CN115032520A - 一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统 - Google Patents

Abstract

一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，包括测试部分、远程桥连部分、远程控制部分以及远程测控仪器部分；待测试电源管理芯片的芯片引脚与远程桥连部分连接，远程桥连部分与远程测控仪器部分中各测试仪器连接，远程控制部分远程控制远程桥连部分的桥接状态，实现芯片引脚与各测试仪器的动态连接，完成对芯片引脚的测量控制。针对测试功能需求将不同的仪器接入，通过上位机远程控制测试仪器完成芯片任意波形电压与电流信号，激励和响应信号数据的实时采集和上传，从而实现对电源管理芯片的远程自动化控制与测试。该芯片测控系统可实现功能齐全、高效准确的系统化、集成化电源管理芯片测试，服务于电源管理类芯片产品终测。

Description

一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统

技术领域

本发明属于电源管理芯片的测试技术领域，特别涉及一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统。

背景技术

在对于集成电路测试前，为了保证电源芯片的稳定性，往往事先会对电源管理芯片进行的性能参数进行测定。

随着市场各个行业对芯片的需求量越来越大，且芯片的功能越来越复杂，目前传统的芯片检测方法大多是用于解决生产线上的芯片量产测试，设备由于集成化，成本非常昂贵。所以在对芯片测试时，不得不使用人工测试的方法。对单个芯片不仅需要测试每个引脚的功能，而且每个引脚还需要单独进行几十种功能测试，需要人工配置测试电路并记录成百上千组数据，庞大的工作量难免导致在记录数据时出现错误，对后面的芯片测试工作产生影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，针对目前传统芯片检测技术的弊端，本发明的目的在于提供一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，以便对生产的电源管理芯片进行各项参数的测试，系统的自动化测试省去了人工测试需要的庞大的工作量，而且极大降低了因人为记录数据时产生错误的影响，并且该测控系统的功能齐全，高效准确，系统可集成化，可远程操作，能够很好的实现服务于产品的终测。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，包括测试部分、远程桥连部分、远程控制部分以及远程测控仪器部分；

待测试电源管理芯片的芯片引脚与所述远程桥连部分连接，所述远程桥连部分与所述远程测控仪器部分中各测试仪器连接，所述远程控制部分远程控制所述远程桥连部分的桥接状态，实现芯片引脚与各测试仪器的动态连接，完成对芯片引脚的测量控制。

在一个实施例中，所述测试部分包括芯片插座母板，芯片插座母板上安装用于插接待测试电源管理芯片的芯片底座，所述芯片底座分为左右两部分，两部分均布满可供待测试电源管理芯片引脚插入的孔洞，每行孔洞由同一引线连接。

在一个实施例中，各所述芯片引脚通过引线连接至测试部分上的母板串口，通过串口经总线一连接至远程桥连部分

在一个实施例中，所述远程桥连部分包括矩阵控制开关，所述矩阵控制开关为集成化的M×N矩阵开关，每个芯片引脚通过N个开关单元分别连接N个测试仪器，M为芯片引脚的数量，每个开关单元的通断均由所述远程控制部分控制。

在一个实施例中，所述远程桥连部分包括矩阵控制开关，所述矩阵控制开关为由继电器组构成的M×N二维阵列，M为芯片引脚的数量，也为继电器组的数量，N为测试仪器的数量，也为继电器组中的继电器数量，每个继电器均由所述远程控制部分控制其通断状态。

在一个实施例中，各所述继电器的控制端均接信号输入端口，电源端均接电源接入端，公共端通过总线一与对应的芯片引脚相连，常开端通过总线二与对应的测试仪器相连。

在一个实施例中，所述远程控制部分包括带有I/O端口的上位机，上位机通过I/O端口经总线三向信号输入端口输出开关控制信号，同时通过通信链路与远程测控仪器部分连接，向远程测控仪器部分输出测试控制信号，并接收其测试数据。

在一个实施例中，所述开关控制信号为高低电平信号，作用于矩阵开关或各个继电器，实现对矩阵开关或各个继电器开关状态的控制，进而实现测试部分与远程测控仪器部分中各测试仪器的连接与中断。

