CN114487792B - 一种可编程板卡在线自动检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可编程板卡在线自动检测装置和方法，以解决现有技术测试工作量较大、对操作员的技术要求较高、以及影响柔性制造的响应速度等问题。该装置中的工装主体包括控制器和至少一个功能子板，其中控制器具有与后台软件连接的通信接口，用于从后台软件获取必要的测试工程数据；控制器与功能子板之间采用总线连接，功能子板具有多种不同的信号模块和多种标准接口，还用于通过夹具与被测板适配连接，控制器还提供人机交互界面，支持编辑测试工程数据，并在编辑完成后与后台软件自动同步。由工装主体的控制器负责下载、运行全部的测试过程，并判断测试结果，生成测试报告，实现自动测试。

Description

一种可编程板卡在线自动检测装置和方法

技术领域

本申请涉及自动化在线测试领域，具体涉及一种板卡的自动化在线测试装置及方法。

背景技术

板卡测试在电子产品制造中，是不可回避的重要步骤。随着柔性制造、定制化设计的新一代产品发展方向的重要性不断增大，对于板卡自动化测试提出了越来越多的要求。要求板卡的测试具备柔性、自动化、可追溯性和物联网属性。

当前的板卡自动化测试，大多采用专用工装或机台，工装内部内嵌测试软件。由于专用工装针对性强，导致板卡的软硬件升级和功能调整，均需使得工装、机台作废或者大规模调整设计，对于定制性强、设计修改频繁或者批量较小的板卡不友好，大大增加板卡测试成本。

例如：专利文献CN209707616U公开的一种板卡工作状态的控制设备和板卡测试系统，仅用于对被测板的功耗进行测试，其主要使用信号发生器、继电器、测试顶针改变被测板的工作状态，便于测量特定状态功耗。该方法需要针对板卡特殊设计软硬件，测试过程也需要较多的人工接入。专利文献CN207623778U公开的一种板卡接口测试装置，仅用于USB、RS232等串行接口的测试，主要是使用一个测试工具（如测试U盘），在避免频繁拔插的情况下，监测多个串行接口；该装置依赖针对性的测试软件、测试工具和测试治具。专利文献CN111510713A公开的一种板卡测试方法、装置、终端及系统，只是一种针对显示板卡的检测方法，即采用参考板输出图像与被测板输出图像对比的方法来判定板卡是否合格，侧重该种检测方法和图像对比算法。

还有其他某些板卡测试装置，并不能直接用于板卡测试，而是需要配接独立的控制单元，板卡测试装置负责根据板卡参数，获得测试用例，并将测试用例发送给该独立的控制单元，监控测试单元的测试过程，接收控制单元的测试结果，而且，这类板卡测试装置通常也只能测试完整功能板卡（而不能测试未烧录程序的空板卡）。

部分制造商，采用分布式测试工装，使用复数个工装、复数个工序，分阶段的完成对板卡的功能、性能测试，这样对于测试的效率有较大的影响，占用人工较多。而且每次设计修改，都需要调整生产线，影响了柔性制造的响应速度。

还有部分场景，采用自测试软件加必要连接器的方式测试；这较大地调高了软件设计的工作量（被测板块本身需写入自测试软件），部分情况下还必须为了可测试性增加部分硬件成本。

发明内容

为此，本申请提供一种可编程板卡在线自动检测装置和方法，以解决现有技术测试工作量较大、对操作员的技术要求较高、以及影响柔性制造的响应速度等问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，一种可编程板卡在线自动检测装置，包括：

后台软件载体， 所述后台软件用于编辑、存储测试工程数据，并接收、存储测试结果；

工装主体，包括控制器和至少一个功能子板；

所述控制器与后台软件载体连接，用于从后台软件获取必要的测试工程数据；

所述控制器与功能子板之间采用总线连接；所述功能子板具有多种不同的信号模块和多种标准接口；

所述控制器提供人机交互界面，支持编辑测试工程数据，并在编辑完成后与后台软件自动同步；

夹具，作为功能子板与被测板之间的适配连接件；夹具上设置有可调整位置的扫码模块，用以扫描被测板的产品序列号。

可选地，所述测试工程数据包括：功能子板配置要求、启动条件、测试步骤、测试需要烧写的测试程序、最终出厂需要烧写的正式程序和接线示意。

可选地，所述测试结果包括全部测试项实际数据、测试时间、测试人员、板卡型号、产品批次和测试结论。这里的测试结论，例如“通过”或者“不通过”。

可选地，所述控制器通过所述人机交互界面还提供多种身份确认方式，用于确认测试员身份。

可选地，所述后台软件载体为PC或嵌入式计算机，属于本地服务器或云端服务器；后台软件独立存在，或者作为集成软件的一部分。

可选地，所述控制器与后台软件载体之间采用USB、网络、串口、或并口通信连接；所述控制器与所述至少一个功能子板之间的总线连接方式包括：RS485、CAN、PCI和PCIe。

