CN201607507U - 智能化背板测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能化背板测试系统，包括标准数据存储单元、控制台、控制单元和接口适配器；控制台与标准数据存储单元连接，控制单元分别与控制台和接口适配器连接；标准数据存储单元存储背板的标准网络关系数据；控制台发送测试指令并对测试的网络关系数据与背板的标准网络关系数据进行对比分析处理；控制单元接收测试指令，控制背板上各个端子的电平信号测试过程，并将电平信号测试结果解析处理为网络关系数据；接口适配器与被测背板连接，测试背板上各个端子的电平信号，并发送至控制单元进行处理。本实用新型提高了背板测试的测试效率以及测试结果的准确率，降低了测试成本。

Description

智能化背板测试系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备测试领域，特别涉及一种智能化背板测试系统。

背景技术

电子技术中，将用于连接多个电路板以实现系统功能的基体电路板称为背板，它是提供集成、转换功能的印制电路板，是印制电路板制造业中颇具专业化性质的产品。与一般的核心功能电路板不同，背板通常不需要具备强大的运算、处理功能，但要求它能够承载设不同的功能模块，因此背板上的电路网络和连接器件密集，且其电磁兼容性能有特殊的要求。

由于背板上的电路密集而繁杂，为保证最终产品的质量、降低最终产品的故障率，背板测试是非常必要的先行检测手段。背板测试的任务是测试背板上各个端子的网络关系，确定其间的短路、断路阻抗情况是否处于“正常”状态，以查找电路缺陷、判断产品质量。现有技术中的背板测试方法通常有外观检测、飞针检测、在线检测(In Circuit Test，简称ICT)、功能测试和选通测试。

外观测试就是通过人工目测，从外观上判断电路的开断以及连接器是否安装正确。该方法测试效率低、故障检出率低、对测试员工要求较高、工作强度大，对于电路比较复杂的背板更是力不从心，不适合大批量生产的检测。

飞针测试就是利用探针对印制电路路板进行高压绝缘和低阻值导通测试，需要借助专用的飞针测试机。但飞针测试机的制作费用高、工艺复杂，针对不同的背板需要单独编程，调试工序比较复杂，并且若直接在背板安装插座上进行测试容易损伤器件，使用不方便。

利用ICT测试方法对背板进行测试可以覆盖到所有的开路、短路缺陷，覆盖率较高。但是每一种背板都需要制作一套专用夹具，成本高，不具备通用性。

功能测试就是针对不同背板开发专用的功能测试板来进行测试。该方法的开发周期长，需要另制专用电路板，成本也相当高，测试效率也比较低，不适宜于背板分类较多的批量测试。

选通测试是通过选通继电器或模拟开关来完成背板端子间的短断路或电阻测试，但这也需要事先研发测试系统，并针对不同的背板进行编程，开发复杂度较高，测试效率一般。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种智能化背板测试系统，以提高背板测试的测试效率以及测试结果的准确率，降低测试成本。

本实用新型的目的是这样实现的：智能化背板测试系统，包括标准数据存储单元、控制台、控制单元和接口适配器；所述控制台与所述标准数据存储单元连接；所述控制单元分别与所述控制台和所述接口适配器连接；

所述标准数据存储单元存储背板的标准网络关系数据；

所述控制台发送测试指令并提取背板的标准网络关系数据，对测试的网络关系数据与背板的标准网络关系数据进行对比分析处理；

所述控制单元接收测试指令，根据测试指令控制背板上各个端子的电平信号测试过程，并将各个端子的电平信号测试结果解析处理为网络关系数据，发送至控制台进行处理；

所述接口适配器与被测背板连接，测试背板上各个端子的电平信号，并发送至控制单元进行处理。

进一步，所述接口适配器包括电平测试模块和端子连接器；所述电平测试模块与控制单元连接，并通过端子连接器与背板上的端子连接，用于测试端子的电平信号，并将电平信号测试结果发送至控制单元。

