CN209168089U

CN209168089U - Usb设备的切换装置

Info

Publication number: CN209168089U
Application number: CN201822166138.5U
Authority: CN
Inventors: 张在野
Original assignee: Neusoft Corp
Current assignee: Neusoft Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2028-12-21

Abstract

本公开涉及一种USB设备的切换装置。所述切换装置包括：多个USB输入接口，用于与多个USB设备连接；一个或多个USB输出接口，用于与待测试产品连接；通信单元，与终端通信连接，用于接收所述终端发送的控制信号；切换单元，分别与所述多个USB输入接口、所述一个或多个USB输出接口、所述通信单元连接，用于在接收到所述通信单元传输的控制信号时，将与所述控制信号对应的USB输出接口与USB输入接口进行连接。这样，在测试过程中，能够根据自动化测试进度，自动地控制预先配置的USB设备与待测试产品的对接，并且减少了所需的USB设备的数量，提高了检测效率，还能够降低USB设备反复热插拔。

Description

USB设备的切换装置

技术领域

本公开涉及产品测试领域，具体地，涉及一种USB设备的切换装置。

背景技术

目前，随着电子技术水平的提高，技术人员开发出的电子类产品越来越多。其中，很多产品(例如，导航设备、音响设备等)都带有USB接口。在对这类产品进行性能测试时，需要插入相应的USB设备进行测试。在对这样的产品进行较全面的测试时，往往需要预先准备多个相应的USB设备(例如，U盘、读卡器、移动硬盘、外置刻录机等)。其中，预先准备的USB设备中可以存储有各种不同的数据，包括不同种类、结构的数据，视测试需求，USB设备中也可以不存储任何数据。

在对带有USB接口的产品进行测试的过程中，通常需要人工来切换各类USB设备，以满足不同的测试需求。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种简单、高效的USB设备的切换装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种USB设备的切换装置。所述切换装置包括：

多个USB输入接口，用于与多个USB设备连接；

一个或多个USB输出接口，用于与待测试产品连接；

通信单元，与终端通信连接，用于接收所述终端发送的控制信号；

切换单元，分别与所述多个USB输入接口、所述一个或多个USB输出接口、所述通信单元连接，用于在接收到所述通信单元传输的控制信号时，将与所述控制信号对应的USB输出接口与USB输入接口进行连接。

可选地，所述通信单元包括以下中的任意一者或多者：USB接口、串口接口、有线网络单元、无线网络单元。

可选地，所述切换单元包括主控芯片、与所述主控芯片连接的多个锁存器以及与每个锁存器连接的多个缓冲器。

其中，所述主控芯片的多个I/O端一一对应地连接所述多个锁存器中的每个锁存器的第一I/O端，每个锁存器的多个第二I/O端一一对应地连接所述多个缓冲器中的每个缓冲器的使能端，每个缓冲器的输入端接一个USB输入接口，输出端接一个USB输出接口。

可选地，所述切换单元包括主控芯片、与所述主控芯片连接的多个译码器、与每个译码器连接的多个锁存器以及与每个锁存器连接的多个缓冲器，所述主控芯片还分别与每个锁存器连接。

其中，所述主控芯片的多个第一I/O端一一对应地连接所述多个译码器中的每个译码器的第一I/O端，每个译码器的多个第二I/O端一一对应地连接所述多个锁存器中的每个锁存器的使能端，所述主控芯片的第二I/O端连接每个锁存器的第一I/O端，每个锁存器的多个第二I/O端一一对应地连接所述多个缓冲器中的每个缓冲器的使能端，每个缓冲器的输入端接一个USB输入接口，输出端接一个USB输出接口。

可选地，所述切换装置还包括：

状态输出单元，与所述多个USB输入接口中的一个或多个USB输入接口连接，和/或，与所述一个或多个USB输出接口连接，用于指示所连接的接口的连接状态。

可选地，所述状态输出单元包括LED灯和/或数码管。

可选地，所述切换装置还包括一个或多个按键，与所述切换单元连接，用于对所述一个或多个USB输出接口与所述多个USB输入接口之间的连接进行手动切换。

可选地，所述切换装置还包括电源插头，用于与外接电源连接。

可选地，所述切换装置还包括内置电源。

可选地，所述切换装置还包括电源开关按键。

通过上述技术方案，1)在测试过程中，能够根据自动化测试进度，自动地控制预先配置的USB设备与待测试产品的对接，或控制USB设备与终端对接，修改USB设备中的数据，以满足不同的测试需求；2)减少了所需的USB设备的数量，提高了检测效率；3)能够降低USB设备反复热插拔，瞬间电流过大的次数过多而导致的对设备造成损坏的风险；4)能够及时了解USB设备中的数据，降低反复确认数据耗费的时间。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的USB设备的切换装置的结构框图；