可选地，所述功能子板的多种不同的信号模块包括模拟输入模块、模拟输出模块、干接点模块和逻辑电平模块，多种标准接口包括：RS232、RS4853、CAN、SPI、IIC、TTL电平串口、RJ45、WiFi、BT和ZigBee。其中WiFi、BT和ZigBee属于无线接口。

可选地，所述夹具提供的与被测板的连接方式包括针床、接插件、近距离无线传输、电磁耦合和光耦合，并通过被测板PCB设计统一测试点位置的方式，对多种被测板兼容。

第二方面，一种用于板卡在线自动检测的工装主体，其特殊之处在于，包括控制器和至少一个功能子板；所述控制器具有与后台软件连接的通信接口，用于从后台软件获取必要的测试工程数据；所述控制器与功能子板之间采用总线连接；所述功能子板具有多种不同的信号模块和多种标准接口，还用于通过夹具与被测板适配连接；所述控制器提供人机交互界面，支持编辑测试工程数据，并在编辑完成后与后台软件自动同步。

需要说明的是，功能子板上设置的上述多种不同的信号模块和多种标准接口，并不用于与后台服务器（后台软件）连接，而是控制器通过网络连接到后台服务器。

第三方面，一种基于前述可编程板卡在线自动检测装置的检测方法，应用于所述工装主体，包括以下步骤：

在工装主体与夹具连接，并上电后，连接后台软件，获得可用测试工程数据；

启动扫描识别功能，根据扫描识别的任务卡信息确定测试工程数据；或者，通过人机交互界面提供被测板型号/版本的选项，响应于用户手动选择的被测板型号/版本，确定测试工程数据；

下载确定的测试工程数据；

工装主体自检，检测各模块是否正确安装、夹具是否正确连接；

检测到夹具夹紧信号，或响应于用户手动按下测试按钮，给被测板上电，按照测试工程数据中明确的测试步骤自动开始测试；

测试完毕后，显示测试结果，并上传测试报告；同时被测板下电。

可选地，在后台软件或基于工装主体的人机交互界面预先配置所述测试工程数据的过程如下：

建立新测试工程，输入工程名称；

输入工程基本信息，包括：对应板卡型号、必需的功能子板种类和数量、产品序列号获得方式；

按照时间先后顺序，通过图形化界面编辑测试流程步骤，具体包括：

响应于用户将开始模块拖曳到流程图中的操作，并接收用户输入的开始条件，所述开始条件的逻辑要素包括：输入产品序列号、检测到夹具夹紧信号和按下开始按钮；

响应于用户将逻辑模块拖曳到流程图中的操作，并接收用户输入的逻辑模块参数；所述逻辑模块包括循环、条件、跳转和延时执行，所述逻辑模块参数包括循环次数、循环变量、执行条件、跳转目的和延迟时间；

响应于用户将功能模块拖曳到逻辑模块上的操作，并接收用户输入的功能模块参数，所述功能模块参数包括激励输出端口、激励延时、反馈接收端口和结果判定标准；

如果用户继续编辑下一步骤，响应于用户为编辑下一步骤对开始模块、逻辑模块以及功能模块新的拖曳操作和输入；

如果用户完成全部测试步骤的编辑，响应于用户将结束模块拖曳到流程图中的操作；

保存测试工程数据。

第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特殊之处在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的检测方法的步骤。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、本申请提供的工装主体包括控制器和至少一个功能子板，其中控制器具有与后台软件连接的通信接口，用于从后台软件获取必要的测试工程数据；控制器与功能子板之间采用总线连接，功能子板具有多种不同的信号模块和多种标准接口，还用于通过夹具与被测板适配连接，控制器还提供人机交互界面，支持编辑测试工程数据，并在编辑完成后与后台软件自动同步。从而由工装主体的控制器负责下载、运行全部的测试过程，并自己判断测试结果，生成测试报告；可自动根据设置的板卡型号、生产任务号等信息，从后台下载测试工程数据；极大地降低了板卡测试工作的工作量以及对操作员的技术要求，实现自动测试也避免了人员操作带来的错误可能；工装主体模块化设计、可自有增减更换，极大提高了适应性与柔性制造性能。

