CN115033446B - 一种数字芯片结构的智能化质量检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字芯片结构的智能化质量检测系统及方法,属于数字芯片质量检测技术领域。该系统包括:压力感知模块、虚拟测试模块、智能化质量检测模块、时间预测模块、警示模块;所述压力感知模块的输出端与所述虚拟测试模块的输入端相连接;所述虚拟测试模块的输出端与所述智能化质量检测模块的输入端相连接;所述智能化质量检测模块的输出端与所述时间预测模块的输入端相连接;所述时间预测模块的输出端与所述警示模块的输入端相连接。本发明能够对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊故障进行预测分析,防止突然出现的电脑故障扰乱人们的生活节奏,影响生活质量。
Description
技术领域
本发明涉及数字芯片质量检测技术领域,具体为一种数字芯片结构的智能化质量检测系统及方法。
背景技术
数字芯片包括CPU、微处理器、微控制器、数字信号处理单元、存储器等,由基本的逻辑电路组成。生活中各类电子产品中控制器、移动硬盘等核心部件均为数字芯片。
而笔记本电脑的数字芯片常搭载在嵌入式系统中,嵌入式系统由硬件和软件组成,是能够独立进行运作的器件。其软件内容只包括软件运行环境及其操作系统。硬件内容包括显卡芯片、主板芯片、CPU等等在内的多方面的内容。
而在笔记本电脑中的数字芯片虚焊是常见的一种线路故障,一般有两种原因,一种是在生产过程中的,因生产工艺不当引起的,时通时不通的不稳定状态;另外一种是笔记本电脑经过长期使用,摔落、挤压或由于使用环境温度、湿度等原因,使其焊脚处的焊点极容易出现老化剥离现象。虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的,它的焊点成为有接触电阻的连接状态,导致电路工作不正常,出现时好时坏的不稳定现象,给电路的调试、使用和维护带来重大隐患。一般虚焊点在电路开始工作的一段较长时间内,保持接触尚好,因此不容易发现。但虚焊是电路可靠性的一大隐患,一旦突然出现,可能会影响人们的正常生活,而在目前,并没有一种能够对笔记本电脑嵌入式系统下的芯片进行检测的系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数字芯片结构的智能化质量检测系统及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,该系统包括:压力感知模块、虚拟测试模块、智能化质量检测模块、时间预测模块、警示模块;
所述压力感知模块用于在电脑表面覆盖压力感应传感器,对电脑受到的压力和压力位置进行采集;所述虚拟测试模块用于构建抗撞击虚拟测试,获取历史样本数据集,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测;所述智能化质量检测模块用于构建数字芯片质量检测模型,实时获取电脑受到的压力和压力位置,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间;同时构建挤压虚拟测试,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测,生成挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系,实时获取挤压次数,生成电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;所述时间预测模块用于构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间到达预警时间阈值时,发出指令至警示模块;所述警示模块连接至电脑内部系统,经由电脑屏幕显示警示信息,提醒机主进行维修;
所述压力感知模块的输出端与所述虚拟测试模块的输入端相连接;所述虚拟测试模块的输出端与所述智能化质量检测模块的输入端相连接;所述智能化质量检测模块的输出端与所述时间预测模块的输入端相连接;所述时间预测模块的输出端与所述警示模块的输入端相连接。
所述压力感知模块包括传感器覆盖设置单元、数值采集单元;
所述传感器覆盖设置单元用于在电脑表面覆盖压力感应传感器;所述数值采集单元用于采集电脑受到的压力和压力位置;
所述传感器覆盖设置单元的输出端与所述数值采集单元的输入端相连接;所述数值采集单元的输出端与所述虚拟测试模块的输入端相连接。
所述虚拟测试模块包括虚拟测试单元、历史测试单元;
所述虚拟测试单元用于构建抗撞击虚拟测试,所述抗撞击虚拟测试包括构建跌落测试分析模型;
所述跌落测试分析模型包括:
构建被测试电脑的模型,定义电脑材料的密度和弹性模量,确保数值不能为零,防止系统无法进行计算;
定义阻尼选项,以消除计算过程中的数值振荡;
设置跌落测试分析参数,所述跌落测试分析参数包括振动值、芯片温度、芯片湿度;所述振动值由压力值利用转化函数进行转化,所述振动值指在当前压力位置的压力值下对电脑嵌入式系统内部芯片产生的振动影响值;
获取监控结果,所述监控结果包括统计电脑在出现电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态时的所有测试输入的跌落测试分析参数;