图2是一示例性实施例提供的切换单元的结构示意图；

图3是图2的切换单元中控制一个USB输入接口和一个USB输入接口连接的示意图；

图4是另一示例性实施例提供的切换单元的结构示意图；

图5是图4的切换单元中控制一个USB输入接口和一个USB输入接口连接的示意图；

图6是一示例性实施例提供的通信单元与主控芯片之间引脚连接的示意图；

图7是一示例性实施例提供的切换单元中各芯片之间引脚连接的示意图；

图8是一示例性实施例提供的USB设备的切换装置的外壳示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是一示例性实施例提供的USB设备的切换装置的结构框图。如图1所示，所述切换装置10可以包括多个USB输入接口11、一个或多个USB输出接口12、通信单元13和切换单元14。

其中，多个USB输入接口11用于与多个USB设备连接；一个或多个USB输出接口12用于与待测试产品连接；通信单元13与终端通信连接，用于接收终端发送的控制信号；切换单元14分别与多个USB输入接口11、一个或多个USB输出接口12、通信单元13连接，用于在接收到通信单元13传输的控制信号时，将与控制信号对应的USB输出接口与USB输入接口进行连接。

用于发送控制指令的终端可以包括台式电脑、笔记本电脑、PAD、手机等。终端可以通过有线或无线的多种方式与切换装置10进行通信。例如，终端可以通过USB接口与切换装置10连接，或者通过串口与切换装置10连接，或者通过网线连接，也可以通过无线网络连接。相对应的，通信单元13可以包括以下中的任意一者或多者：USB接口、串口接口、有线网络单元、无线网络单元。USB接口可以为USB2.0或3.0接口。

该切换装置10中，可以根据控制指令对各个USB接口之间进行对接控制，可以不将USB接口(包括USB输入接口和USB输出接口)直接或间接连接到切换单元14。也就是，切换单元14可以不进行数据的转送，而仅控制接口的对接。

通过上述技术方案，通过终端与切换装置10进行通信，发送切换指令，来控制对切换装置10中的一个或多个USB输出接口12与多个USB输入接口11之间的连接进行切换。这样，在对与USB输出接口12连接的待测试产品进行测试时，能够通过终端来控制该待测试产品与预先连接在切换装置10的USB输入接口11上的多个USB设备的连接与断开。

因此，1)在测试过程中，能够根据自动地进行测试，即自动地控制预先配置的USB设备与待测试产品的对接。另外，还可以控制USB设备与终端对接，通过终端来修改USB设备中的数据，以满足不同的测试需求。

2)由于切换单元14可以用于将终端和USB设备连接，因此，终端可以修改USB设备中的数据，这样就减少了所需的USB设备的数量，提高了检测效率。

3)由于USB设备可以是预先连接在切换装置10上，可以应用于多个待测试设备，因此，能够减少USB设备热插拔的次数，降低了瞬间电流过大的次数过多而导致的对USB设备或待测试产品造成损坏的风险。

4)从终端一侧能够及时了解USB设备中的数据，降低反复确认数据耗费的时间，提高了检测效率。

图2是一示例性实施例提供的切换单元的结构示意图。如图2所示，切换单元可以包括主控芯片、与主控芯片连接的多个锁存器以及与每个锁存器连接的缓冲器。

主控芯片可以采用AT89C52芯片，实现全部控制逻辑，11.0592MHz晶振，提供时钟。锁存器可以采用74LS373芯片，可以对引脚进行扩展，控制更多的电子器件。例如，四总线缓冲器74LS126，用于实现线路切换。为降低线路间的电磁干扰，各个USB输入接口的每个引脚可单独和和USB输出接口的对应引脚相连。

具体地，主控芯片的多个I/O端可以一一对应地连接多个锁存器中的每个锁存器的第一I/O端，每个锁存器的多个第二I/O端一一对应地连接多个缓冲器中的每个缓冲器的使能端。每个缓冲器的输入端接一个USB输入接口，输出端接一个USB输出接口。图3是图2的切换单元中控制一个USB输入接口和一个USB输入接口连接的示意图。