在一个实施例中，所述远程测控仪器部分的测试仪器至少包括，

示波器，用于显示芯片引脚的输出波形；

信号发生器，用于为芯片引脚提供测试信号；

电压表，用于测量芯片引脚的输出电压；

电流表，用于测量芯片引脚的输出电流；

电压源，用于为芯片引脚提供所需电压；

自定义端，用于自定义芯片引脚的接入器件或设备；

电流源，用于为芯片引脚提供所需电流；

电子负载，用于为待测试电源管理芯片接入测试所需负载。

在一个实施例中，所述远程测控仪器部分中各测试仪器间为并联方式接入电路，之间互不影响互不干扰。

与现有技术相比，本发明提供了针对电源管理芯片自动化测试系统和方法，通过由继电器组构建的矩阵控制开关或集成化的矩阵开关来实现电源管理芯片引脚与各测试仪器的连通，通过上位机发送相应的测试控制指令作用于继电器，控制各个继电器或开关单元的闭合状态，不同的测试指令对应不同测试仪器接入电源管理芯片，同时各测试仪器测量得到的芯片测试数据通过通信链路回传上位机进行存储分析，最终实现对电源管理芯片各项功能的自动化远程测试，省去传统测试方法需要的大量人力成本，也省去了人为记录数据时不可避免产生的误差，更适合对批量电源管理芯片的测试，系统测试效率高，且测试功能相对齐全。

附图说明

图1是本发明用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统图。

图2是本发明芯片插座示意图。

图3是本发明远程测控仪器部分所含测试仪器示意图。

图4是本发明电流表与电压源连接方式示意图。

图中1、测试部分；2、远程桥连部分；3、远程控制部分；4、远程控制远程测控仪器部分；5、电源管理芯片；6、芯片插座母板；7、通信链路；8、由继电器组构建的矩阵控制开关；9、电源接入端；10、信号输入端口；21、导线；31、上位机；32、I/O端口；41、示波器；42、信号发生器；43、电压表；44、电流表；45、电压源；46、自定义端；47、电流源；48、电子负载；51、芯片底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，本发明为一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，至少包括测试部分1、远程桥连部分2、远程控制部分3和远程测控仪器部分4，以及必要的通信链路7。

远程桥连部分2的作用是实现待测试电源管理芯片5的芯片引脚与远程测控仪器部分4中各测试仪器的动态连接。其中，芯片引脚与远程桥连部分2连接，远程桥连部分2再与各测试仪器连接。利用远程控制部分3，远程控制远程桥连部分2的桥接状态，从而实现相应芯片引脚与相应测试仪器的连接，最终完成对被测芯片引脚电压、电流信号激励的测量控制

为实现对各芯片引脚的激励与测试控制，本发明针对测试功能需求，可将不同的测试仪器接入，通过远程控制部分3远程控制测试仪器完成芯片任意波形电压与电流信号，激励和响应信号数据的实时采集和上传，从而实现对待测试电源管理芯片5的远程自动化控制与测试。该芯片测控系统可实现功能齐全、高效准确的系统化、集成化电源管理芯片测试，服务于电源管理类芯片产品终测。

本发明中，测试部分1包括芯片插座母板6和芯片底座51，芯片底座51上用于插接待测试电源管理芯片5，芯片底座51安装在芯片插座母板6上，各芯片引脚通过引线连接至芯片插座母板6上的母板串口。

芯片底座51可满足多种型号芯片插接，在一个实施例中，如图2所示，将芯片底座51分为左右两部分，两部分均布满可供待测试电源管理芯片5引脚插入的孔洞，每行孔洞由同一引线连接，由此，无论插入何种型号的芯片，均能直接实现其与母板串口的电连接。

远程桥连部分2主要为矩阵控制开关8，测试部分1的母板串口经总线一21与矩阵控制开关8连接。矩阵控制开关8存在大量开关，每个芯片引脚，连接多个开关。

假设待测试电源管理芯片5的芯片引脚的数量为M，远程测控仪器部分4中的测试仪器的数量为N。本发明中提供了矩阵控制开关8的两种形式，分别介绍如下：

矩阵控制开关8的第一种形式为集成化的M×N矩阵开关，此时，第一个芯片引脚通过矩阵中第一行的N个开关单元分别连接N个测试仪器，第二个芯片引脚通过矩阵中第二行的N个开关单元分别连接N个测试仪器，……，以此类推，直至第M个芯片引脚通过矩阵中第M行的N个开关单元分别连接N个测试仪器。每个开关单元的通断则均由远程控制部分3控制。显然，M×N是其最小阵列要求，本发明的矩阵开关数量可不止于此，以能够引入其它备用的测试仪器或者信号等。

