CN111966033A - 一种高密连接器连接状态的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及服务器技术领域，提供一种高密连接器连接状态的检测系统，包括一测试治具板和设置在高密连接器上的调测接口，测试治具板的一端通过所述调测接口与高密连接器连接，另一端与主节点连接通讯；当测试治具板与调测接口连接时，测试治具板用于通过所述调测接口向高密连接器输送符合预定规则的电平信号，并对经过高密连接器的电压信号进行精准电源电压比较操作后，得到高低电平信号；主节点对得到的所述高低电平信号进行解析，获取所述高密连接器的连接状态信息，从而实现高密连接器所有pin针的检测，解决高密连接器虽然插稳，但功能pin中有个别连接异常的情况时无法精准定位的问题。
Description
技术领域
本发明属于服务器技术领域，尤其涉及一种高密连接器连接状态的检测系统。
背景技术
伴随云计算和大数据技术的发展，服务器系统资源需求随之提升，处理器供应商通过处理器计算能力提升及升级多路处理器平台的手段实现系统资源整体升级，极大地提高整个系统的数据处理能力。超高性能服务器和巨型计算机、工业计算机、高端存储设备常使用高速连接器作板间高速信号互连，其主要作用是连接单板和背板，单板和背板间成90度垂直结构(直公和弯母连接器组合)或连接上下双层板卡，两板卡间成平行结构(直公和直母连接器组合)，传递高速差分信号、单端信号以及传递大电流。
对接板卡由于结构定位不准确或装配不当造成公母连接器斜插、插接不到位、结合处有异物、倒针等连接问题时，可能造成零件之间的移位或顶起变形，影响差分对阻抗的一致性，甚至会造成高密连接器中的某管脚开路。会造成服务器业务交互中断，引起服务器宕机。运维人员定位故障时高密连接器已处于插入状态，可以根据系统收集的报错信息定位到高速链路断开，但无法确认高速链路断开根因是软件业务配置还是硬件链路问题，此时若贸然插拔高速连接器，可能会导致问题无法复现，破坏问题现场，影响技术人员识别和评估问题风险等级。另外，以PCIE X16为例，当高速连接器内16个差分对其中仅一个差分对出现信号质量损耗问题导致链路不通，技术人员没有途径精确定位到该连接器差分对管脚。此时需要一种实现高密连接器连接状态及接触阻抗免拔检测的方案，做到不破坏出现业务断开问题时连接器状态的前提下，精确定位问题连接器管脚。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种高密连接器连接状态的检测系统，旨在解决现有技术中采用抽样检测的方式监测，无法做到连接器所有高速信号PIN全覆盖实时检测连接状态的问题。
本发明所提供的技术方案是：一种高密连接器连接状态的检测系统，包括一测试治具板和设置在高密连接器上的调测接口，所述测试治具板的一端通过所述调测接口与所述高密连接器连接，另一端与主节点连接通讯；
当所述测试治具板与所述调测接口连接时，所述测试治具板用于通过所述调测接口向所述高密连接器输送符合预定规则的电平信号，并对经过所述高密连接器的电压信号进行精准电源电压比较操作后，得到高低电平信号；
所述主节点对得到的所述高低电平信号进行解析，获取所述高密连接器的连接状态信息。
作为一种改进的方案，所述调测接口包括母头连接器和公头连接器，所述母头连接器和公头连接器为配套的连接器；
所述母头连接器压接所述高密连接器的竖直板卡上，所述公头连接器压接在所述高密连接器的水平板卡上，且公头连接器上的PIN功能管脚与母头连接器内短接的相同数量的PIN功能管脚是一一对接的。
作为一种改进的方案，所述测试治具板包括治具板本体和与所述治具板本体连接的第一线缆和第二线缆，其中：
所述第一线缆的延伸末端设有与所述母头连接器的调测插槽相匹配的插针，所述第二线缆的延伸末端设有与所述公头连接器的插针相匹配的插槽。
作为一种改进的方案，所述第一线缆的插针有8根，所述第二线缆设有8个插槽。
作为一种改进的方案，所述治具板本体包括电压注入电路、精密电阻分压电路、比较器电路以及控制器；
其中，所述电压注入电路，与所述控制器连接，用于从所述控制器获取符合预定规则的电平信号，并将所述电平信号通过所述第一线缆注入至所述高密连接器；