在该实施例中，主控芯片将信号发送至锁存器进行锁存，锁存器向缓冲器的使能端发送使能信号，以使连接在缓冲器上的一个USB输入接口和一个USB输出接口连接。

在另一实施例中，还可以配合译码器(例如，采用74LS138芯片)进行功能使能选择。图4是另一示例性实施例提供的切换单元的结构示意图。如图4所示，切换单元可以包括主控芯片、与主控芯片连接的多个译码器、与每个译码器连接的多个锁存器以及与每个锁存器连接的多个缓冲器，主控芯片还分别与每个锁存器连接。

具体地，主控芯片的多个第一I/O端一一对应地连接多个译码器中的每个译码器的第一I/O端，每个译码器的多个第二I/O端一一对应地连接多个锁存器中的每个锁存器的使能端，主控芯片的第二I/O端连接每个锁存器的第一I/O端，每个锁存器的多个第二I/O端一一对应地连接多个缓冲器中的每个缓冲器的使能端，每个缓冲器的输入端接一个USB输入接口，输出端接一个USB输出接口。图5是图4的切换单元中控制一个USB输入接口和一个USB输入接口连接的示意图。

与图3的实施例相比较，图5实施例中增加了译码器，主控芯片将控制信号发送给每个锁存器，同时向译码器发送一串电平信号，译码器根据接收到的这串电平信号确定向她所连接的哪个锁存器发送使能信号。例如，主控芯片向译码器发送三位的电平信号，则该译码器可以连接八个锁存器。锁存器只有接收到输入信号和使能信号时，才向缓冲器发送针对缓冲器的使能信号。

该实施例中，应用译码器能够进一步扩展主控芯片的接口，使得切换装置10能够设置更多的USB输入接口和USB输出接口，从而加快了检测效率。

图6是一示例性实施例提供的通信单元13与主控芯片连接的示意图。如图6所示，主控芯片采用AT89C52芯片，通信单元13包括MAX232和RS232。RS232的第二引脚(RXD引脚)接MAX232的第十三引脚(R1IN引脚)，RS232的第三引脚(TXD引脚)接MAX232的第十四引脚(T1OUT引脚)，RS232的第四引脚(DTR引脚)接MAX232的第二引脚(V+引脚)。MAX232的第十一引脚(T1IN引脚)接AT89C52芯片的第十引脚(P3.0引脚)。MAX232的第十二引脚(R1OUT引脚)接AT89C52芯片的第十一引脚(P3.1引脚)。这样，终端上设置有对应的RSD232接口，就能够将控制信号通过图6中的RSD232接口传输至主控芯片AT89C52。

该实施例中，通过RS232串口与终端连接，简单方便，可靠性高。

图7是一示例性实施例提供的切换单元中各芯片连接的示意图。如图7所示，主控芯片采用AT89C52，译码器采用74LS138，锁存器采用74LS373，缓冲器采用74LS126。其中，主控芯片的第一、二、三引脚(P1.0、P1.1、P1.2引脚)分别连接译码器的第一、二、三引脚(A0、A1、A2引脚)，主控芯片的第二十一引脚(P2.0引脚)连接锁存器的第三引脚(D0引脚)，译码器的第十五引脚(Y0引脚)连接锁存器的第一引脚(OE引脚)，锁存器的第二引脚(Q0引脚)连接缓冲器的第一引脚(1C引脚)。缓冲器的第二引脚(1A引脚)接一个USB输入接口，第三引脚(1Y引脚)接一个USB输出接口。

该实施例中，主控芯片向译码器发送了三位的信号。可以理解的是，图7中仅示出了控制一个USB输入接口和一个USB输出接口之间连接的示意图。多个USB输入接口和多个USB输出接口之间有多种连接关系，可以参考图4构建出主控芯片、多个译码器、多个锁存器以及多个缓冲器之间的连接关系。

图8是一示例性实施例提供的USB设备的切换装置10的外壳示意图。如图8所示，切换装置10的右侧设置有八个USB输入接口11、左侧设置有四个USB输出接口(未示出)。如果待测试产品有一个USB接口，可与任意一个USB输出接口连接。切换装置10中的第1-8个USB输入接口11可以分别与预定的8个USB设备连接。