所述历史测试单元用于记录历史测试数据,并存储输出至智能化质量检测模块;
所述虚拟测试单元的输出端与所述历史测试单元的输入端相连接;所述历史测试单元的输出端与所述智能化质量检测模块的输入端相连接。
所述智能化质量检测模块包括模型构建单元、数值转换单元;
所述模型构建单元用于构建挤压虚拟测试;
所述挤压来源于机主手指按压,获取芯片所在位置,以芯片为圆心,半径为r1构建挤压区域;
在挤压区域内模拟机主进行挤压,获取电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数;
根据获取的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数数据,构建挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系;生成电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;
所述数值转换单元用于获取压力感知模块实时提供的电脑受到的压力和压力位置,并转换为测试数据,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间;
所述模型构建单元的输出端与所述数值转换单元的输入端相连接;所述数值转换单元的输出端与所述时间预测模块的输入端相连接。
所述时间预测模块包括阈值构建单元、指令单元;
所述阈值构建单元用于计算生成电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,构建预警时间阈值,并在电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间超出预警时间阈值时,生成警示指令;所述指令单元用于获取阈值构建单元生成的警示指令,并将其发送至警示模块;
所述阈值构建单元的输出端与所述指令单元的输入端相连接;所述指令单元的输出端与所述警示模块的输入端相连接。
所述警示模块包括通讯单元、提醒单元;
所述通讯单元用于连接至电脑内部系统,与电脑内部系统实现通讯功能,将警示信息发送至电脑;所述提醒单元用于控制电脑经由电脑屏幕显示警示信息,提醒机主进行维修;
所述通讯单元的输出端与所述提醒单元的输入端相连接。
一种数字芯片结构的智能化质量检测方法,该方法包括以下步骤:
S1、在电脑表面覆盖压力感应传感器,对电脑受到的压力和压力位置进行采集;
S2、构建历史样本数据集,构建抗撞击虚拟测试,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测,生成数字芯片质量检测模型;
S3、实时获取电脑受到的压力、压力位置、芯片温度数据、芯片湿度数据,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片距离虚焊状态的预测时间;
S4、构建挤压虚拟测试,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测,生成挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系,实时获取挤压次数,生成电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;
S5、根据步骤S3得出的电脑嵌入式系统内部芯片距离虚焊状态的预测时间与步骤S4得出的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间,计算生成电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间时,发出警告信息,提醒机主进行维修。
根据上述技术方案,所述抗撞击虚拟测试包括:
构建跌落测试分析模型;
所述跌落测试分析模型包括:
构建被测试电脑的模型,定义电脑材料的密度和弹性模量,确保数值不能为零;
定义阻尼选项;
设置跌落测试分析参数,所述跌落测试分析参数包括振动值和压力位置;所述振动值由压力值利用转化函数进行转化,所述振动值指在当前压力位置的压力值下对电脑嵌入式系统内部芯片产生的振动影响值;
获取压力位置类型,所述压力位置类型包括点着地压力位置、面着地压力位置;
所述点着地压力位置为电脑摔落地面时,任一点先着地,先着地的点记为着力点;所述面着地压力位置为电脑摔落地面时,多个点同时着地,多个点构成的面,称为着力面;
获取电脑摔落地面的着力点,记为Q;
获取电脑摔落地面时电脑短边与地面所成夹角,记为θ1;在面着地压力位置时,θ1为0°或90°;
获取电脑摔落地面时受到的力,记为F0;
设置任一芯片均与电脑同向配置;
计算电脑内芯片受到的正方向力分别为F0cosθ1、F0sinθ1;
所述正方向力指平行电脑边缘方向的力,以向右、向上为正方向,其中向右正方向力为F0sinθ1、向上正方向力为F0cosθ1;
获取影响距离s0;
所述影响距离s0在点着地压力位置时为电脑嵌入式系统内部芯片中心点与着力点的距离;在面着地压力位置时,为着力面的中心点与电脑嵌入式系统内部芯片中心点的距离;
根据公式,计算电脑嵌入式系统内部芯片受到的振动值分别为:
m1=F0cosθ1*k1*s0
