CN1458532A - 信号质量和时序的自动测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号质量和时序的自动测试方法，该方法首先设置元器件时序数据库、信号质量数据库和测试用例数据库，再设置对测试设备进行控制和管理的控制模块，由控制模块调用测试用例数据库中相应的用例，控制测试设备对被测试设备进行测试操作，使得被测试设备能够产生测试时序指标需要的各种信号；最后由控制模块调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试元器件或电子设备的信号，并根据测试到的信号，得到测试结果；本发明还提供了一种信号质量和时序的自动测试装置；采用本发明测试元器件或电子设备对操作人员要求低，测试效率高，且测试结果稳定、全面、规范。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件或电子设备的自动测试方法和装置，具体地说涉及电子元器件或电子设备的信号质量和时序的自动测试方法和装置。
背景技术
目前，在电子产品的开发过程中，为了元器件或电子设备的工作稳定，必须要测试元器件或电子设备信号的时序，看是否符合元器件生产商或电子设备的标准要求。目前的时序测试方法主要使用示波器或者逻辑分析仪，通过手工方法进行，将测试到的信号波形数据与元器件手册中或设备设计标准给出的指标进行人工比较。而信号质量测试，目前只能够通过信号测试仪器读出波形的各个参数，要看是否符合标准或者存在异常，需要人工去比较、判断。很显然，手工方式测试电子元器件或电子设备的信号质量和时序的主要缺点在于低效率、规范性差，测试没有继承性，对测试人员要求比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进行高效测试电子元器件和电子设备信号质量和时序的自动测试方法及装置。
为达到上述目的，本发明提供的信号质量和时序的自动测试方法，包括；
(1)设置元器件时序数据库，将被测试元器件或电子设备的时序指标以及测试这些时序指标时的测试设备的设置数据存储到该数据库内；
设置测试用例数据库，将对被测试元器件或电子设备进行测试操作的用例存储到该数据库内；
(2)设置对测试设备测试被测试元器件或电子设备时进行控制和管理的控制模块；
(3)控制模块根据具体的被测试元器件或电子设备调用测试用例数据库中相应的用例，控制测试设备对被测试元器件或电子设备进行测试操作，使得被测试设备能够产生测试时序指标需要的各种信号；
(4)控制模块调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试被测试元器件或电子设备，并根据测试到的信号，得到测试结果，然后将测试结果和元器件时序数据库中的标准结果进行比较，得到被测试元器件或电子设备的时序和信号质量测试报告。
所述步骤(1)还包括：设置信号质量数据库，将测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标存储到该数据库内，用于评价被测试元器件或电子设备的信号质量。
所述步骤(1)还包括：对测试设备进行通道设置、触发设置和显示方式设置。
本发明提供的信号质量和时序的自动测试装置，包括对被测试设备进行测试的测试设备，还包括：
元器件时序数据库模块，用于存储被测试元器件或电子设备的时序指标以及测试这些时序指标时的测试设备的设置数据；
信号质量数据库模块，用于存储测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标，以评价被测试元器件或电子设备的信号质量；
测试用例数据库模块，用于存储驱动被测试元器件或电子设备进行测试操作的操作用例数据；
控制模块，用于测试设备对被测试元器件或电子设备进行自动测试时的控制和管理；根据具体的被测试元器件或电子设备调用测试用例数据库中相应的用例数据，控制测试设备对被测试元器件或电子设备进行测试操作，使得被测试元器件或电子设备能够产生测试时序指标需要的各种信号，调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试被测试元器件或电子设备，并根据测试到的信号，得到测试结果，然后将测试结果和元器件时序数据库模块和信号质量数据库模块中的标准结果进行比较，得到被测试元器件或电子设备的时序和信号质量测试报告.
