CN113205853A - 测试用转接装置、测试系统及固态硬盘 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种测试用转接装置、测试系统及固态硬盘。该测试用转接装置包括：电路板，电路板配置有第一转接线路和第二转接线路；产品插槽，其适于与第一接口类型的待测试产品电连接，并具有与第一转接线路电连接的空引脚、以及用于传输信号的第一功能引脚；转接插头，其被配置为第一接口类型，并具有通过第二转接线路与第一功能引脚电连接的第二功能引脚；以及转接部，其与第一转接线路电连接，并具有用于与主机电连接的接口，其中接口被配置为不同于第一接口类型的第二接口类型。

Description

测试用转接装置、测试系统及固态硬盘

技术领域

本申请涉及电路元件领域，更具体的，涉及一种测试用转接装置、测试维护系统及固态硬盘。

背景技术

近年来固态硬盘(SSD)的市场占有率不断替提升。固态硬盘的存储原理与传统机械硬盘不同，而且固态硬盘的读取速度远超机械硬盘的读取速度。与固态硬盘配套的各种技术也在不断地升级换代，例如硬盘接口标准不断推陈出新。传统机械硬盘的接口可采用SATA系列标准的各种接口。然而SATA接口标准的传输速率不能满足固态硬盘的性能，实质上限制了固态硬盘性能的发挥。

例如M.2接口是基于新的接口标准的技术方案，可以兼容多种通信协议，如PCIe。M.2接口可以支持更高的传输速率。而研发人员在研发、试制新的固态硬盘时需要进行产品功耗测试，以确保固态硬盘实际功耗能满足各种电力状态(Power State)下的功耗需求指标。

一方面，常用的功耗测试手段包括：1、示波器配合电流探头测试；2、通过直流电源供电，再读取实际输出功耗值；3、每次使用专用功耗测试夹具进行测试。上述三种功耗测试手段虽然能够满足SSD产品功耗测试需求，但实际操作时需要专门搭建测试环境。由于示波器和直流电源等仪器比较笨重，实际使用不够灵活。例如产品在温箱中进行环境可靠性测试时，需要将示波器或直流电源搬到温箱附近，然后将探头或电源线缆伸进温箱连接测试点。因此测试环境的搭建有诸多不便，且较长的线缆在一定程度上会降低测试结果的准确度。

另一方面，考虑到固态硬盘的Debug(调试)需求、测试需求等，需要在固态硬盘的电路板上预留专用的Debug座。在Debug或测试时，将JTAG信号或UART信号接到对应的Debug座的引脚(Pin)上。这些Debug座占用了固态硬盘的电路板上的可用空间。此外，露铜过孔或者焊盘等实际使用时也不够灵活，需要借助工具才能比较麻烦地连接。

发明内容

本申请的实施例提供了一种测试用转接装置，该测试用转接装置包括：电路板，电路板配置有第一转接线路和第二转接线路；产品插槽，其适于与第一接口类型的待测试产品电连接，并具有与第一转接线路电连接的空引脚、以及用于传输信号的第一功能引脚；转接插头，其被配置为第一接口类型，并具有通过第二转接线路与第一功能引脚电连接的第二功能引脚；以及转接部，其与第一转接线路电连接，并具有用于与主机电连接的接口，其中接口被配置为不同于第一接口类型的第二接口类型。

在一个实施方式中，转接部为USB转接部，并且包括：USB接口桥接芯片，与第一转接线路电连接；其中，接口为USB接口，USB接口的第一端与USB接口桥接芯片之间通过电连接，USB接口的第二端用于与主机电连接。

在一个实施方式中，USB接口包括Type-c型接口。

在一个实施方式中，电路板还包括电源线路；其中，产品插槽包括与电源线路电连接的第一电源引脚；以及其中，转接插头包括与电源线路电连接的第二电源引脚。

在一个实施方式中，测试用转接装置还包括：功耗检测部，其设置于电路板上并通过电源线路与产品插槽电连接，用于检测待测试产品的实时功耗。

在一个实施方式中，功耗检测部包括：电流采样部件，用于实时采集电源线路的电流信号；运算放大器，其与电流采样部件电连接，用于放大电流信号；以及微控制器，根据运算放大器放大的电流信号确定出待测试产品的实时功耗。