2、本申请还可一键自动完成测试、烧写、测试报告生成等多项功能。具体可自动记录被测板编号、测试员信息、测试时间信息，自动生成测试报告，自动在后台软件存储相关信息，避免测试信息的丢失和错误。

3、本申请的工装主体还提供图形化的测试流程编辑（配置）界面，通过工装主体和/或后台软件的图形化界面，配置、生成、调整相关测试信息，降低了编制测试流程的工作量、难度。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元（部件）的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请一个实施例提供的一种可编程板卡在线自动检测装置的系统框架示意图；

图2为本申请一个实施例应用图1所示可编程板卡在线自动检测装置的测试方法流程示意图；

图3为本申请一个实施例提供的编辑（配置）测试工程数据的流程示意图；

图4为测试工程数据配置界面示意图；

图5为测试工程数据配置的一个示例。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义（例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调）。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”（某些单元、部件、材料、步骤等）。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

本申请一个实施例提供的一种可编程板卡在线自动检测装置，如图1所示，包括后台软件载体、工装主体和夹具。其中：

后台软件可以运行于多种平台，例如后台软件载体可以是PC、嵌入式计算机、服务器、云端服务器等。后台软件101， 负责编辑、存储测试工程数据（包含不限于：功能子板配置要求、启动条件、测试步骤、测试需要烧写的测试程序、最终出厂需要烧写的正式程序、接线示意等）；负责接收并存储测试结果（包含但不限于全部测试项实际数据、测试时间、测试人员、板卡型号、产品批次、测试结论等信息）。后台软件可以独立存在，也可以与其他生产管理、质量管理、ERP系统等软件合并，作为其的一部分。

工装主体，包含控制器102和功能子板103，控制器102与功能子板103之间采用总线连接，例如RS485、CAN、PCI、PCIe等；控制器102可根据需求连接1个或多个功能子板103。具体地：

控制器102与后台软件101载体连接，从后台软件101获取必要的测试工程数据。控制器102也可编辑测试工程数据，在编辑完成后与后台软件101自动同步。控制器102还可提供密码、刷卡、指纹等多种身份确认方式，用于确认测试员身份。

控制器与后台软件载体，可通过多种方式连接，包含不限于：USB、网络、串口、并口等。

功能子板103采用标准接口，可以方便的增减、更换。功能子板103负责提供必要的接口，用以通过夹具104连接被测板。

功能子板具体可以有多种不同的模块，提供包括但不限于：RS232、RS4853、CAN、SPI、IIC、TTL电平串口、模拟输入（含电压、电流）、模拟输出（含电压、电流）、干接点（输入、输出）、逻辑电平（含1.8V、3.3V、5V、12V、24V等不同的逻辑）输入和输出、RJ45（含WAN口和LAN口）、WiFi、BT、ZigBee等有线、无线接口。

夹具104提供与被测板105连接的物理连接，提供安全可靠、操作便捷的被测板105取放。夹具104上安放可调整位置的扫码模块，用以扫描产品序列号（SN）。

功能子板也可采用统一设计，增减功能子板仅增加或减少接口数量。

夹具可采用一种或多种设计方式实现与被测板连接，包含但不限于：针床、接插件、近距离无线传输、电磁耦合、光耦合等。

夹具可通过被测板PCB设计统一测试点位置的方式，对多种被测板兼容。

本实施例的工装主体中的控制器，负责下载、运行全部的测试过程，并自己判断测试结果，生成测试报告，且支持相同板卡的连续自动测试；功能子板，仅负责提供硬件接口，不具备接收、执行测试用例功能，全部动作都依靠控制器的控制。

本实施例中的测试工程数据，并非仅仅包含测试业务及其附属信息（测试步骤流程），而是包含了功能子板配置要求、启动条件、测试步骤、测试需要烧写的测试程序、最终出厂需要烧写的正式程序、接线示意等多种信息。