所述装置还可以包括辅助测试设备，用于为被测试元器件或电子设备提供外部辅助信号或数据。
由于本发明采用设置元器件时序数据库、测试用例数据库、信号质量数据库的方法，将被测试元器件或电子设备的时序指标、测试用例数据以及测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标等存储在相应的数据库内，在控制模块的控制下利用上述数据驱动测试设备进行测试和信号质量评价操作，这样可以通过计算机或测试装置自动将测试结果和生产商的元器件或电子设备的的标准时序要求进行比较，快速得到被测试元器件或电子设备的时序波形或者数据以及信号质量、违规信号指标和异常信号指标等等全面的测试结果，并形成测试报告，因此，采用本发明对操作人员要求低，测试效率高，且测试结果稳定、全面、规范。
附图说明
图1是本发明所述方法的实施例流程图；
图2是本发明所述装置的实施例框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1所示的信号质量和时序的自动测试方法，第1步，设置元器件时序数据库、信号质量数据库和测试用例数据库，将待测试元器件或电子设备的时序指标以及测试这些时序指标时的测试设备的设置数据存储到元件时序数据库内；所述的元器件不仅仅包括单独的通常意义上的元器件，也包含已经做好的模块，比如计算机使用的一些板卡等。将测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标存储信号质量该数据库内，用于评价被测试元器件或电子设备的信号质量，例如存储5V TTL电平的高电平、低电平的标准，信号上升时间指标和下降沿指标的测试要求等；将对被测试设备进行测试操作的用例存储到测试用例数据库内，通过这些用例，通过测试设备，使被测试元器件或电子设备能够产生测试时序需要的信号波形。此外，本步骤还要对测试设备进行通道设置、触发设置和显示方式设置，以便能够准确测试元器件或电子设备的时序指标。
第2步，设置对测试设备进行控制和管理的控制模块；该模块是自动测试的核心控制和管理模块，它能够调用测试用例数据库，来控制测试设备对被测试元器件或电子设备进行各种操作，并调用元器件时序数据库，来控制时序测试设备测试元器件或电子设备的时序数据，然后将测试结果和元器件时序数据库中的标准结果进行比较以及调用信号质量数据库对被测试元器件或电子设备的信号质量进行评价；另外，该模块还用来输入、浏览和编辑元器件时序数据库、信号质量数据库和测试用例数据库。
基于上述步骤，无论是被测试的是具体的元器件，还是具体的电子装置或者电子设备，都作为被测试设备在步骤3在控制模块的控制下完成测试操作.具体说在该步骤控制模块根据具体的被测试元器件或电子设备调用测试用例数据库中相应的用例，控制被测试元器件或电子设备，使得它能够产生测试时序指标需要的各种信号。然后控制模块在步骤4，调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试元器件或电子设备的信号，并根据测试到的信号，得到测试结果，然后将测试结果和元器件时序数据库中的标准结果进行比较以及根据信号质量数据库的信号质量标准，得到被测试元器件或电子设备的时序和信号质量测试报告。
图2是本发明所述装置的实施例框图。按照图2所示的信号质量和时序的自动测试装置，包括对被测试设备进行测试的测试设备5、用于为被测试设备提供外部辅助信号或数据的辅助测试设备6，还包括：元器件时序数据库模块1、信号质量数据库模块2、测试用例数据库模块3以及控制模块4，其中：
元器件时序数据库模块1，用于存储被测试元器件或电子设备的时序指标以及测试这些时序指标时的测试设备的设置数据；该模块由控制模块进行管理，包括数据库内容的添加输入、浏览和编辑等。
信号质量数据库模块2，用于存储测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标，以评价被测试元器件或电子设备的信号量；如存放5V TTL电平的高电平、低电平的标准，信号上升时间指标和下降沿指标的测试要求数据等。该模块数据库由控制模块进行管理，包括数据库内容的添加输入、浏览和编辑等。
测试用例数据库模块3，用于存储驱动被测试设备进行测试操作的操作用例数据；通过该模块中的这些用例，能够让被测试元器件或电子设备能够产生测试时序需要的信号波形。该模块由控制模块进行管理，包括数据库内容的添加输入、浏览和编辑等。
控制模块4，用于测试设备对被测试设备进行自动测试时的控制和管理；根据具体的被测试元器件或电子设备调用测试用例数据库中相应的用例，控制被测试元器件或电子设备产生测试时序指标需要的各种信号，调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试被测试元器件或电子设备的信号，并根据测试到的信号，得到测试结果，然后将测试结果和元器件时序数据库模块和信号质量数据库模块中的标准结果进行比较，得到被测试元器件或电子设备的时序和信号质量测试报告.
