CN211403415U - 一种Type-C接口功能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种成本低、效率高、满足多种测试要求的Type‑C接口功能测试装置。它包括USB速度测试板(1)，USB速度测试板通过USB线与测试主机(IPC)连接，它还包括Type‑C功能测试板(2)，Type‑C功能测试板包括与待测Type‑C接口(USBC)相连接的第二继电器及外围电路、与第二继电器及外围电路(CC Switch)相连接的第三继电器及外围电路(CC cross Switch)、与第三继电器及外围电路相连接的USB Type‑C控制器(TCPC)、第一高速双向无源开关(MUX1)和第二高速双向无源开关(MUX2)。本实用新型用于新型接口测试领域。

Description

一种Type-C接口功能测试装置

技术领域

本实用新型涉及接口测试领域，尤其涉及一种电路板用的Type-C接口功能测试装置。

背景技术

随着高速信息时代的不断发展，数据的高速传输以及简便的需求越来越明显，因此衍生出Type-C接口的传输技术。总的说来USB Type-C具有以下特点：

1、最大数据传输速度达到10Gbit/秒，也是USB 3.1的标准；

2、Type-C接口插座端的尺寸约为8.3mm×2.5mm的纤薄设计；

3、支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔；

4、配备Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A电流，同时还支持超出现有USB供电能力的“USB PD”，可以提供最大100W的电力；

5、Type-C端口能够传输数据、进行充电，也可以作为视频输出端口链接外部显示设备；

6、不像老款USB端口，功率只能单向传输，USB Type-C型端口的功率传输是双向的；

7、Type-C可以兼容当前的标准USB的功能。

Type-C技术的应用领域的宽泛以及多功能实现，在于规定的协议中每一项功能的规范都有具体的定义，其主要是通过C口中的CC引脚传递的报文通报去决定C口的功能的。CC引脚接入TCPC，TCPC通过TCPC interface(TCPCI)与TCPM连接，然后通过TCPM管理外围相关的IO口，以便交替模式、PD电源管理等功能。目前市面上的TCPC相关的IC种类比较多，相应的Type-C产品也比较多。如有Type-C端口做下行用Type-C转USB以及满足ALT MODE的DP接口，也有Type-C端口做上行端口将DP和USB型号转接入Type-C端口的产品。当然这些产品的Type-C几乎都是满足正反插拔的，这也是TYPE-C的重要特性之一。在数据传输速率上也都可以满足理论的10G需求，速度是非常快的。还有专门用于Type-C充电设计的产品，功率最大的可以满足100W(20V 5A)的需求。

然而，市面上销售的Type-C产品并不能很好地满足非标测试的要求，例如市面上的产品在Type-C接口上下行同时满足的产品较少，大多数是单一于上行或者下行的。另外，由于市面上的产品都是标准的设计产品，所以没法定义出特定需求的控制引脚来控制Type-C的工作状态，例如在不重复插拔Type-C接口的情况下满足Type-C接口的正反插识别测试，市面上的产品几乎未有能够满足这一要求的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种成本低、效率高、满足多种测试要求的Type-C接口功能测试装置。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括USB速度测试板，所述USB速度测试板通过USB线与测试主机连接，它还包括Type-C功能测试板，所述Type-C功能测试板包括与待测Type-C接口相连接的第二继电器及外围电路、与所述第二继电器及外围电路相连接的第三继电器及外围电路、与所述第三继电器及外围电路相连接的USB Type-C控制器、第一高速双向无源开关和第二高速双向无源开关，所述第一高速双向无源开关和所述第二高速双向无源开关相连接，所述第一高速双向无源开关与所述待测Type-C接口相连接，所述第二高速双向无源开关还分别与所述USB Type-C控制器及所述USB速度测试板相连接，所述第二继电器及外围电路、所述第三继电器及外围电路以及所述USB Type-C控制器均设置有GPIO口与外围的IO控制装置相连接，所述第二高速双向无源开关上配置有输入接口和输出接口，所述第三继电器及外围电路用于所述待测Type-C接口正反插接的测试。