矩阵控制开关8的第二种形式为由继电器组构成的M×N二维阵列，继电器组的数量为M，每个继电器组中的继电器数量为N，此时，第一个芯片引脚通过第一个继电器组中的N个继电器分别连接N个测试仪器，第二个芯片引脚通过第二个继电器组中的N个继电器分别连接N个测试仪器，……，以此类推，直至第M个芯片引脚通过第M个继电器组中的N个继电器分别连接N个测试仪器。同样地，每个继电器均由远程控制部分3控制其通断状态。显然，M×N是其最小阵列要求，本发明的继电器组和继电器数量可不止于此，以能够引入其它备用的测试仪器或者信号等。示例地，该形式中，继电器一般是通用的固态继电器，由5V、12V、24V等标准电压控制。

另外还值得说明的是，矩阵开关中的开关单元或者继电器组的继电器，也并不需要全部连接测试仪器，因某些引脚仅有少数测量意义。例如电源引脚，一般仅测量其电压波形即可。这是本领域技术人员根据具体的芯片引脚定义能做出的常规选择。

远程桥连部分2上还应该设置控制信号输入端口10和电源接入端9，各开关单元或各继电器的控制端均接信号输入端口10，通过并联方式由远程控制部分3分别给予开关控制信号；电源端均接电源接入端9，通过并联方式由电源接入端9统一供电。在前述的第二种形式下，各继电器的公共端通过总线一21与对应的芯片引脚相连，常开端通过总线二22与对应的测试仪器相连。

本发明中，远程控制部分3主要包括上位机31，上位机31通过其I/O端口32，经总线三23向前述的信号输入端口10输出开关控制信号，同时通过通信链路7与远程测控仪器部分4连接，向远程测控仪器部分4输出测试控制信号，并接收其测试数据，通信链路7可采用有线或者无线的形式。

上位机31提供的开关控制信号为高低电平信号，当作用于矩阵开关中的各个开关单元或各个继电器时，实现对各个开关单元或各个继电器在常开或常闭状态之间的切换控制，进而实现测试部分1与远程测控仪器部分4中各测试仪器的连接与中断。

如图3所示，本发明远程测控仪器部分4包括示波器41、信号发生器42、电压表43、电流表44、电压源45、自定义端46、电流源47、电子负载48等测试仪器。

其中，示波器41可以将测试芯片时在相应引脚处产生的电信号转换成波形显示，用于观察各种不同信号幅度虽时间变化的波形曲线，可用于测试如电压，电流，频率，相位差等。

信号发生器42可以为芯片测试提供测试信号，接入相应引脚即可，提供的信号包括各种频率，波形等，也可可输出电平电信号，作为信号源或激励源使用。

电压表43用于测试芯片时电路的电压测量，即，测量具体某芯片引脚的输出电压。

电流表44用于测试芯片时电路的电流测量，即，测量具体某芯片引脚的输出电流。

电压源45可输出稳定电压，为测试芯片提供测试所需电压，具体提供至芯片的电源引脚即可。

自定义端46用于自定义待测电源管理芯片引脚的接入器件或设备。

电流源47可输出稳定电流，为测试芯片提供测试所需电流，具体提供至对应的芯片引脚即可。

电子负载48在测试时接入测试所需负载。

远程测控仪器部分4的各测试仪器设备间为并联方式接入电路，之间互不影响互不干扰。

如图4所示，给出电流表与电压源连接方式示意图，当电压源45接入电路，并且同时有测量电路电流需求时，电流表44通过继电器与电压源45串联接入电路，实现电流的测量；此时，继电器的常闭端接入远程桥连部分2，常开端接电压源负极，通过上位机31根据测试所需控制常开常闭端的选择。

以矩阵控制开关的前述第二种形式为例，根据本发明的测控系统，对待测试电源管理芯片5的自动化检测方法，流程主要包括：

第一步：将待测试电源管理芯片5置于芯片底座51上，由芯片底座51固定芯片，芯片底座51插在芯片插座母板6上。

第二步：通过上位机31发送测试项对应的控制指令给矩阵控制开关8，控制不同测试功能下所对应的各个继电器。

第三步：通过继电器，针对测试功能需求将相应的芯片引脚与测试仪器相连。

第四步：测试仪器产生的数据信息通过通信链路7回传给上位机31，上位机31自动记录测试数据。

第五步：上位机31分析处理测试数据来判断待测试电源管理芯片5的功能是否合格达标。

以图1中的芯片引脚为例，当需要对引脚进行芯片扫描电压测试时，需在a1,a2,a3引脚上加上固定电压，如5v固定电压；在a4引脚加上浮动电压；b1引脚加上扫描电压，如0-10v变化的扫描电压；其余引脚b2,b3,b4引脚悬空，此时多次通过电流表测量b1引脚的电流，便可得到b1引脚的电压电流关系。