在一个实施方式中，微控制器包括：模数转换器，其用于接收所述放大的电流信号并对其进行模数转换。

在一个实施方式中，电路板包括用于在USB接口桥接芯片与微控制器之间传输UART信号的第三转接线路。

在一个实施方式中，产品插槽是M.2插槽，转接插头是M.2金手指；或者产品插槽是U.2插槽，转接插头是U.2金手指。

在一个实施方式中，第一接口类型为M.2接口类型，用于连接待测试的M.2固态硬盘；或者第一接口类型为U.2接口类型，用于连接待测试的U.2固态硬盘。

在一个实施方式中，第一转接线路用于在转接部与产品插槽之间传输JTAG信号、UART信号和GPIO信号中的至少一种。

第二方面，本申请的实施例提供了一种测试系统，该测试系统包括：主机；以及前述的测试用转接装置，其中，测试用转接装置的转接插头和USB转接部分别与主机电连接。

本申请的第三方面提供一种固态硬盘，该固态硬盘包括基板、设置于基板的存储芯片和硬盘接口，基板的测试信号线电连接至硬盘接口的空引脚。

在一个实施方式中，硬盘接口是M.2金手指或U.2金手指。

在一个实施方式中，测试信号线包括用于传输JTAG信号、UART信号和/或GPIO信号的信号线，其电连接于固态硬盘的空引脚。

本申请的实施例提供的测试用转接装置可以方便、快捷地与待测试产品一步组装，并实现与主机的全面连接。

本申请提供的测试系统搭建方便、使用灵活；将待测试的产品插接到测试用转接装置的产品插槽；在频繁使用测试维护系统时，可以很方便地拆卸待测试的产品；测试维护系统结构紧凑，测试维护的结果好。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请实施方式的测试维修系统的示意性结构图；

图2是根据本申请实施方式的测试用转接装置的功能框图；以及

图3是根据本申请实施方式的测试用转接装置的示意性结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一转接线路也可被称作第三转接线路。反之亦然。

在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，测试用转接装置的大小和主机的大小并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，除非明确限定或与上下文相矛盾，否则本申请所记载的方法中包含的具体步骤不必限于所记载的顺序，而可以任意顺序执行或并行地执行。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是根据本申请实施方式的测试系统的示意性结构图。参考图1，本申请实施例提供的测试系统1包括：转接板10和主机30。测试系统1用于对例如固态硬盘(SSD)等电子产品进行测试和维护。与现有的测试系统每次测试时需要费力地接线至待测试的产品的不同接口、焊盘的方式不同，本申请实施方式提供的测试系统只需要将待测试的产品插接到测试用转接装置10的产品插槽(未示出)即可。在频繁使用测试系统1时，可以很方便地拆卸待测试的产品(例如固态硬盘)。

在一个实施方式中，测试系统1的主机30包括USB接口31和M.2插槽。示例性地，USB接口31的连接协议是通用串行总线，其硬件结构满足USB接口规范。M.2插槽32的硬件结构满足M.2接口规范，示例性地，M.2插槽32的连接协议可兼容USB、PCIe等标准。

主机30的USB接口31和M.2插槽32分别与测试用转接装置10电连接。测试用转接装置10可用于与具有M.2接口的固态硬盘20电连接。测试系统1可时刻处于搭建好的状态，继而等待被使用。测试系统1与固态硬盘20只需简单地拔插就可实现连接或断开。固态硬盘20的M.2接口的硬件结构满足M.2接口规范，且该M.2接口的连接协议与M.2插槽32相同。具体地，M.2插槽32可以是母口，M.2接口可以是与M.2插槽32匹配的公口。

本申请实施例提供的固态硬盘20包括基板(未示出)和设置于基板的存储芯片(未示出)与硬盘接口(未示出)。固态硬盘20的硬盘接口是第一接口类型的接口。示例性地，该接口的物理结构包括多个用于电连接的金手指贴片也即引脚，而该接口所支持的连接协议仅需使用其中一部分金手指贴片。例如，第一接口类型中，至少定义出了电源引脚、功能引脚和空引脚，其中，电源引脚和功能引脚用于实现连接协议，而空引脚未被用于传输该连接协议的信号。

具体地，电源引脚用于连接电源线，功能引脚用于传输该第一接口类型所兼容的协议的信号(例如JTAG信号、UART信号和/或GPIO)，空引脚可以是未被占用的引脚。

该固态硬盘20中的测试线路可以与空引脚的一端电连接(例如可以直接电连接)，而空引脚的另一端用于与测试用转接装置电连接，因此不需要设置专用的Debug座。该固态硬盘20的结构更紧凑，外形完整。该固态硬盘20的主板的空间利用率更高。检测或维护该固态硬盘20时，只需要一次性连接到该固态硬盘20的硬盘接口，有助于快速地搭建维护测试系统。