所述精密电阻分压电路，一端通过所述第二线缆与所述高密连接器连接，另一端与所述比较器电路连接，用于获取注入到所述高密连接器上的电压信号，并将获取到的所述电压信号执行分压动作后输送至所述比较器电路；
所述比较器电路，与所述控制器连接，用于将获取到的分压后的电压信号与所述测试治具板上预置的精准电源电压进行比较，并根据比较结果得到高低电平信号；
控制器，用于将所述比较器电路得到的高低电平信号保存在内部的寄存器中，供所述主节点轮询获取。
作为一种改进的方案，所述控制器为逻辑可编程控制器；
所述逻辑可编程控制器设有引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8以及引脚INPUT1至引脚INPUT8，所述引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8设置为预设规则的电平信号。
作为一种改进的方案，所述电压注入电路包括分别与引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8对应连接的八路电压注入分支电路；
每一路电压注入分支电路均包括串联连接的反二极管和限流电阻，所述限流电阻的另一端连接至所述第一线缆，每一路电压注入分支电路与所述第一线缆延伸末端的一个插针相对应。
作为一种改进的方案，所述比较器电路包括分别与所述引脚INPUT1至引脚INPUT8对应连接八路比较器分支电路；
对应地，所述精密电阻分压电路包含分别与八路比较器分支电路对应连接的八路精密电阻分压分支电路，每一路精密电阻分压分支电路与所述第二线缆的插槽相对应。
作为一种改进的方案，每一路所述精密电阻分压分支电路包括一个分压电阻；
每一路所述比较器分支电路包括一个电压比较器，所述电压比较器的同向输入端与分压电阻所在的精密电阻分压分支电路连接，反向输入端与参考电压端连接，输出端与对应的引脚INPUTx连接。
作为一种改进的方案，所述主节点与所述逻辑可编程控制器的寄存器之间通过I2C总线连接，且所述主节点通过所述I2C总线轮询所述及存储器的状态变化，以获取所述高低电平信号。
在本发明实施例中，高密连接器连接状态的检测系统包括一测试治具板和设置在高密连接器上的调测接口，测试治具板的一端通过所述调测接口与高密连接器连接，另一端与主节点连接通讯；当测试治具板与调测接口连接时，测试治具板用于通过所述调测接口向高密连接器输送符合预定规则的电平信号，并对经过高密连接器的电压信号进行精准电源电压比较操作后，得到高低电平信号；主节点对得到的所述高低电平信号进行解析，获取所述高密连接器的连接状态信息，从而实现高密连接器所有pin针的检测，解决高密连接器虽然插稳，但功能pin中有个别连接异常的情况时无法精准定位的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明提供的高密连接器连接状态的检测系统的结构示意图；
图2是本发明提供的高密连接器连接状态的检测系统的电路示意图；
图3是本发明提供的电压注入电路的电路图；
图4是本发明提供的精密电阻分压电路和比较器电路的电路示意图；
其中，1-测试治具板，2-高密连接器，3-调测接口，4-主节点，5-母头连接器，6-公头连接器，7-竖直板卡，8-水平板卡，9-治具板本体，10-第一线缆，11-第二线缆，12-电压注入电路，13-精密电阻分压电路，14-比较器电路，15-控制器，16-电压注入分支电路，17-比较器分支电路，18-精密电阻分压分支电路。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1是本发明提供的高密连接器连接状态的检测系统的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。
高密连接器2连接状态的检测系统包括一测试治具板1和设置在高密连接器2上的调测接口3，所述测试治具板1的一端通过所述调测接口3与所述高密连接器2连接，另一端与主节点4连接通讯；