本实施例中的测试工程数据获取方式，是根据用户（操作员）出示的任务卡信息或手动选择的，更贴近于实际生产运行实际。

本实施例中的被测板，可以是未烧录程序的空板卡，也可以是完整烧录的待出厂板卡。

示例性地，基于上述可编程板卡在线自动检测装置，测试方法如图2所示，包括以下流程环节：

201：连接工装主体与夹具，并上电；

202：工装自动连接后台软件，获得可用测试工程数据；

203： 操作员通过输入账号密码、刷卡、扫描二维码、指纹等方式登录；

204：扫描任务卡，根据任务卡信息选择测试工程数据；或手动选择被测板型号/版本，手动选择测试工程数据；

205：工装自动根据选择，自动下载相关测试工程数据；

206：工装自检，监测模块是否正确安装、夹具是否正确连接；

207：将被测板安放与夹具上，并压紧夹具；

208：工装检测到夹具夹紧信号，或手动按下开始测试按钮（针对于无夹紧信号的夹具），给被测板上电，自动开始按照测试步骤测试；

209：测试完毕后，显示测试结果（通过工装显示屏和指示灯），并上传测试报告；同时被测板下电；

210：取下被测板，回到步骤207，开始下一轮测试；

其中，可在后台软件101或基于工装主体的人机交互界面预先编辑（配置）所述测试工程数据，一般的测试工程数据配置流程如图3所示：

301：建立新测试工程，填写工程名称；

302：填写工程基本信息。包含不限于：对应板卡型号、必须的功能子板种类和数量、SN获得方式（扫码、自动生成等）；

303：按照时间先后顺序，通过图形化界面编辑测试流程步骤：

3031：拖曳开始模块到流程图中。编辑开始条件，包含不限于：输入SN、夹具夹紧信号、按下开始按钮；可以编辑条件的逻辑运算。如输入SN AND按下开始按钮；

3032：拖曳逻辑模块到流程图中，期望执行的位置；逻辑模块包含不限于：循环、条件、跳转、延时执行等；编辑逻辑模块参数，包含不限于：循环次数、循环变量、执行条件、跳转目的、延迟时间等；

3033：拖曳功能模块到逻辑模块上。输入功能模块参数；包含不限于：激励输出端口（依赖工程基本信息中定义的功能子板），激励延时，反馈接收端口（依赖工程基本信息中定义的功能子板），结果判定标准；

3034：编辑完成一步测试过程后，如果继续编辑下一步骤，回到3031如果完成全部测试步骤编辑完成，在结尾处加入结束模块；

304：保存测试工程，如果在工装上编辑，自动与后台软件同步测试工程。

示例性地，后台软件和工装主体提供的测试工程数据配置界面如图4所示，其中模块区401，排列可选模块；流程图区402，编辑测试流程。

本实施例可自动根据设置的板卡型号、生产任务号等信息，从后台下载测试工程数据，一键自动完成测试、烧写、测试报告生成等多项功能。具体可自动记录被测板编号、测试员信息、测试时间信息，自动生成测试报告，自动在后台软件存储相关信息，避免测试信息的丢失和错误。极大地降低了板卡测试工作的工作量，极大降低了板卡测试对操作员的技术要求，并避免人员操作带来的错误可能。还可组织多台工装，通过后台软件联网，共享测试工程数据，共享测试报告数据库。

本实施例可以通过更新测试工程数据、增减/调整模块、调整夹具实现快速变更对应被测板的功能，极大地提高了柔性制造性能。尤其采用图形化编辑（配置）界面，降低了编制测试流程的工作量、难度。

进一步示例性地，某设备的主板包含电机驱动，泵、阀驱动，串口，模拟量采集，开关量输入输出等功能。在实际应用中，根据夹具接线图，通过图形化界面生成如图5的测试流程，包含各个子板接口。这些信息即前文所述的相关测试信息。

将被测板型号，与测试流程、子板接口，预先上传的测试程序等相关联，最终目标程序等关联打包。这些共同组成了前文所述的测试工程数据。

实际测试时，通过工装主界面，选择被测板型号。工装自动下载测试流程、子板接口，预先上传的测试程序等测试工程数据。

通过扫码或手动输入被测板卡的SN。

待接收到夹具准备好信号后，自动开始测试。

测试完成，自动将测试结果显示在工装界面，同时上传服务器。

在一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特殊之处在于，所述计算机程序被处理器执行时实现前述测试方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合（只要这些技术特征的组合不存在矛盾），为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种可编程板卡在线自动检测装置，其特征在于，包括：

后台软件载体，所述后台软件用于编辑、存储测试工程数据，并接收、存储测试结果；所述后台软件载体为PC或嵌入式计算机，属于本地服务器或云端服务器；后台软件独立存在，或者作为集成软件的一部分；