示例性地，本申请提供的固态硬盘20的硬盘接口可以是M.2金手指或U.2金手指。

参考图2，其中示出根据本申请一个实施方式的测试用转接装置10。该测试用转接装置10包括：电路板11、产品插槽12、转接插头13和USB转接部。示例性地，USB转接部可包括USB接口桥接芯片14和USB接口15。USB接口桥接芯片14可以是FT4232H等电平转换芯片，其可被配置为USB接口转多路串口。

电路板11可以是印制电路板。印制电路板的基底材料可以是现有的各种材料，电路板11包括布设的各种导电线路，导电线路的材料通常是铜。电路板11上还可设置例如固定孔等结构，用于与外壳等组件固定连接。

产品插槽12可设置在电路板11上，用于与待测试的产品电连接。待测试的产品(例如SSD)、产品插槽12、转接插头13和主机上的插槽可以具有同一种接口类型。示例性地，待测试的产品包括金手指，可插接到产品插槽12中并电连接；转接插头13也可是金手指，并可与主机30上的插槽32插接地电连接。

产品插槽12的电源引脚121与电路板11的电源线路111电连接。产品插槽12的功能引脚122与电路板11的第二转接线路112电连接。产品插槽12的空引脚123与电路板11的转接线路113～115电连接。产品插槽12可与待测试的产品传输信号，并通过电路板11上的不同的线路接受或传输不同用途的信号。

需要说明的是，电路板11上的线路111～117可包括多根不同的走线，同一个线路中的走线可分布在电路板11的不同位置处。

转接插头13与产品插槽12都满足第一接口类型。更具体地，转接插头13的电源引脚131与电源线路111电连接，并通过电源线路111与产品插槽12的电源引脚121电连接。转接插头13的功能引脚132与第二转接线路112电连接，并通过第二转接线路112与产品插槽12的功能引脚122电连接。示例性地，转接插头13的空引脚可以空置，不与线路连接。

转接插头13可与主机通信。由于转接插头13的电源引脚131和功能引脚132与产品插槽12的电源引脚121和功能引脚122一一对应，因此待测试的产品可与主机通信。其中，产品插槽12的电源引脚121即对应本文中提到的第一电源引脚，转接插头13的电源引脚131即对应本文中提到的第二电源引脚，产品插槽12的功能引脚122即对应本文中提到的第一功能引脚，转接插头13的功能引脚132即对应本文中提到的第二功能引脚。

主机通过转接插头13的电源引脚131、电源线路111以及产品插槽12的电源引脚121而向产品提供电源电压。产品可通过产品插槽12的功能引脚122、第二转接线路112以及转接插头13的功能引脚132与主机传输功能信号。例如待测试的产品是固态硬盘，固态硬盘中存储的数据可经测试用转接装置10传输至主机。

USB接口桥接芯片14设置于电路板11。具体地，USB接口桥接芯片14的管脚可以焊接到电路板11上。USB接口桥接芯片14的管脚与转接线路113～117电连接，其中，通过第一转接线路113～115而与产品插槽12的空引脚123电连接。

USB接口桥接芯片14可以是不同类型的桥接芯片，可根据待转接信号的类型选择管脚或更换桥接芯片类型。示例性地，电路板11包括USB转接线路116。USB接口桥接芯片14的一组管脚与该USB转接线路116电连接。

USB接口15设置于电路板11。USB接口15可满足第二接口类型，第二接口类型与第一接口类型可不同，进而USB接口15用于与主机上满足第二接口类型的接口电连接。具体地，USB接口15与USB转接线路116电连接，进而通过USB转接线路116、USB接口桥接芯片14以及第一转接线路113～115而与产品插槽12的空引脚123电连接。

示例性地，USB转接部也可以包括其他结构。例如具有用于与主机电连接的第二接口类型的接口，并且该接口直接或间接地与第一转接线路113～115电连接。在本公开中，第一类型接口可以是M.2接口、U.2接口或其它根据使用场景而选择的其它接口，第二类型接口可为上述接口中不同于第一类型接口的接口。

主机在执行不同的检测、维护任务时可能需要不同的信号，也会通过不同类型的接口发出或接受信号。USB接口15与转接插头13满足不同的接口类型，进而分别与主机电连接，可以使待测试的产品与主机之间基于不同的场景传输所需的不同类型的信号。