所述控制单元包括指令控制模块和数据解析模块；所述数据解析模块与接口适配器连接，对来自各个接口适配器的电平信号测试结果进行解析处理；所述指令控制模块与所述控制台连接，接收控制台发送的测试指令，根据测试指令控制接口适配器进行测试，并将数据解析模块解析处理得到的网络关系数据发送给控制台。

作为进一步优化，智能化背板测试系统还包括分析结果数据存储单元，所述分析结果数据存储单元与控制台连接，用于存储控制台进行对比分析处理的分析结果数据。

相比现有技术，本实用新型具有下述优点：

(1)本实用新型智能化背板测试系统成本低、测试速度快，适用于不同类型的背板测试，适用于工厂的大批量测试要求。

(2)可采用“学习”的方式向标准数据库中录入不同型号的背板标准信息，适用于实验室等多型号、快速的背板测试要求。

附图说明

图1为本实用新型智能化背板测试系统的结构框图；

图2为本实用新型一实施例中接口适配器的结构框图；

图3为本实用新型一实施例中控制单元的结构框图；

图4为本实用新型一实施例中待测ME1050型背板的端子布局结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进一步说明如下：

图1是本实用新型智能化背板测试系统的结构框图，该智能化背板测试系统包括标准数据存储单元、分析结果数据存储单元、控制台、控制单元和接口适配器；控制台分别与标准数据存储单元和分析结果数据存储单元连接，控制单元分别与控制台和接口适配器连接。其中，标准数据存储单元用于存储背板的标准网络关系数据；控制台用于发送测试指令并提取背板的标准网络关系数据，对测试的网络关系数据与背板的标准网络关系数据进行对比分析处理；控制单元用于收测试指令，根据测试指令控制背板上各个端子的电平信号测试过程，并将各个端子的电平信号测试结果解析处理为网络关系数据，发送至控制台进行处理；接口适配器与背板连接，用于测试背板上各个端子的电平信号，并发送至控制单元进行处理；分析结果数据用于存储控制台进行对比分析处理的分析结果数据。所有测试指令都由作为人机交互界面的控制台发出，送给控制单元，再由控制单元控制接口适配器进行测试；接口板适配器获取所有端子的信号电平状态并传送给控制单元，控制单元将信息解析处理后发回控制台，由控制台对测试的网络关系数据与背板的标准网络关系数据进行对比分析处理，得出分析结果。

以一个实施例来说明，利用本实用新型的智能化背板测试系统对申请人公司产品ME1050型背板进行测试。ME1050型背板是本公司的一块高密度背板，其端子布局结构框图如图4所示，背板上如图布置有12个业务槽位(以方框表示)，槽位中的端子数量较多(以具体数字表示)，最多的一个槽位有360个端子，总计端子数量为1980个。要采用人工测试这样的背板是一个比较繁琐的工作，对操作人员的技术要求较高，即使采用普查的方式也至少需要耗时2个多小时，并且测试准确率难以保证。为了提高背板测试工作的效率和准确率，采用本实用新型的智能化背板测试系统对其进行测试。

在本实施例中，控制台采用计算机实现，计算机的硬件部分实现计算机的具体功能，包括必要的计算机系统电路及存储设备，在存储设备中建立标准数据库和分析结果数据库，分别作为智能化背板测试系统的标准数据存储单元和分析结果数据存储单元；标准数据库中预先存储了多种型号背板的标准数据，即多种型号背板中各个端子的标准网络连接关系数据。计算机的软件部分提供人机交互界面，它包括设置模块、测试模块和分析模块；其中，设置模块实现对待测背板类型、槽位编号以及各槽位对应的端子数、测试标准等参数进行设置，例如本实施例中设置待测背板类型是ME1050型背板，以先列后行的顺序对槽位编号及设置对应的端子数，即第1槽位对应30个端子、第2槽位对应90个端子、第3槽位对应120个端子、……、第12槽位对应150个端子，测试标准设置为全部测试；测试模块发送含有设置参数的测试指令，并且监控整个系统的测试进程；分析模块接收测试的网络关系数据，并根据设置的背板类型从标准数据库中提取相应的背板的标准网络关系数据，对网络关系数据与背板的标准网络关系数据进行对比分析处理，然后将分析结果数据发送至人机交互界面显示输出，并将分析结果数据转存入分析结果数据库中。