测试时上位机发送的指令可举例如下：

上位机发送连接指令：

TEST BEGIN

connect:pin a1,电压源“#1”

connect:pin a2,电流源“#1”

connect:pin a3,电压源“#2”

connect:pin a4,电压源“#3”

connect:pin b1,“GND”

connect:pin b2,电流表

connect:pin b3,示波器“#1”

For:output:电压源“#1”:5v

output:电压源“#2”：12v

……

END

发送测量指令：

input:电流信号1

input:电流信号2

input:电压波形1

……

TEST END

发送通信指令：

send:信号数据1

send:信号数据2

通过通信链路7，上位机与测试仪器进行通信，收发数据。

Claims (10)

1.一种用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，包括测试部分(1)、远程桥连部分(2)、远程控制部分(3)以及远程测控仪器部分(4)；

待测试电源管理芯片(5)的芯片引脚与所述远程桥连部分(2)连接，所述远程桥连部分(2)与所述远程测控仪器部分(4)中各测试仪器连接，所述远程控制部分(3)远程控制所述远程桥连部分(2)的桥接状态，实现芯片引脚与各测试仪器的动态连接，完成对芯片引脚的测量控制。

2.根据权利要求1所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述测试部分(1)包括芯片插座母板(6)，芯片插座母板(6)上安装用于插接待测试电源管理芯片(5)的芯片底座(51)，所述芯片底座(51)分为左右两部分，两部分均布满可供待测试电源管理芯片(5)引脚插入的孔洞，每行孔洞由同一引线连接。

3.根据权利要求2所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，各所述芯片引脚通过引线连接至测试部分(1)上的母板串口，通过串口经总线一(21)连接至远程桥连部分(2)。

4.根据权利要求1或2或3所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述远程桥连部分(2)包括矩阵控制开关(8)，所述矩阵控制开关(8)为集成化的M×N矩阵开关，每个芯片引脚通过N个开关单元分别连接N个测试仪器，M为芯片引脚的数量，每个开关单元的通断均由所述远程控制部分(3)控制。

5.根据权利要求1或2或3所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述远程桥连部分(2)包括矩阵控制开关(8)，所述矩阵控制开关(8)为由继电器组构成的M×N二维阵列，M为芯片引脚的数量，也为继电器组的数量，N为测试仪器的数量，也为继电器组中的继电器数量，每个继电器均由所述远程控制部分(3)控制其通断状态。

6.根据权利要求5所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，各所述继电器的控制端均接信号输入端口(10)，电源端均接电源接入端(9)，公共端通过总线一(21)与对应的芯片引脚相连，常开端通过总线二(22)与对应的测试仪器相连。

7.根据权利要求6所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述远程控制部分(3)包括带有I/O端口(32)的上位机(31)，上位机(31)通过I/O端口(32)经总线三(23)向信号输入端口(10)输出开关控制信号，同时通过通信链路(7)与远程测控仪器部分(4)连接，向远程测控仪器部分(4)输出测试控制信号，并接收其测试数据。

8.根据权利要求7所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述开关控制信号为高低电平信号，作用于矩阵开关或各个继电器，实现对矩阵开关或各个继电器开关状态的控制，进而实现测试部分(1)与远程测控仪器部分(4)中各测试仪器的连接与中断。

9.根据权利要求5所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述远程测控仪器部分(4)的测试仪器至少包括，

示波器(41)，用于显示芯片引脚的输出波形；

信号发生器(42)，用于为芯片引脚提供测试信号；

电压表(43)，用于测量芯片引脚的输出电压；

电流表(44)，用于测量芯片引脚的输出电流；

电压源(45)，用于为芯片引脚提供所需电压；

自定义端(46)，用于自定义芯片引脚的接入器件或设备；

电流源(47)，用于为芯片引脚提供所需电流；

电子负载(48)，用于为待测试电源管理芯片(5)接入测试所需负载。

10.根据权利要求8所述用于测试电源管理芯片的自动化远程测控系统，其特征在于，所述远程测控仪器部分(4)中各测试仪器间为并联方式接入电路，之间互不影响互不干扰。

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