当所述测试治具板1与所述调测接口3连接时，所述测试治具板1用于通过所述调测接口3向所述高密连接器2输送符合预定规则的电平信号，并对经过所述高密连接器2的电压信号进行精准电源电压比较操作后，得到高低电平信号；
所述主节点4对得到的所述高低电平信号进行解析，获取所述高密连接器2的连接状态信息。
在该实施例中，该高密连接器2连接状态的检测系统实时监测的高密连接器2的每个PIN的状态输入逻辑寄存器，主节点4可以通过预留的SMBUS调测I2C接口通过总线连接从测试治具板1读取逻辑寄存器数值,待测当高密连接器2PIN间概率性接触不良时，可以实时抓取公母头对应PIN的连通状态及阻抗变化。
在本发明实施例中，结合图1和图2所示，调测接口3包括母头连接器5和公头连接器6，所述母头连接器5和公头连接器6为配套的连接器；
所述母头连接器5压接所述高密连接器2的竖直板卡7上，所述公头连接器6压接在所述高密连接器2的水平板卡8上，且公头连接器6上的PIN功能管脚与母头连接器5内短接的相同数量的PIN功能管脚是一一对接的；
其中，高密连接器2制作过程中将每个管脚引出调测接口3，制作过程中保证较小的空置PCB走线，保证信号质量满足对应规格；正常使用场景下，高密连接器2使用假扣盖保护调测接口3，调测场景下，将测试治具板1上的配套线缆插到调测接口3。
在该实施例中，结合图2所示，测试治具板1包括治具板本体9和与所述治具板本体9连接的第一线缆10和第二线缆11，其中：
所述第一线缆10的延伸末端设有与所述母头连接器5的调测插槽相匹配的插针，所述第二线缆11的延伸末端设有与所述公头连接器6的插针相匹配的插槽；
其中，作为常规的设计，第一线缆10的插针有8根，所述第二线缆11设有8个插槽。
结合图1和图2所示，治具板本体9包括电压注入电路12、精密电阻分压电路13、比较器电路14以及控制器15；
其中，所述电压注入电路12，与所述控制器15连接，用于从所述控制器15获取符合预定规则的电平信号，并将所述电平信号通过所述第一线缆10注入至所述高密连接器2；
所述精密电阻分压电路13，一端通过所述第二线缆11与所述高密连接器2连接，另一端与所述比较器电路14连接，用于获取注入到所述高密连接器2上的电压信号，并将获取到的所述电压信号执行分压动作后输送至所述比较器电路14；
所述比较器电路14，与所述控制器15连接，用于将获取到的分压后的电压信号与所述测试治具板1上预置的精准电源电压进行比较，并根据比较结果得到高低电平信号；
控制器15，用于将所述比较器电路14得到的高低电平信号保存在内部的寄存器中，供所述主节点4轮询获取。
在该实施例中，控制器15为逻辑可编程控制器15；
所述逻辑可编程控制器15设有引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8以及引脚INPUT1至引脚INPUT8，所述引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8设置为预设规则的电平信号。
如图3所示，电压注入电路12包括分别与引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8对应连接的八路电压注入分支电路16；
每一路电压注入分支电路16均包括串联连接的反二极管和限流电阻，所述限流电阻的另一端连接至所述第一线缆10，每一路电压注入分支电路16与所述第一线缆10延伸末端的一个插针相对应。
在本发明实施例中，比较器电路14包括分别与所述引脚INPUT1至引脚INPUT8对应连接八路比较器分支电路17；
对应地，所述精密电阻分压电路13包含分别与八路比较器分支电路17对应连接的八路精密电阻分压分支电路18，每一路精密电阻分压分支电路18与所述第二线缆11的插槽相对应。
在该实施例中，结合图4所示，每一路所述精密电阻分压分支电路18包括一个分压电阻；
每一路所述比较器分支电路17包括一个电压比较器，所述电压比较器的同向输入端与分压电阻所在的精密电阻分压分支电路18连接，反向输入端与参考电压端连接，输出端与对应的引脚INPUTx连接。