在又一实施例中，切换装置10还包括状态输出单元。

状态输出单元可以与多个USB输入接口11中的一个或多个USB输入接口11连接，和/或，与一个或多个USB输出接口12连接，用于指示所连接的接口的连接状态。状态输出单元可以包括LED灯和/或数码管。在图8的实施例中，每个USB输入接口11对应设置有LED灯111，每个USB输出接口12都设置有LED灯112，每个USB输出接口12都对应设置有数码管113。

通过LED灯的不同颜色可以指示不同的状态，例如，LED灯111为绿色表示USB供电，红色表示电源直接供电，白色为USB未接续。LED灯112为白色未接续，红色或绿色表示正常接续，黄色表示短路。

数码管113可以表示接续右侧接口(USB输入接口11)的编号。例如，与一USB输出接口12对应的数码管113显示数字“1”，则表示该USB输出接口12对应连接第一个USB输入接口11。

通过LED灯和数码管的状态指示，便于工作人员直观地了解切换装置10实时的工作状态，利于即使采取必要的措施。

为了方便模拟使用过程中线路故障引起的短路现象，切换单元14还可以根据控制指令控制USB输出端接口12供电引脚短路。

在又一实施例中，切换装置10还可以包括一个或多个按键，与切换单元14连接，用于对一个或多个USB输出接口12与多个USB输入接口11之间的连接进行手动切换。例如，在图8的实施例中，面板上设置有“输入选择”和“输出选择”。当按下“输入选择”时，接入待检测设备的接口可以在多个USB输入接口11之间轮流切换，当按下“输出选择”时，接入待检测设备的接口可以在多个USB输出接口12之间轮流切换。当切换到想要的接口时，可以按下“选定”按键，将选定的接口之间进行连接。

上述按键可以是连接到主控芯片上，通过主控芯片进行切换，也可以是直接连接各个USB接口，直接控制接口之间的连接线路的开合来切换。该按键可以通过抖动容错处理程序来控制，或者可以连接硬件电路。

在该实施例中，可以通过手动的方式切换USB接口，起到辅助切换的作用。当终端与切换装置10之间通信中断时，也可以采用手动的方式进行切换。

切换装置10中的切换单元14和通信单元13需要有电源供电。在又一实施例中，切换装置10还可以包括电源插头，用于与外接电源连接。还可以包括与插头连接的变压器，用于将外接电源的交流电转换为直流电来供电，例如，将220V交流电转换为12V直流电。

在又一实施例中，切换装置10还可以包括内置电源。内置电源可以包括锂电池等。应用外接电源时，电力来源较稳定，应用内置电源时，使切换装置10的应用范围更加广泛。

在应用内置电源时，切换装置10还可以包括电源开关按键，如图8中所示，通过按压该电源开关按键导通或断开内置电源。在应用外接电源时，也可以设置电源开关按键，通过按压该电源开关按键导通或断开外接电源。

在同时设置有内置电源和电源插头时，还可以设置有电源转换按键，如图8所示，电源转换按键用于手动切换电源的来源在内置和外置电源之间切换。这样，电源来源比较全面，灵活性高。

切换装置10上还可以设置有线路保护装置(例如，保险丝)和电路复位按键(如图8所示)。

此外，切换装置10还可以配置有登录访问限制、以及登录、端口状态等日志记录功能。并且，为了满足远程管理的需求，切换装置10可以配置有将网络数据存储到USB设备的功能，同时可根据接口数量的不同配置对应数量的数据缓存单元。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims

1.一种USB设备的切换装置，其特征在于，所述切换装置包括：

多个USB输入接口，用于与多个USB设备连接；

一个或多个USB输出接口，用于与待测试产品连接；

2.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述通信单元包括以下中的任意一者或多者：USB接口、串口接口、有线网络单元、无线网络单元。

3.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换单元包括主控芯片、与所述主控芯片连接的多个锁存器以及与每个锁存器连接的多个缓冲器，

4.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换单元包括主控芯片、与所述主控芯片连接的多个译码器、与每个译码器连接的多个锁存器以及与每个锁存器连接的多个缓冲器，所述主控芯片还分别与每个锁存器连接，

5.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括：

6.根据权利要求5所述的切换装置，其特征在于，所述状态输出单元包括LED灯和/或数码管。

7.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括一个或多个按键，与所述切换单元连接，用于对所述一个或多个USB输出接口与所述多个USB输入接口之间的连接进行手动切换。

8.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括电源插头，用于与外接电源连接。

9.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括内置电源。

10.根据权利要求9所述的切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括电源开关按键。