m2=F0sinθ1*k1*s0
其中,k1为转化函数,为一个增函数;m1为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向上振动值;m2为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向右振动值;
获取监控结果,所述监控结果包括统计电脑在出现电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态时的所有测试输入的跌落测试分析参数;
根据监控结果,构建历史样本数据集:
以电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间为因变量,以芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值为自变量,构建回归方程:
其中,u0、u1、u2、u3、u4为回归方程的回归系数,为误差因子,用于表达因灰尘、氧化造成的影响;;c1、c2代表芯片温度、芯片湿度;c3代表使用过程中受到的向上振动值总和、c4代表使用过程中受到的向右振动值总和;t0代表电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间;t1代表使用过程中芯片温度超出设置温度的时长;t2代表使用过程中芯片湿度超出设置湿度的时长;
利用MATLAB软件仿真,代入芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值的归一化数据,计算回归方程的回归系数,代入至回归方程中生成数字芯片质量检测模型。
根据上述技术方案,构建挤压虚拟测试包括:
所述挤压来源于机主手指按压,获取芯片所在位置,以芯片为圆心,半径为r1构建挤压区域;
在挤压区域内模拟机主进行挤压,获取电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数;
根据获取的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数数据,构建挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系:
t3=k3*y0
其中,t3为单纯挤压情况下,在挤压次数y0的前提下,电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;k3代表影响函数,为一个减函数;y0代表挤压次数。
根据上述技术方案,构建预测时间模型,计算电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的预测时间:
t5=t3*w1+t0*w2
其中,t5为电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,w1、w2分别代表挤压与撞击对电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的影响权重;
构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间t5到达预警时间阈值时,发出警告信息,提醒机主进行维修。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
本发明利用所述压力感知模块在电脑表面覆盖压力感应传感器,对电脑受到的压力和压力位置进行采集;利用虚拟测试模块构建抗撞击虚拟测试,获取历史样本数据集,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测;利用智能化质量检测模块构建数字芯片质量检测模型,实时获取电脑受到的压力和压力位置,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间;利用时间预测模块构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间到达预警时间阈值时,发出指令至警示模块;利用警示模块连接至电脑内部系统,经由电脑屏幕显示警示信息,提醒机主进行维修;本发明能够通过人们日常使用电脑的情况,对电脑的摔落、挤压等情况进行分析,预测得出电脑嵌入式系统内部芯片产生虚焊的时间点,并设置相关阈值,同时能够与电脑内部系统进行通讯,在满足阈值的情况下,对机主发出警示信息,从而达到不突然出现电脑故障的情况,提高人们生活质量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明一种数字芯片结构的智能化质量检测系统及方法的流程示意图;
图2是本发明一种数字芯片结构的智能化质量检测系统及方法的实施例中电脑摔落示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2,在本实施例中:
构建抗撞击虚拟测试,所述抗撞击虚拟测试包括:
构建跌落测试分析模型;
所述跌落测试分析模型包括:
构建被测试电脑的模型,定义电脑材料的密度和弹性模量,确保数值不能为零,防止系统无法进行计算;
定义阻尼选项,以消除计算过程中的数值振荡;