在本发明实施例中，主节点4与所述逻辑可编程控制器15的寄存器(图中未示出)之间通过I2C总线连接，且所述主节点4通过所述I2C总线轮询所述及存储器的状态变化，以获取所述高低电平信号。
在本发明实施例中，测试场景下，将待测板卡断电，此时采用AC耦合的板上高速差分对发出端和接收端都为高阻态。取掉调测接口3上的保护盖，将第一线缆10接到母头连接器5上，将第二线缆11接到公头连接器6上，第一线缆10将测试治具板1上的VCC电源接通至母头连接器5的每一个管脚，第二线缆11将公头连接器6上的每一个管脚连通至测试治具板1上的精度电阻分压电路，分压后的电压信号输入比较器电路14，与测试治具板1上预置的精准电源电压进行比较，比较器电路14根据两个输入的大小来决定输出电平的高低，如果分压电压值VMi＞VREF，则电压比较器输出高电平；如果分压电压值VMi≤VREF，则电压比较器输出低电平。另外，可以在测试治具板1DC-DC电源上实现多级VREFj动态调整设计，实现比较器的判断精度可调。
为了便于说明，结合图2至图4所示，下述给出两个具体的而应用场景：
测试场景1：测试治具板1上的控制器15的OUTPUT PIN1-8设置为VCC高电平输出，经防反二极管、限流电阻、第一线缆10、待测公母头连接器5模块、限流电阻到电压采样点VM1，Rcontact1为连接器间接触电阻了，
电压比较器根据两个输入的大小来决定输出电平的高低。拟设置VREF＝0.95*VCC(5％监测精度)，当高密连接器2连接状态良好，VM＞VREF，电压比较器输出高电平，以此类推，若X8 PIN均连接状态良好，电压比较器U1到U8均输出高电平，控制器15的输入管脚INPUT1-8均为高电平，控制器15内部寄存器采用8bit位数据存储，此时二进制寄存器[7:0]状态为11111111(16进制为0xFF)，若X8 PIN中的第5通道接触不良，此时二进制寄存器[7:0]状态为11101111(16进制为0xEF),主节点4可以通过I2C轮循此寄存器的状态变化，进而实现高密连接器2连接状态全PIN覆盖检测功能；
测试场景2：测试治具板1上的控制器15的OUTPUT PIN1，3，5，7设置为VCC高电平输出，OUTPUT PIN2,4,6,8设置为GND低电平输出。若X8 PIN均连接状态良好，电压比较器U1，U3，U5，U7均输出高电平，电压比较器U2，U4，U6，U8均输出低电平，控制器15的输入管脚INPUT1,3,5,7均为高电平，控制器15的输入管脚INPUT2,4,6,8均为低电平，控制器15内部寄存器采用8bit位数据存储，此时二进制寄存器[7:0]状态为10101010(16进制为0xAA)，若X8 PIN中的第4，5通道因倒针发生短路，此时二进制寄存器[7:0]状态为10100010(16进制为0xA2)，主节点4可以通过I2C轮循此寄存器的状态变化，进而实现高密连接器2相邻PIN覆盖检测功能。
在本发明实施例中，高密连接器2连接状态的检测系统包括一测试治具板1和设置在高密连接器2上的调测接口3，测试治具板1的一端通过所述调测接口3与高密连接器2连接，另一端与主节点4连接通讯；当测试治具板1与调测接口3连接时，测试治具板1用于通过所述调测接口3向高密连接器2输送符合预定规则的电平信号，并对经过高密连接器2的电压信号进行精准电源电压比较操作后，得到高低电平信号；主节点4对得到的所述高低电平信号进行解析，获取所述高密连接器2的连接状态信息，从而实现高密连接器2所有pin针的检测，解决高密连接器2虽然插稳，但功能pin中有个别连接异常的情况时无法精准定位的问题。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，包括一测试治具板和设置在高密连接器上的调测接口，所述测试治具板的一端通过所述调测接口与所述高密连接器连接，另一端与主节点连接通讯；
当所述测试治具板与所述调测接口连接时，所述测试治具板用于通过所述调测接口向所述高密连接器输送符合预定规则的电平信号，并对经过所述高密连接器的电压信号进行精准电源电压比较操作后，得到高低电平信号；
所述主节点对得到的所述高低电平信号进行解析，获取所述高密连接器的连接状态信息。