本申请实施例提供的测试用转接装置与待测试的产品一次连接，就可适应不同的测试场景，使得配备该测试用转接装置的测试系统方便、快捷地实现需求。并且本申请实施例提供的测试用转接装置线路结构紧凑，信号传输的较快，使得测试的结果较好。

在示例性地实施方式中，测试用转接装置10还包括功耗检测部。功耗检测部设置于电路板11上，并通过电源线路111与产品插槽12电连接，用于检测待测试产品的实时功耗。还可以与USB接口转接芯片电连接。示例性地，功耗检测部包括：电流采样部件(例如电流采样电阻R)16、运算放大器(operational amplifier，OPA)17和微控制器(Microcontroller Unit)18。

电流采样电阻16对应电源线111设置，例如，串接于电源线上。运算放大器17与电流采样电阻16电连接。运算放大器17用于将从电流采样电阻16处获得的信号放大、并将放大后的信号输出。

微控制器18与运算放大器17电连接，用于接收运算放大器17输出的信号。微控制器18还通过电路板11的第三转接线路117与USB接口桥接芯片14电连接。微控制器18可通过第三转接线路116、USB接口桥接芯片14、USB转接线路116以及USB接口15而与主机电连接。

微控制器18内可集成有不同的模块。示例性地，微控制器18包括模数转换器181。运算放大器17电连接至模数转换器181。运算放大器17发出的放大的信号可以是模拟信号，经过模数转换器181后变为数字信号。微控制器18可以进一步地处理该数字信号。

示例性地的，测试用转接装置10还包括：液晶显示器(LCD)19。液晶显示器19与微控制器18电连接，可获得微控制器18发出的显示信号。继而液晶显示器19基于显示信号而显示出信息。例如，用于显示电源线111的功耗值。测试用转接装置10可设置有其他类型的显示装置来与微控制器18电连接。

在示例性实施方式中，电源线111为VCC 3V3。即电源线111用于提供3.3V的电源电压。根据待测试的产品不同，电源线111可以提供不同大小的电源电压。

在示例性实施方式中，USB接口桥接芯片14可以选用FT4232H型号的芯片。示例性地，USB接口15是USB Type-c型接口。Type-c型接口不分正反面，能够更方便地与主机连接。而且Type-c型接口尺寸较小，有助于减小测试用转接装置10的尺寸。

在示例性实施方式中，第三转接线路117用于在USB接口桥接芯片14与微控制器18之间传输UART信号。

在示例性实施方式中，第一转接线路包括JTAG转接线路113、UART转接线路114和GPIO转接线路115。JTAG转接线路113用于在USB接口桥接芯片14和产品插槽12的一部分空引脚123之间传输JTAG信号。UART转接线路114用于在USB接口桥接芯片14和产品插槽12的又一部分空引脚123之间传输UART信号。GPIO转接线路115用于在USB接口桥接芯片14和产品插槽12的另一部分空引脚123之间传输GPIO信号。

在示例性实施方式中，产品插槽12是M.2插槽。转接插头13是M.2金手指。该测试用转接装置10可用于对具有M.2金手指的产品例如固态硬盘维护测试。本申请实施方式提供的产品插槽12和转接插头13可满足U.2接口类型等其他接口类型，以用于具有对应接口类型的产品。

示例性地，U.2接口类型的产品插槽12可用于连接满足U.2接口类型的硬盘等产品。U.2接口类型的转接插头用于连接到主机。U.2接口类型的硬盘尺寸可能较大，对应地，本申请提供的装置可设置的略大。

示例性地，M.2接口还包括不同的类型，例如M key或B key。本申请一种实施方式提供的M.2接口为M key。具体地，如表1所示：

表1：一种M.2插槽的引脚定义表

产品插槽12是M.2插槽，其引脚的编号示出了各引脚在硬件结构中的位置，其第五十九引脚至第六十六引脚为键位。

进一步地，根据表1所示的M.2插槽，其中，第八引脚用于传输GPIO_PLN#信号。第三十引脚用于传输GPIO_PLA#信号。第五十引脚用于传输PERST#信号。主机通过GPIO转接线路115进而连接到待测试产品，并利用PLA#信号、PLN#信号或PERST#信号等OOP(ObjectOriented Programming面向对象编程)信号控制待测试的产品。

