检测待测电脑主板（5）上设定的测试点的电压和电流是否正常，当所有电压和电流参数正常后，所述核心板（2）控制所述信号转接板（7）及所述测试点转接板（9）对待测电脑主板（5）进行控制，使待测电脑主板（5）进入到中央处理器固件更新模式；

f、当待测电脑主板（5）进入到中央处理器固件更新模式后，所述上位机（1）通过所述电脑固件更新通讯板（8）来与待测电脑主板（5）进行通讯，并将固件更新到待测电脑主板（5）中，当固件更新完成后，对待测电脑主板（5）进行断电；

g、所述核心板（2）通过所述电源模块板（12）连接所述模拟电池（14）来给待测电脑主板（5）上电，并同步验证待测电脑主板（5）的中央处理器固件烧录是否成功，再通过所述核心板（2）来测量待测电脑主板（5）上设定的测试点的电压和电流是否正常，当检测到设定的测试点的电压和电流正常时，待测电脑主板（5）的固件更新测试过程结束。

2.根据权利要求1所述的一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，其特征在于：所述电脑主板固件更新的标准测试平台架构还包括核心板底板（11），所述核心板底板（11）上设置有至少一个供所述核心板（2）插接的端口。

3.根据权利要求1所述的一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，其特征在于：所述信号转接板（7）还包括调试模块板（15）。

4.根据权利要求1所述的一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，其特征在于：所述电控板（3）还连接有指示灯板（16），所述电控板（3）还与整个平台的传感器、开关、按键、降温风扇相连接。

5.根据权利要求2所述的一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，其特征在于：所述核心板底板（11）上设置有四个供所述核心板（2）插接的端口。

6.根据权利要求1所述的一种电脑主板固件更新的标准测试平台架构对电脑主板固件更新的测试方法，其特征在于：在完成待测电脑主板（5）固件更新测试后，所述核心板（2）将所有测试数据上传所述上位机（1）上存储并显示。