接口适配器是一个数字化接口单元，集成有电平测试模块和端子连接器，接口适配器的结构框图参见图2。本实施例中，电平测试模块采用的可编程逻辑器件PLD实现，如XC3S1000型可编程逻辑芯片；端子连接器即为多针连接器件，其针位与背板槽位中的端子位置相匹配。PLD的部分I/O口作为数据通信端口通过以太网连接到控制单元，以实现高速的数据传输；部分I/O口作为测试端口，通过端子连接器连接到背板的端子上，每个作为测试端口的I/O口都是双向I/O接口，可以三态输出，对端子进行电平测试。采用XC3S1000型可编程逻辑芯片，其具备391个自定义I/O口，可以分配380个I/O口作为测试端口，即最多可分别对应连接380个端子，以满足ME1050型背板的测试要求。背板的每个槽位对应连接一个接口适配器进行测试，采用12个接口适配器测试ME1050背板中的所有端子。各个接口适配器的电平测试模块可为其所在槽位的各个端子分别编制一个端子地址，即端子1、端子2、端子3、……、端子n(n为接口适配器对应槽位的端子数)，用来识别不同的端子所对应的电平信号。

控制单元是背板端子测试过程的控制器，集成有指令控制模块和数据解析模块，控制单元的结构框图参见图3。本实施例的数据解析模块也采用可编程逻辑器件PLD实现，通过以太网等高速总线分别连接上述12个接口适配器，可为每个接口适配器编制一个通道地址，以便根据通道地址和各接口适配器编制的端子地址进行解析处理，得到各个端子在背板上的具体位置信息。例如，数据解析模块按照槽位标号的顺序，将分别连接第1至第12槽位的接口适配器依次编制为通道1、通道2、通道3、……、通道12；通道1的接口适配器对第1槽位的30个端子分别编制了端子地址，通道2的接口适配器对第2槽位的90个端子分别编制了端子地址，通道3的接口适配器对第3槽位的120个端子分别编制了端子地址，……，通道12的接口适配器对第12槽位的150个端子分别编制了端子地址；这样一来，数据解析模块即可解析获得各个端子在背板上的具体位置，从而利用各个接口适配器的电平信号测试结果整合得到整个背板的网络关系数据。指令控制模块是一个CPU处理器，通过串行数据总线或以太网与控制台连接，接收控制台发送的测试指令，根据测试指令控制接口适配器进行测试；测试完成后，由数据解析模块通过解析处理得到测试的网络关系数据，指令控制模块再将网络关系数据发送给控制台进行对比分析处理。

在测试过程中，操作人员首先操作控制台的人机界面进行设置，按照设置的槽位编号顺序依次连接接口适配器，完成设置后发送测试指令开始测试；控制单元的指令控制模块收到测试指令后，通过数据解析模块控制所有12个接口适配器上电初始化，进入测试准备状态，同时数据解析模块启动解析过程，根据通道地址和端子地址生成各个端子在背板上的具体位置信息；然后，控制单元的指令控制模块根据通道地址和端子地址逐一指定接口适配器测试各个端子的电平信号，控制单元的数据解析模块通过解析电平信号测试结果确定各个端子在背板中的网络连接状态，再经整合得到整个ME1050背板的网络关系数据；控制单元的指令控制模块将网络关系数据发送给控制台，控制台即调用标准数据存储单元中ME1050型背板的标准网络关系数据，对测试的网络关系数据与标准网络关系数据进行对比分析处理，分析两者之间网络关系是否存在差异，若存在差异则得出的分析结果数据，指明那些网络的那些端子不正常，显示在人机交互界面上，并将分析结果数据存储于分析数据存储单元中以作备录。操作人员只需浏览得出的分析结果数据，看测试所得ME1050背板的网络关系数据与ME1050的背板的标准网络关系数据是否有差异、差异在哪些端子上，即可辨别所测试的ME1050背板是否存在短/断路缺陷以及那些端子存在短/断路缺陷。

由于整个测试过程都由系统自动控制，端子的测试切换频率高、测试速度快，对ME1050型背板上1980个端子的实际测试时间仅花费2分多钟，加上系统搭建、连接、启动、设置的耗时，整个测试过程用时不到10分钟，相比于原来测试耗时2个多小时而言，效率得到大幅度提高，适用于大批量测试要求；操作人员只需浏览系统测试、处理得出的分析结果数据，即可得到准确的测试结论，不仅降低了对操作人员的要求，还避免了测试过程中的人为失误，提高了测试准确率；并且本实施例的系统中没有使用继电器等电接触器件，测试可靠性高；整个智能化背板测试系统的结构简单，实现成本低。

标准数据库中存储的不同类型背板的标准网络关系数据，可通过人工手动录入的方式，针对不同的背板类型，逐一录入各个端子的在背板上的网络信息，得到多个类型背板的标准网络关系数据；虽然人工手动录入效率较低，但一劳永逸，前期录入的标准网络关系数据在以后的测试过程中可反复使用，为智能化背板测试系统的测试应用提供了数据基础。基于本实用新型智能化背板测试系统的特点，背板的标准网络关系数据还可采用“学习”的方式获得：即，利用一块手动测试等方式确认的某一型号的标准背板，通过本实用新型的智能化背板测试系统测试获得该标准背板的网络关系数据，以此测试的网络关系数据作为该型号背板的标准网络关系数据存储到标准数据库中备用。由“学习”方式向标准数据库中录入背板标准网络关系数据的效率就得以大幅度提高，减轻了操作人员的工作量，也使得采用本实用新型实现多型号的背板测试不再成为难题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.智能化背板测试系统，其特征在于，包括标准数据存储单元、控制台、控制单元和接口适配器；所述控制台与所述标准数据存储单元连接；所述控制单元分别与所述控制台和所述接口适配器连接；

所述标准数据存储单元存储背板的标准网络关系数据；

所述控制台发送测试指令并提取背板的标准网络关系数据，对测试的网络关系数据与背板的标准网络关系数据进行对比分析处理；

所述控制单元接收测试指令，根据测试指令控制背板上各个端子的电平信号测试过程，并将各个端子的电平信号测试结果解析处理为网络关系数据，发送至控制台进行处理；

所述接口适配器与被测背板连接，测试背板上各个端子的电平信号，并发送至控制单元进行处理。

2.根据权利要求1所述的智能化背板测试系统，其特征在于，所述接口适配器包括电平测试模块和端子连接器；所述电平测试模块与控制单元连接，并通过端子连接器与背板上的端子连接，用于测试端子的电平信号，并将电平信号测试结果发送至控制单元。

3.根据权利要求1所述的智能化背板测试系统，其特征在于，所述控制单元包括指令控制模块和数据解析模块；

所述数据解析模块与接口适配器连接，对来自各个接口适配器的电平信号测试结果进行解析处理；

所述指令控制模块与所述控制台连接，接收控制台发送的测试指令，根据测试指令控制接口适配器进行测试，并将数据解析模块解析处理得到的网络关系数据发送给控制台。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的智能化背板测试系统，其特征在于，还包括分析结果数据存储单元，所述分析结果数据存储单元与控制台连接，用于存储控制台进行对比分析处理的分析结果数据。

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