工装主体，包括控制器和至少一个功能子板；所述工装主体的控制器负责下载、运行全部的测试过程，并自己判断测试结果，生成测试报告，并能够自动根据设置的板卡型号、生产任务号，从后台下载测试工程数据；所述工装主体还用于自检，检测各模块是否正确安装、夹具是否正确连接；

所述控制器与后台软件载体连接，用于从后台软件获取必要的测试工程数据；

所述控制器与功能子板之间采用总线连接；所述功能子板具有多种不同的信号模块和多种标准接口；

所述控制器提供人机交互界面，支持编辑测试工程数据，并在编辑完成后与后台软件自动同步；

夹具，作为功能子板与被测板之间的适配连接件；夹具上设置有可调整位置的扫码模块，用以扫描被测板的产品序列号。

2.根据权利要求1所述的可编程板卡在线自动检测装置，其特征在于，所述测试工程数据包括：功能子板配置要求、启动条件、测试步骤、测试需要烧写的测试程序、最终出厂需要烧写的正式程序和接线示意。

3.根据权利要求1所述的可编程板卡在线自动检测装置，其特征在于，所述测试结果包括全部测试项实际数据、测试时间、测试人员、板卡型号、产品批次和测试结论。

4.根据权利要求1所述的可编程板卡在线自动检测装置，其特征在于，所述控制器通过所述人机交互界面还提供多种身份确认方式，用于确认测试员身份。

5.根据权利要求1所述的可编程板卡在线自动检测装置，其特征在于，所述控制器与后台软件载体之间采用USB、网络、串口、或并口通信连接；所述控制器与至少一个所述功能子板之间的总线连接方式包括：RS485、CAN、PCI和PCIe；所述功能子板的多种不同的信号模块包括模拟输入模块、模拟输出模块、干接点模块和逻辑电平模块，多种标准接口包括：RS232、RS4853、CAN、SPI、IIC、TTL电平串口、RJ45、WiFi、BT和ZigBee。

6.根据权利要求1所述的可编程板卡在线自动检测装置，其特征在于，所述夹具提供的与被测板的连接方式包括针床、接插件、近距离无线传输、电磁耦合和光耦合，并通过被测板PCB设计统一测试点位置的方式，对多种被测板兼容。

7.一种基于权利要求1所述的可编程板卡在线自动检测装置的检测方法，其特征在于，应用于所述工装主体，包括以下步骤：

在工装主体与夹具连接，并上电后，连接后台软件，获得可用测试工程数据；

启动扫描识别功能，根据扫描识别的任务卡信息确定测试工程数据；或者，通过人机交互界面提供被测板型号/版本的选项，响应于用户手动选择的被测板型号/版本，确定测试工程数据；

下载确定的测试工程数据；

工装主体自检，检测各模块是否正确安装、夹具是否正确连接；

检测到夹具夹紧信号，或响应于用户手动按下测试按钮，给被测板上电，按照测试工程数据中明确的测试步骤自动开始测试；

测试完毕后，显示测试结果，并上传测试报告；同时被测板下电。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在后台软件或基于工装主体的人机交互界面预先配置所述测试工程数据的过程如下：

建立新测试工程，输入工程名称；

输入工程基本信息，包括：对应板卡型号、必需的功能子板种类和数量、产品序列号获得方式；

按照时间先后顺序，通过图形化界面编辑测试流程步骤，具体包括：

响应于用户将开始模块拖曳到流程图中的操作，并接收用户输入的开始条件，所述开始条件的逻辑要素包括：输入产品序列号、检测到夹具夹紧信号和按下开始按钮；

响应于用户将逻辑模块拖曳到流程图中的操作，并接收用户输入的逻辑模块参数；所述逻辑模块包括循环、条件、跳转和延时执行，所述逻辑模块参数包括循环次数、循环变量、执行条件、跳转目的和延迟时间；

响应于用户将功能模块拖曳到逻辑模块上的操作，并接收用户输入的功能模块参数，所述功能模块参数包括激励输出端口、激励延时、反馈接收端口和结果判定标准；

如果用户继续编辑下一步骤，响应于用户为编辑下一步骤对开始模块、逻辑模块以及功能模块新的拖曳操作和输入；

如果用户完成全部测试步骤的编辑，响应于用户将结束模块拖曳到流程图中的操作；

保存测试工程数据。

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