上述辅助测试设备6是一个可选的设备，在被测试设备需要外部输入信号或者数据时，就需要由该设备提供。实际中，该设备可以是一些信号发生器或者能够发生信号的其他仪器，比如局域网接口测试仪器SmartBits等。
上述测试设备5，即信号测试设备，是能够测试信号质量和时序的设备，主要为逻辑分析仪和示波器。
图2中所述的被测试设备接口是控制模块控制被测试设备的接口，可以使用通用接口，比如LAN(局域网)接口、RS-232串行接口、USB(通用串行总线)接口、并行接口等等，甚至可以是远程控制的模拟电话线接口、ISDN(综合业务数据网)接口或者E1接口等。
图2中所述的测试设备接口是控制模块控制测试设备的接口，可以使用GPIB(通用接口总线)接口、LAN(局域网)接口、RS-232串行接口、并行接口等等。
图2中所述的测试探头是测试设备用来捕获被测试设备的信号的探头，对于示波器，主要用的是差分探头、单端有源电压探头、单端无源电压探头等，而逻辑分析仪上主要用的是数据采集探头，通常有17通道、34通道、68通道、102通道的等，上述数据采集探头分为差分电压探头和单端电压探头，可以采集电路板上面信号数据。示波器既可以测试时序，又同时可以测试信号质量，普通的逻辑分析仪只可以测试时序，当它配备特定的模块后才可以同时测试信号质量和时序。
图2中所述辅助测试设备接口是控制模块控制辅助测试设备的接口，可以使用GPIB(通用接口总线)接口、LAN(局域网)接口、RS-232串行接口、并行接口等等。
测试连线是辅助测试设备提供给被测试设备信号的途径，可以使用LAN(局域网)连线、RS-232串行连线、并行接口连线、同轴电缆等等。
在图1所述的方法中，涉及到为步骤1所设置的元器件时序数据库、信号质量数据库和测试用例数据库进行数据的输入；在图2所述的装置中，也涉及到元器件时序数据库模块1、信号质量数据库模块2、测试用例数据库模块3所存储的数据的问题。上述数据主要涉及三种数据，即时序数据、信号质量数据和测试用例数据。具体说：
1)时序数据。该类数据是生产商提供的元器件的时序数据，通常使用时序图来描述，由于计算机无法直接识别这些时序图，需要将这些图转换成计算机能够识别的数据，即需要对时序图进行一个变换。转换后的信号状态有六种：高电平(HL)、低电平(LL)、上升沿(RE)、下降沿(FE)、高阻(HZ)和未知(RL)。所述时序指标就是一个信号的某个边沿到另外一个信号的某个边沿的相对关系(也就是时间间隔)，利用上面的六种状态，就可以将一个时序指标描述出来，并且计算机能够识别，并且保存下来。
除了描述指标外，为了能够测试到实际元器件信号的时序，还需要描述到测试设备在测试信号时的设置，比如通道设置、触发设置和显示设置等，这样就能够准确测试到实际的时序指标。
下面以使用示波器测试为例进行说明：
图3是示例被测元器件RX825的其中一个时序图，以及它的指标情况，图3的具体描述情况参考下表描述的时序指标的定义和指标数据。
| Symbol(符号) | Desription(描述) | Min最小值 | Max最大值 | Unit单位 |
| tpdlh | Propagation Delay Low-to-high，OneSecOut from the rising edgeof 8kHZln(信号OneSecOut的信号8kHzln上升沿到上升沿间的传输延迟时间) | 2 | 6 | ns |
在图3中，定义了指标tpdlh，它是信号8kHzln和信号OneSecOut间的一个指标，指标的定义说明参考上表中的描述栏，表示为从低到高的传输时延，是信号OneSecOut的上升沿到8kHzln上升沿间的时间间隔，在生产商的指标中，最小为2ns，最大为6ns，没有典型值。
那么在数据库中有关该指标的关键字段就可以为：
(1)#信号部分的定义(文中“#”表示后面是注释，：表示后面取值)
Chip_Type：RX825 #元器件的类型为RX825；
Timing_Symbol：tpdlh #指标的名称为tpdlh；
Channel_1：8kHzln #仪器通道1接的是信号8kHzln；
Channel_2：OneSecOut #仪器通道2接的是信号OneSecOut
(2)#指标的含义