2.根据权利要求1所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述调测接口包括母头连接器和公头连接器，所述母头连接器和公头连接器为配套的连接器；
所述母头连接器压接所述高密连接器的竖直板卡上，所述公头连接器压接在所述高密连接器的水平板卡上，且公头连接器上的PIN功能管脚与母头连接器内短接的相同数量的PIN功能管脚是一一对接的。
3.根据权利要求2所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述测试治具板包括治具板本体和与所述治具板本体连接的第一线缆和第二线缆，其中：
所述第一线缆的延伸末端设有与所述母头连接器的调测插槽相匹配的插针，所述第二线缆的延伸末端设有与所述公头连接器的插针相匹配的插槽。
4.根据权利要求3所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述第一线缆的插针有8根，所述第二线缆设有8个插槽。
5.根据权利要求4所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述治具板本体包括电压注入电路、精密电阻分压电路、比较器电路以及控制器；
其中，所述电压注入电路，与所述控制器连接，用于从所述控制器获取符合预定规则的电平信号，并将所述电平信号通过所述第一线缆注入至所述高密连接器；
所述精密电阻分压电路，一端通过所述第二线缆与所述高密连接器连接，另一端与所述比较器电路连接，用于获取注入到所述高密连接器上的电压信号，并将获取到的所述电压信号执行分压动作后输送至所述比较器电路；
所述比较器电路，与所述控制器连接，用于将获取到的分压后的电压信号与所述测试治具板上预置的精准电源电压进行比较，并根据比较结果得到高低电平信号；
控制器，用于将所述比较器电路得到的高低电平信号保存在内部的寄存器中，供所述主节点轮询获取。
6.根据权利要求5所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述控制器为逻辑可编程控制器；
所述逻辑可编程控制器设有引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8以及引脚INPUT1至引脚INPUT8，所述引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8设置为预设规则的电平信号。
7.根据权利要求6所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述电压注入电路包括分别与引脚OUTPUT1至引脚OUTPUT8对应连接的八路电压注入分支电路；
每一路电压注入分支电路均包括串联连接的反二极管和限流电阻，所述限流电阻的另一端连接至所述第一线缆，每一路电压注入分支电路与所述第一线缆延伸末端的一个插针相对应。
8.根据权利要求7所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述比较器电路包括分别与所述引脚INPUT1至引脚INPUT8对应连接八路比较器分支电路；
对应地，所述精密电阻分压电路包含分别与八路比较器分支电路对应连接的八路精密电阻分压分支电路，每一路精密电阻分压分支电路与所述第二线缆的插槽相对应。
9.根据权利要求8所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，每一路所述精密电阻分压分支电路包括一个分压电阻；
每一路所述比较器分支电路包括一个电压比较器，所述电压比较器的同向输入端与分压电阻所在的精密电阻分压分支电路连接，反向输入端与参考电压端连接，输出端与对应的引脚INPUTx连接。
10.根据权利要求8所述的高密连接器连接状态的检测系统，其特征在于，所述主节点与所述逻辑可编程控制器的寄存器之间通过I2C总线连接，且所述主节点通过所述I2C总线轮询所述及存储器的状态变化，以获取所述高低电平信号。
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