设置跌落测试分析参数,所述跌落测试分析参数包括振动值和压力位置;所述振动值由压力值利用转化函数进行转化,所述振动值指在当前压力位置的压力值下对电脑嵌入式系统内部芯片产生的振动影响值;
获取压力位置类型,所述压力位置类型包括点着地压力位置、面着地压力位置;
所述点着地压力位置为电脑摔落地面时,任一点先着地,先着地的点记为着力点;所述面着地压力位置为电脑摔落地面时,多个点同时着地,多个点构成的面,称为着力面;
获取电脑摔落地面的着力点,记为Q;
获取电脑摔落地面时电脑短边与地面所成夹角,记为θ1;在面着地压力位置时,θ1为0°或90°;
获取电脑摔落地面时受到的力,记为F0,一般与高度和电脑质量有关;
设置任一芯片均与电脑同向配置;
即电脑以长方体为例,其中芯片也为长方体;
计算电脑内芯片受到的正方向力分别为F0cosθ1、F0sinθ1;
所述正方向力指平行电脑边缘方向的力,以向右、向上为正方向,其中向右正方向力为F0sinθ1、向上正方向力为F0cosθ1;
获取影响距离s0;
所述影响距离s0在点着地压力位置时为电脑嵌入式系统内部芯片中心点与着力点的距离;在面着地压力位置时,为着力面的中心点与电脑嵌入式系统内部芯片中心点的距离;
根据公式,计算电脑嵌入式系统内部芯片受到的振动值分别为:
m1=F0cosθ1*k1*s0
m2=F0sinθ1*k1*s0
其中,k1为转化函数,为一个增函数;m1为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向上振动值;m2为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向右振动值;
获取监控结果,所述监控结果包括统计电脑在出现电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态时的所有测试输入的跌落测试分析参数;
根据监控结果,构建历史样本数据集:
以电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间为因变量,以芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值为自变量,构建回归方程:
其中,u0、u1、u2、u3、u4为回归方程的回归系数,为误差因子,用于表达因灰尘、氧化造成的影响;;c1、c2代表芯片温度、芯片湿度;c3代表使用过程中受到的向上振动值总和、c4代表使用过程中受到的向右振动值总和;t0代表电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间;t1代表使用过程中芯片温度超出设置温度的时长;t2代表使用过程中芯片湿度超出设置湿度的时长;
利用MATLAB软件仿真,代入芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值的归一化数据,计算回归方程的回归系数,代入至回归方程中生成数字芯片质量检测模型。
在本实施例中,如图二所示,电脑以点着地方式摔落,获取使用过程中芯片温度超出设置温度的时长;使用过程中芯片湿度超出设置湿度的时长;
获取此次电脑嵌入式系统内部芯片受到的振动值分别为:
m1=F0cosθ1*k1*s0
m2=F0sinθ1*k1*s0
其中m1为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向上振动值;m2为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向右振动值;θ1为电脑摔落地面时电脑短边与地面所成夹角;F0为电脑摔落地面时受到的力;
获取历史使用过程中电脑嵌入式系统内部芯片受到的向上振动值、向右振动值,计算总和;
代入数字芯片质量检测模型,获得电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的预测时间;
构建挤压虚拟测试:
所述挤压一般来源于指纹按压或者键盘按压;
获取芯片所在位置,以芯片为圆心,半径为r1构建挤压区域;
在挤压区域内模拟机主进行挤压,获取电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数;
根据获取的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数数据,构建挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系:
t3=k3*y0
其中,t3为单纯挤压情况下,在挤压次数y0的前提下,电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;k3代表影响函数,为一个减函数;y0代表挤压次数。
构建预测时间模型,计算电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的预测时间:
t5=t3*w1+t0*w2
其中,t5为电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,w1、w2分别代表挤压与撞击对电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的影响权重;
构建预警时间阈值,发现电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间t5未超出预警时间阈值,因此不发出警示信息。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,其特征在于:该系统包括:压力感知模块、虚拟测试模块、智能化质量检测模块、时间预测模块、警示模块;
所述压力感知模块用于在电脑表面覆盖压力感应传感器,对电脑受到的压力和压力位置进行采集;所述虚拟测试模块用于构建抗撞击虚拟测试,获取历史样本数据集,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测;所述智能化质量检测模块用于构建数字芯片质量检测模型,实时获取电脑受到的压力和压力位置,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间;同时构建挤压虚拟测试,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测,生成挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系,实时获取挤压次数,生成电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;所述时间预测模块用于构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间到达预警时间阈值时,发出指令至警示模块;所述警示模块连接至电脑内部系统,经由电脑屏幕显示警示信息,提醒机主进行维修;
所述压力感知模块的输出端与所述虚拟测试模块的输入端相连接;所述虚拟测试模块的输出端与所述智能化质量检测模块的输入端相连接;所述智能化质量检测模块的输出端与所述时间预测模块的输入端相连接;所述时间预测模块的输出端与所述警示模块的输入端相连接;
所述抗撞击虚拟测试包括:
构建跌落测试分析模型;
所述跌落测试分析模型包括:
构建被测试电脑的模型,定义电脑材料的密度和弹性模量,确保数值不能为零;
定义阻尼选项;
设置跌落测试分析参数,所述跌落测试分析参数包括振动值和压力位置;所述振动值由压力值利用转化函数进行转化,所述振动值指在当前压力位置的压力值下对电脑嵌入式系统内部芯片产生的振动影响值;
获取压力位置类型,所述压力位置类型包括点着地压力位置、面着地压力位置;
所述点着地压力位置为电脑摔落地面时,任一点先着地,先着地的点记为着力点;所述面着地压力位置为电脑摔落地面时,多个点同时着地,多个点构成的面,称为着力面;
获取电脑摔落地面的着力点,记为Q;
获取电脑摔落地面时电脑短边与地面所成夹角,记为θ1;在面着地压力位置时,θ1为0°或90°;
获取电脑摔落地面时受到的力,记为F0;
设置任一芯片均与电脑同向配置;
计算电脑内芯片受到的正方向力分别为F0cosθ1、F0sinθ1;
所述正方向力指平行电脑边缘方向的力,以向右、向上为正方向,其中向右正方向力为F0sinθ1、向上正方向力为F0cosθ1;
获取影响距离s0;
所述影响距离s0在点着地压力位置时为电脑嵌入式系统内部芯片中心点与着力点的距离;在面着地压力位置时,为着力面的中心点与电脑嵌入式系统内部芯片中心点的距离;
根据公式,计算电脑嵌入式系统内部芯片受到的振动值分别为:
m1=F0cosθ1*k1*s0
m2=F0sinθ1*k1*s0
其中,k1为转化函数,为一个增函数;m1为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向上振动值;m2为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向右振动值;
获取监控结果,所述监控结果包括统计电脑在出现电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态时的所有测试输入的跌落测试分析参数;
根据监控结果,构建历史样本数据集:
以电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间为因变量,以芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值为自变量,构建回归方程:
t0=u0+u1*(c1*t1)+u2(c2*t2)+u3c3+u4c4+φ
其中,u0、u1、u2、u3、u4为回归方程的回归系数,φ为误差因子,用于表达因灰尘、氧化造成的影响;c1、c2代表芯片温度、芯片湿度;c3代表使用过程中受到的向上振动值总和、c4代表使用过程中受到的向右振动值总和;t0代表电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间;t1代表使用过程中芯片温度超出设置温度的时长;t2代表使用过程中芯片湿度超出设置湿度的时长;
利用MATLAB软件仿真,代入芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值的归一化数据,计算回归方程的回归系数,代入至回归方程中生成数字芯片质量检测模型。
2.根据权利要求1所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,其特征在于:所述压力感知模块包括传感器覆盖设置单元、数值采集单元;
所述传感器覆盖设置单元用于在电脑表面覆盖压力感应传感器;所述数值采集单元用于采集电脑受到的压力和压力位置;
所述传感器覆盖设置单元的输出端与所述数值采集单元的输入端相连接;所述数值采集单元的输出端与所述虚拟测试模块的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,其特征在于:所述虚拟测试模块包括虚拟测试单元、历史测试单元;
所述虚拟测试单元用于构建抗撞击虚拟测试,所述抗撞击虚拟测试包括构建跌落测试分析模型;
所述跌落测试分析模型包括:
构建被测试电脑的模型,定义电脑材料的密度和弹性模量,确保数值不能为零;
定义阻尼选项;
设置跌落测试分析参数,所述跌落测试分析参数包括振动值、芯片温度、芯片湿度;所述振动值由压力值利用转化函数进行转化,所述振动值指在当前压力位置的压力值下对电脑嵌入式系统内部芯片产生的振动影响值;
获取监控结果,所述监控结果包括统计电脑在出现电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态时的所有测试输入的跌落测试分析参数;
所述历史测试单元用于记录历史测试数据,并存储输出至智能化质量检测模块;
所述虚拟测试单元的输出端与所述历史测试单元的输入端相连接;所述历史测试单元的输出端与所述智能化质量检测模块的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,其特征在于:所述智能化质量检测模块包括模型构建单元、数值转换单元;
所述模型构建单元用于构建挤压虚拟测试;
所述挤压来源于机主手指按压,获取芯片所在位置,以芯片为圆心,半径为r1构建挤压区域;
在挤压区域内模拟机主进行挤压,获取电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数;
根据获取的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数数据,构建挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系;生成电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;
所述数值转换单元用于获取压力感知模块实时提供的电脑受到的压力和压力位置,并转换为测试数据,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态的预测时间;
所述模型构建单元的输出端与所述数值转换单元的输入端相连接;所述数值转换单元的输出端与所述时间预测模块的输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,其特征在于:所述时间预测模块包括阈值构建单元、指令单元;
所述阈值构建单元用于计算生成电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,构建预警时间阈值,并在电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间超出预警时间阈值时,生成警示指令;所述指令单元用于获取阈值构建单元生成的警示指令,并将其发送至警示模块;
所述阈值构建单元的输出端与所述指令单元的输入端相连接;所述指令单元的输出端与所述警示模块的输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测系统,其特征在于:所述警示模块包括通讯单元、提醒单元;
所述通讯单元用于连接至电脑内部系统,与电脑内部系统实现通讯功能,将警示信息发送至电脑;所述提醒单元用于控制电脑经由电脑屏幕显示警示信息,提醒机主进行维修;
所述通讯单元的输出端与所述提醒单元的输入端相连接。
7.一种数字芯片结构的智能化质量检测方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
S1、在电脑表面覆盖压力感应传感器,对电脑受到的压力和压力位置进行采集;
S2、构建历史样本数据集,构建抗撞击虚拟测试,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测,生成数字芯片质量检测模型;
S3、实时获取电脑受到的压力、压力位置、芯片温度数据、芯片湿度数据,代入数字芯片质量检测模型,生成电脑嵌入式系统内部芯片距离虚焊状态的预测时间;
S4、构建挤压虚拟测试,对电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态进行检测,生成挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系,实时获取挤压次数,生成电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;