Symbol_Description：自信号8kHzln的上升沿到信号OneSecOut的上升沿从低到高的传输时间延迟；
Value_min：2 #指标的最小值为2；
Value_max：6 #指标的最大值为6；
Value_unit：ns #指标的单位为纳秒(ns)；
(3)#触发部分定义
Trigger_Channel：Channel_2 #设置触发通道为通道2，即信号OneSecOut；
Trigger_Type：Rising_Edge #信号触发类型为上升沿；
Timing_Define：-HL.RE #该指标是OneSecOut的信号触发点(上升沿)到信号8kHzln的上一个上升沿的间隔，中间还有一个高电平；
#显示部分定义
Length_Display：20 #示波器显示波形的时间长度为20；
Display_Unit：ns #显示长度的单位为ns。
2)、信号质量数据。在控制模块的信号质量输入中，需要输入两种数据：A、有信号类型、信号电平定义、工作电压等；B、信号违规标准，比如信号过冲的幅度等，用来判断被测试信号是否超出允许范围。
除了上述两种数据外，数据库中还有两种特别功能的设置：A、保存了信号指标测试设置，由于不同的信号质量的指标，在测试时对测试仪器有不同的要求，比如上升沿时间和高度电平，因此需要根据不同的指标进行不同的设定；B、异常信号检查，由于有一些信号会存在半高电平、信号的边沿非单调、信号存在毛刺等等，使用这些检查，能够将这些信号中的异常情况检查出来。
下面举例说明输入LVTTL(低电压TTL，即低电压晶体管-晶体管逻辑)电平时输入部分关键数据如下：
#信号说明
Signal_Type：LVTTL #信号类型为LVTTL；
Voltage：3.3 #工作电压为3.3伏；
L_Input_Max：0.8 #信号低电平输入最大值为0.8；
H_Input_Min：2.0 #信号高电平输入最小值为2.0；
L_Output_Max：0.4 #信号低电平输出最大值为0.4
H_Output_Min：2.4 #信号高电平输出最小值为2.4
#违规数据
P_Overshoot：1 #信号高电平过冲门限值：超过了工作电压1V；
N_Overshoot：-1 #信号低电平过冲门限值：低于地电压1V。
3)、测试用例数据。为了能够使被测试设备产生各种操作，需要各种测试用例。在测试用例中，设置对设备的控制参数以及设备状态的检测和判断等参数。控制模块通过调用不同的测试用例，使被测试设备产生不同的操作，从而使设备中的元器件就产生各种信号，供测试时序所用。
例如，要测试某网络设备的接口芯片LXT974A的总线的读写时序，可以让该设备的以太网端口处于接收正常帧的工作状态，则可以设置参考下述使用了辅助测试设备-局域网测试仪Smarbits的、通过TCL(ToolCommand Language的缩写，工具命令语言)编写出的测试用例，简述如下：
用例说明：控制模块通告使用网线控制辅助测试设备Smartbits以及被测试网络设备，开始先设定辅助测试设备的参数，指定发生数据设置，及设定被测试设备的接收端口以及工作准备状态，然后控制辅助测试设备发生正常长度数据帧给被测试网络设备，由后者接收，此时芯片LXT974A就能够处于正常的接收状态，总线上就产生了可以测试读写时序的信号，供测试设备测试，最后断开辅助测试设备和被测试网络设备的逻辑链接，测试结束。link Smartbits #与辅助测试设备smartbits通讯#下面两个设置更改辅助测试设备-Smartbits的参数set MinLength 60 #发送数据帧的最小长度为60；set MaxLength 1514 #发送数据帧的最大长度为1514；Dtp∷BoardSerialLink $f $Dtp∷Coml $Dtp∷Baudrate #连接电路板；set IfNum[Network∷BoardGetIfNum$f] #获得电路板网口的端口号；set result[Dtp∷SMBReserveSlot $f $Dtp∷Hub $Dtp∷Slot] #占用指定槽位的SmartBits测试卡；#设置SmartBits测试端口的发送数据set result[Dtp∷SMBSetVFDCode $f $Dtp∷Hub $Dtp∷Slot\