进一步地，根据表1所示的M.2插槽，其中，第二十二引脚用于传输JTAG_TCK(测试时钟)信号。第二十四引脚用于传输JTAG_TMS(测试模式选择)信号。第二十六引脚用于传输JTAG_TDI(测试数据输入)信号。第二十八引脚用于传输JTAG_TDO(测试数据输出)信号。主机通过JTAG转接线路113进而连接到待测试的产品，用于对待测试产品进行FW调试。

进一步地，根据表1所示的M.2插槽，其中，第五十六引脚用于传输UART_DATA信号。第五十八引脚用于传输UART_DATA信号。主机通过UART转接线路114进而连接到待测试的产品，用于对待测试产品进行固件调试和日志分析。

除以上被定义的空引脚之外，M.2插槽包括的各功能引脚定义也如表1所示。

同时，待测试的产品的M.2金手指的引脚可对应表1定义。

参考图3，其中示出根据本申请一个实施方式的测试用转接装置10。其利用产品插槽12与待测试的产品插接，并利用转接插头13插接到主机的插槽中，还通过USB接口15连接到主机的USB接口。图3中产品插槽12处可为旋转主视图。待测试的产品、测试用转接装置10以及主板的插槽可以以一个方向依次插接。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (15)

1.一种测试用转接装置，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板配置有第一转接线路和第二转接线路；

产品插槽，其适于与第一接口类型的待测试产品电连接，并具有与所述第一转接线路电连接的空引脚、以及用于传输信号的第一功能引脚；

转接插头，其被配置为所述第一接口类型，并具有通过所述第二转接线路与所述第一功能引脚电连接的第二功能引脚；以及

转接部，其与所述第一转接线路电连接，并具有用于与主机电连接的接口，其中所述接口被配置为不同于所述第一接口类型的第二接口类型。

2.根据权利要求1所述的测试用转接装置，其中，所述转接部为USB转接部，并且包括：USB接口桥接芯片，与所述第一转接线路电连接；

其中，所述接口为USB接口，所述USB接口的第一端与所述USB接口桥接芯片之间通过USB转接线路电连接、所述USB接口的第二端用于与所述主机电连接。

3.根据权利要求2所述的测试用转接装置，其中，所述USB接口包括Type-c型接口。

4.根据权利要求1所述的测试用转接装置，其中，所述电路板还包括电源线路；

其中，所述产品插槽包括与所述电源线路电连接的第一电源引脚；以及

其中，所述转接插头包括与所述电源线路电连接的第二电源引脚。

5.根据权利要求4所述的测试用转接装置，其中，还包括：

功耗检测部，其设置于所述电路板上并通过所述电源线路与所述产品插槽电连接，用于检测待测试产品的实时功耗。

6.根据权利要求5所述的测试用转接装置，其中，所述功耗检测部包括：

电流采样部件，其用于实时采集所述电源线路的电流信号；

运算放大器，其与所述电流采样部件电连接，用于放大所述电流信号；以及

微控制器，根据所述运算放大器放大的电流信号确定出所述待测试产品的实时功耗。

7.根据权利要求6所述的测试用转接装置，其中，所述微控制器包括：模数转换器，其用于接收所述放大的电流信号并对其进行模数转换。

8.根据权利要求6所述的测试用转接装置，其中，所述电路板包括用于在所述转接部与所述微控制器之间传输UART信号的第三转接线路。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的转接板，其中，所述产品插槽是M.2插槽，所述转接插头是M.2金手指；或者所述产品插槽是U.2插槽，所述转接插头是U.2金手指。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的转接板，其中，所述第一接口类型为M.2接口类型，用于连接待测试的M.2固态硬盘；或者所述第一接口类型为U.2接口类型，用于连接待测试的U.2固态硬盘。

11.根据权利要求9所述的测试用转接装置，其中，所述第一转接线路用于在所述转接部与所述产品插槽之间传输JTAG信号、UART信号和GPIO信号中的至少一种。

12.一种测试系统，其特征在于，包括：

主机；以及

如权利要求1至11中任一项所述的测试用转接装置，其中，所述测试用转接装置的所述转接插头和所述转接部分别与所述主机电连接。

13.一种固态硬盘，包括基板、设置于所述基板上的存储芯片和硬盘接口，其特征在于，所述基板的测试信号线电连接至所述硬盘接口的空引脚。

14.根据权利要求13所述的固态硬盘，其中，所述硬盘接口是M.2金手指或U.2金手指。

15.根据权利要求13所述的固态硬盘，其中，所述测试信号线包括用于传输JTAG信号、UART信号和/或GPIO信号的信号线，其电连接于所述固态硬盘的空引脚。

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