S5、根据步骤S3得出的电脑嵌入式系统内部芯片距离虚焊状态的预测时间与步骤S4得出的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间,计算生成电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间时,发出警告信息,提醒机主进行维修;
所述抗撞击虚拟测试包括:
构建跌落测试分析模型;
所述跌落测试分析模型包括:
构建被测试电脑的模型,定义电脑材料的密度和弹性模量,确保数值不能为零;
定义阻尼选项;
设置跌落测试分析参数,所述跌落测试分析参数包括振动值和压力位置;所述振动值由压力值利用转化函数进行转化,所述振动值指在当前压力位置的压力值下对电脑嵌入式系统内部芯片产生的振动影响值;
获取压力位置类型,所述压力位置类型包括点着地压力位置、面着地压力位置;
所述点着地压力位置为电脑摔落地面时,任一点先着地,先着地的点记为着力点;所述面着地压力位置为电脑摔落地面时,多个点同时着地,多个点构成的面,称为着力面;
获取电脑摔落地面的着力点,记为Q;
获取电脑摔落地面时电脑短边与地面所成夹角,记为θ1;在面着地压力位置时,θ1为0°或90°;
获取电脑摔落地面时受到的力,记为F0;
设置任一芯片均与电脑同向配置;
计算电脑内芯片受到的正方向力分别为F0cosθ1、F0sinθ1;
所述正方向力指平行电脑边缘方向的力,以向右、向上为正方向,其中向右正方向力为F0sinθ1、向上正方向力为F0cosθ1;
获取影响距离s0;
所述影响距离s0在点着地压力位置时为电脑嵌入式系统内部芯片中心点与着力点的距离;在面着地压力位置时,为着力面的中心点与电脑嵌入式系统内部芯片中心点的距离;
根据公式,计算电脑嵌入式系统内部芯片受到的振动值分别为:
m1=F0cosθ1*k1*s0
m2=F0sinθ1*k1*s0
其中,k1为转化函数,为一个增函数;m1为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向上振动值;m2为电脑嵌入式系统内部芯片受到的向右振动值;
获取监控结果,所述监控结果包括统计电脑在出现电脑嵌入式系统内部芯片虚焊状态时的所有测试输入的跌落测试分析参数;
根据监控结果,构建历史样本数据集:
以电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间为因变量,以芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值为自变量,构建回归方程:
其中,u0、u1、u2、u3、u4为回归方程的回归系数,为误差因子,用于表达因灰尘、氧化造成的影响;c1、c2代表芯片温度、芯片湿度;c3代表使用过程中受到的向上振动值总和、c4代表使用过程中受到的向右振动值总和;t0代表电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的时间;t1代表使用过程中芯片温度超出设置温度的时长;t2代表使用过程中芯片湿度超出设置湿度的时长;
利用MATLAB软件仿真,代入芯片温度、芯片湿度、向上振动值、向右振动值的归一化数据,计算回归方程的回归系数,代入至回归方程中生成数字芯片质量检测模型。
8.根据权利要求7所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测方法,其特征在于:构建挤压虚拟测试包括:
所述挤压来源于机主手指按压,获取芯片所在位置,以芯片为圆心,半径为r1构建挤压区域;
在挤压区域内模拟机主进行挤压,获取电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数;
根据获取的电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态时的时长和挤压次数数据,构建挤压次数与电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间的函数关系:
t3=k3*y0
其中,t3为单纯挤压情况下,在挤压次数y0的前提下,电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的时间;k3代表影响函数,为一个减函数;y0代表挤压次数。
9.根据权利要求8所述的一种数字芯片结构的智能化质量检测方法,其特征在于:
构建预测时间模型,计算电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的预测时间:
t5=t3*w1+t0*w2
其中,t5为电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间,w1、w2分别代表挤压与撞击对电脑嵌入式系统内部芯片出现虚焊状态的影响权重;
构建预警时间阈值,在电脑嵌入式系统内部芯片距离出现虚焊状态的最终预测时间t5到达预警时间阈值时,发出警告信息,提醒机主进行维修。
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电子元器件产生虚焊的原因及对策;许可;;江苏航空(第02期);第47-48页 * |
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