$Dtp∷Port \
0x4d 0x54 0x41 0xfe 0x00 0x00 \
0x08 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 \
0x12 0x34]
00-00-fe-41-54-4d
00-00-00-00-00-08
0x1234#控制SmartBits发送数据for{seti $MinLength}{$i＜＝$MaxLength}{incr i 1}{set result[Dtp∷SMBSendData $f $Dtp∷Hub $Dtp∷Slot $Dtp∷PortDtp∷BoardSerialUnLink $f #断开与电路板的连接；set result[Dtp∷SMBUnLink $f] #断开与SmartBits的连接；
Claims (5)
1、一种信号质量和时序的自动测试方法，包括：
(1)设置元器件时序数据库，将被测试元器件或电子设备的时序指标以及测试这些时序指标时的测试设备的设置数据存储到该数据库内；
设置测试用例数据库，将对被测试元器件或电子设备进行测试操作的用例存储到该数据库内；
(2)设置对测试设备测试被测试元器件或电子设备时进行控制和管理的控制模块；
(3)控制模块根据具体的被测试元器件或电子设备调用测试用例数据库中相应的用例，控制测试设备对被测试元器件或电子设备进行测试操作，使得被测试设备能够产生测试时序指标需要的各种信号；
(4)控制模块调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试被测试元器件或电子设备，并根据测试到的信号，得到测试结果，然后将测试结果和元器件时序数据库中的标准结果进行比较，得到被测试元器件或电子设备的时序和信号质量测试报告。
2、根据权利要求1所述的信号质量和时序的自动测试方法，其特征在于所述步骤(1)还包括：设置信号质量数据库，将测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标存储到该数据库内，用于评价被测试元器件或电子设备的信号质量。
3、根据权利要求2所述的信号质量和时序的自动测试方法，其特征在于所述步骤(1)还包括：对测试设备进行通道设置、触发设置和显示方式设置。
4、一种信号质量和时序的自动测试装置，包括对被测试元器件或电子设备进行测试的测试设备，其特征在于还包括：
元器件时序数据库模块，用于存储被测试元器件或电子设备的时序指标以及测试这些时序指标时的测试设备的设置数据；
信号质量数据库模块，用于存储测试需要的电平标准、判断信号违规的标准以及信号质量指标，以评价被测试元器件或电子设备的信号质量；
测试用例数据库模块，用于存储驱动被测试元器件或电子设备进行测试操作的操作用例数据；
控制模块，用于测试设备对被测试元器件或电子设备进行自动测试时的控制和管理；根据具体的被测试元器件或电子设备调用测试用例数据库中相应的用例数据，控制测试设备对被测试元器件或电子设备进行测试操作，使得被测试元器件或电子设备能够产生测试时序指标需要的各种信号，调用元器件时序数据库中相关的元器件时序测试数据，来控制时序测试设备测试被测试元器件或电子设备，并根据测试到的信号，得到测试结果，然后将测试结果和元器件时序数据库模块和信号质量数据库模块中的标准结果进行比较，得到被测试元器件或电子设备的时序和信号质量测试报告。
4、根据权利要求5所述的信号质量和时序的自动测试装置，其特征在于：所述装置还包括辅助测试设备，用于为被测试元器件或电子设备提供外部辅助信号或数据。
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Publications (1)
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| CN1458532A true CN1458532A (zh) | 2003-11-26 |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |