CN205158348U - 一种usb设备热插拔检测系统 - Google Patents

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董攀
温家宝
刘剑峰
王西国
王丰
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Abstract

本实用新型公开了一种USB设备热插拔检测系统，包括：USB设备自动热插拔平台、USB集线器、主控计算机以及程控电源；其中，所述USB设备自动热插拔平台用于连接待检测USB设备，所述USB设备自动热插拔平台还通过USB集线器连接主控计算机；所述主控计算机连接程控电源，所述程控电源连接所述USB设备自动热插拔平台。

Description

一种USB设备热插拔检测系统
技术领域
本实用新型涉及通用串行总线(USB，UniversalSerialBus)技术领域，尤其涉及一种USB设备热插拔检测系统。
背景技术
进入二十一世纪以来，随着大量支持USB的个人电脑的普及，USB逐步成为个人电脑的标准接口已经是大势所趋。在主机端，最新推出的个人电脑几乎100％支持USB；而在外设端，使用USB接口的设备也与日俱增，例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。USB设备之所以会被大量应用，主要具有以下优点：
1、可以热插拔；
2、携带方便；
3、标准统一；
4、可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接多个设备。
由于外界环境以及用户使用的差异性、对USB设备的热插拔要求比较高，一个USB设备在提供给用户使用前需要经过反复热插拔实验，目前主要通过人工检测热插拔性能，存在以下缺点：
1)实验效率低下，人工热插拔需要人工记录USB设备插入成功次数及失败次数，影响插拔效率；
2)插拔差异性较大，实验数据可信度较差，个人插拔习惯不一致可能导致实验结果不一致，同样，人工进行长时间插拔，难免出现插拔失误；
3)难以实现精确计时，需要实现VCC、GND、D+、D-之间的先后顺序断电时，人工难以控制精确定时；
4)容易损坏待检测设备，人工插拔用力过度难以保证待检测设备无损率；
5)人工记录不完整，不同的实验员记录实验数据的差异性影响实验数据有效性。
实用新型内容
为解决现有存在的技术问题，本实用新型实施例期望提供一种USB设备热插拔检测系统。
为实现上述实用新型目的，本实用新型实施例采用以下方式来实现：
本实用新型实施例提供了一种通用串行接口USB设备热插拔检测系统，所述系统包括：USB设备自动热插拔平台、USB集线器、主控计算机以及程控电源；
其中，所述USB设备自动热插拔平台用于连接待检测USB设备，所述USB设备自动热插拔平台还通过USB集线器连接主控计算机；所述主控计算机连接程控电源，所述程控电源连接所述USB设备自动热插拔平台。
上述方案中，所述USB设备自动热插拔平台包括多个单通道控制模块，还包括微控制单元MCU和可编程电源模块；
其中，所述MCU连接各单通道控制模块，所述可编程电源模块连接各单通道控制模块，各所述单通道控制模块用于连接待检测USB设备；所述MCU还连接所述主控计算机；各所述单通道控制模块还用于连接所述程控单元。
上述方案中，所述单通道控制模块由继电器、继电器驱动电路、USB接口公口和USB接口母口组成。
上述方案中，所述MCU与主控计算机通过网线或USB线连接。
本实用新型实施例提供的一种USB设备热插拔检测系统，具备以下有益效果：
(1)本实用新型实施例能够提高实验效率，实现自动对待检测设备进行VCC、D+、D-、GND先后不同顺序上电以及断电，并能够自动检测USB设备插入之后是否成功被主控计算机识别并正常通讯，完成之后能够自动记录实验次数及实验时间，计算成功率、记录设备识别失败的时间，生成一份完整的热插拔检测报告省时省力高效率；
(2)本实用新型实施例能够对多个通道的设备进行顺序检测，严格按照顺序依次对每个USB设备进行上电及断电检测，对每个USB设备采取相同的设置，避免人工实验的差异性；
(3)本实用新型实施例可根据需要设置VCC、D+、D-、GND先后不同的上电时间，设置不同的延时时间，延时精度达到ms级别，避免人工插拔难以实现精确的延迟；
(4)本实用新型实施例利用继电器控制设备的上电以及断电，避免设备的应力操作，保护设备完整性；
(5)本实用新型实施例能够自动生成实验记录保证实验记录的完整性，避免人工记录差异性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的USB设备热插拔检测系统的组成结构示意图；
图2为本实用新型实施例的USB设备自动热插拔平台的组成结构示意图；
图3为本实用新型实施例的单通道控制模块的内部结构示意图；
图4为本实用新型实施例的USB设备热插拔检测系统的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进一步详细阐述。
本实用新型实施例提供一种USB设备热插拔检测系统，可同时对多个USB设备进行热插拔检测，评估USB设备的热插拔性能，并自动实时记录保存实验日志，生成完整有序的实验记录。
如图1所示，为本实用新型传输系统的组成原理图。硬件系统主要包括：USB设备自动热插拔平台、程控电源、主控计算机以及USB集线器；USB设备自动热插拔平台用于连接待检测USB设备；待检测USB设备可通过USB设备自动热插拔平台和USB集线器连接主控计算机，主控计算机控制程控电源向待检测USB设备提供所需的工作电压并实时读取待检测USB设备的工作电流，其次，主控计算机通过向微控制单元(MCU，MicroControllerUnit)发送命令控制待检测USB设备与主控计算机的通讯连接方式，MCU可通过USBCCID协议和TCP/IP协议实现与主控计算机之间的连接。
本实用新型实施例的关键在于USB自动热插拔平台设计，该平台的基本功能框图如图2所示。该平台主要用于控制待检测USB设备与USB集线器之间的通讯连接。该平台主要包括单通道控制模块(包括继电器、USB接口、继电器驱动电路)、可编程电源模块、MCU控制芯片；其中，继电器用于连接USB接口的通讯，其具有高灵敏度、工作寿命长的特点；可编程电源模块用于提供USB设备的VCC电源。MCU可以选择单片机或者现场可编程门阵列(FPGA，Field-ProgrammableGateArray)实现。继电器驱动电路用于接收MCU的控制驱动继电器关闭和打开。USB接口主要分为USB接口公口和USB接口母口，用于连接待检测USB设备和USB集线器。
单通道控制模块内部结构框图如图3所示，单通道控制模块主要由继电器、USB接口公口、USB接口母口、继电器驱动器构成；USB接口公口及母口的连接通断由继电器控制，其中，USB接口的VCC、GND、D+、D-分别由四个不同的继电器控制链接USB接口的公口及母口；当继电器断开时，相应控制的线为断开状态；继电器驱动器接收到的控制命令来自于MCU。USB公口用来连接USB设备，USB母口用来连接USB集线器；单通道内部的VCCS继电器用来选择USB设备的VCC来源。
下面具体介绍本实用新型实施例系统的工作过程，如图4所示。
(1)热插拔平台复位：首先给热插拔平台通电，使其上电复位进入工作状态，连接主控计算机，将所有的USB设备与USB集线器之间断开，所有待检测USB设备默认选择USB集线器供电；
(2)待检测USB设备电源选择：主控计算机向MCU发送命令控制继电器选择待检测设备VCC电源：程控电源供电、USB集线器供电、USB热插拔平台上的可编程电源模块供电；
(3)设置待检测设备试验项：在上位机界面上选择相应通道的设置，例如工作电源VCC选择、上电及断电模式选择、选择试验通道、每个通道的试验总次数、每个通道上电及断电延迟时间设置；
(4)启动检测：完成每个通道相应的设置项，启动检测，从1通道开始逐步检测；
(5)首先判断检测通道是否覆盖完毕，若覆盖完毕转至步骤(10)，若未结束转至下一检测通道并转至步骤(6)；
(6)判断该通道是否为待检测通道，若不为检测通道直接跳至下一通道检测并转至步骤(5)；若为检测项，转至步骤(7)；
(7)判断该通道检测次数是否达到检测总次数，若达到检测总次数保存该通道实验记录并转至步骤(5)检测下一通道，否则转至步骤(8)；
(8)根据待检测设备设置项，发送控制命令启动上电，转至步骤(9)；
(9)主控计算机检测是否有新设备插入并发送通讯命令，若没有则认为失败，失败次数加1，若成功则成功次数加1，并计算成功率，记录成功或失败时间，实验次数加1并断电转至步骤(7)；
(10)停止实验，保存实验记录。
本实用新型实施例提供的一种USB设备热插拔检测系统，具备以下有益效果：
(1)本实用新型实施例能够提高实验效率，实现自动对待检测设备进行VCC、D+、D-、GND先后不同顺序上电以及断电，并能够自动检测USB设备插入之后是否成功被主控计算机识别并正常通讯，完成之后能够自动记录实验次数及实验时间，计算成功率、记录设备识别失败的时间，生成一份完整的热插拔检测报告省时省力高效率；
(2)本实用新型实施例能够对多个通道的设备进行顺序检测，严格按照顺序依次对每个USB设备进行上电及断电检测，对每个USB设备采取相同的设置，避免人工实验的差异性；
(3)本实用新型实施例可根据需要设置VCC、D+、D-、GND先后不同的上电时间，设置不同的延时时间，延时精度达到ms级别，避免人工插拔难以实现精确的延迟；
(4)本实用新型实施例利用继电器控制设备的上电以及断电，避免设备的应力操作，保护设备完整性；
(5)本实用新型实施例能够自动生成实验记录保证实验记录的完整性，避免人工记录差异性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种通用串行接口USB设备热插拔检测系统，其特征在于，所述系统包括：USB设备自动热插拔平台、USB集线器、主控计算机以及程控电源；
其中，所述USB设备自动热插拔平台用于连接待检测USB设备，所述USB设备自动热插拔平台还通过USB集线器连接主控计算机；所述主控计算机连接程控电源，所述程控电源连接所述USB设备自动热插拔平台。
2.根据权利要求1所述USB设备热插拔检测系统，其特征在于，所述USB设备自动热插拔平台包括多个单通道控制模块，还包括微控制单元MCU和可编程电源模块；
其中，所述MCU连接各单通道控制模块，所述可编程电源模块连接各单通道控制模块，各所述单通道控制模块用于连接待检测USB设备；所述MCU还连接所述主控计算机；各所述单通道控制模块还用于连接所述程控单元。
3.根据权利要求2所述USB设备热插拔检测系统，其特征在于，所述单通道控制模块由继电器、继电器驱动电路、USB接口公口和USB接口母口组成。
4.根据权利要求3所述USB设备热插拔检测系统，其特征在于，所述USB接口公口及母口的连接通断由继电器控制，其中，USB接口的VCC、GND、D+、D-分别由四个不同的继电器控制链接USB接口的公口及母口；当继电器断开时，相应控制的线为断开状态；继电器驱动器接收到的控制命令来自于MCU；USB接口公口用来连接USB设备，USB接口母口用来连接USB集线器；单通道内部的VCCS继电器用来选择USB设备的VCC来源。
5.根据权利要求2所述USB设备热插拔检测系统，其特征在于，所述MCU与主控计算机通过网线或USB线连接。
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