上述方案可见，通过USB速度测试板的设置，能够对待测Type-C接口下行时的传输速度是否达到最大速度；而Type-C功能测试板上设置有与待测Type-C接口相连接的第二继电器及外围电路、与第二继电器及外围电路相连接的第三继电器及外围电路、与第三继电器及外围电路相连接的USB Type-C控制器、第一高速双向无源开关和第二高速双向无源开关，第一高速双向无源开关和第二高速双向无源开关相连接，第一高速双向无源开关与待测Type-C接口相连接，第二高速双向无源开关还分别与USB Type-C控制器及USB速度测试板相连接，第二继电器及外围电路、第三继电器及外围电路以及USB Type-C控制器均设置有GPIO口与外围的IO控制装置相连接，通过外围的IO控制装置通过GPIO口对USB Type-C控制器进行上行和下行的模式切换，实现能够同时对待测Type-C接口的上行和下行传输性能进行测试的要求，且结构简单，成本低，降低了操作人员的劳动强度，且待测Type-C接口的上行和下行测试的切换快速，大大提升了测试效率；此外，通过第二继电器及外围电路和第三继电器及外围电路的设置，其中的第三继电器及外围电路能够实现待测Type-C接口的正反插接，实现一次插入后无需进行重新插拔即实现对待测Type-C接口的正反插测试要求，无需重新插拔也降低了操作人员的劳动强度，同时也提升了测试效率；另外，整个装置还设置有对待测Type-C接口的多种功能进行测试的模块，实现了Type-C接口的多功能测试。

它还包括DP转Type-C信号测试板,所述DP转Type-C信号测试板与所述Type-C功能测试板通过Type-C连接线连接，所述DP转Type-C信号测试板用于将DP信号转换成Type-C口的硬件接口输出。

上述方案可见，通过DP转Type-C信号测试板的设置，能够实现装置对DP信号转换为Type-C信号再经Type-C接口输出，同时能够实现将Type-C信号转换为DP信号输入到DP信号装置中，满足DP信号转Type-C信号的传输要求，扩展了装置的应用范围。

所述USB Type-C控制器配置有状态输出口，所述状态输出口连接有LED显示灯。由此可见，通过LED显示灯的设置，能够直观地获得各种测试结果，使得测试效率更高。

所述USB速度测试板为USB3.0高速测试板。由此可见，通过将USB速度测试板设置为USB3.0高速测试板，从而使得测试能够满足USB传输速率的要求。

所述USB Type-C控制器的型号为UTC2000。由此可见，以型号为UTC2000作为USBType-C控制器，保证了整个装置进行测试的顺利进行，且保证了其可扩展多个IO口，满足扩展功能，实现多功能的测试。

此外，在所述Type-C功能测试板上还设置有DP Type-C接口与所述DP转Type-C信号测试板相连接，所述DP Type-C接口均与所述待测Type-C接口、所述第一高速双向无源开关及所述第二继电器及外围电路相连接。由此可见，通过DP Type-C接口的设置，能够满足DP转Type-C信号测试板的测试要求，同时DP Type-C接口均与所述待测Type-C接口、所述第一高速双向无源开关及所述第二继电器及外围电路相连接，使得各种测试的相对独立性，保证了各种测试功能的顺利进行。

所述第一高速双向无源开关包括第一高速开关和第二高速开关，所述第一高速开关和所述第二高速开关均分别与所述待测Type-C接口及所述第二高速双向无源开关相连接。由此可见，采用第一高速开关和第二高速开关组成第一高速双向无源开关，保证了第一高速双向无源开关的处理能力，保证了整个装置功能的顺利实现，并提供足够的IO口扩展，为后续的扩展功能提供保证。

该装置还包括电源，所述电源为所述待测Type-C接口供电，并通过设置的切换开关为所述USB Type-C控制器和所述DP Type-C接口供电。由此可见，通过切换开关的设置，能够根据需求对测试信号的来源通道进行切换，利于低功耗的实现。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是所述Type-C功能测试板的原理框图；

图3是所述USB Type-C控制器的电路原理图；

图4是所述第一高速开关U1的电路原理图；

图5是所述第二高速开关U2的电路原理图；

图6是所述第二高速双向无源开关MUX2的电路原理图；

图7是所述第三继电器及外围电路CC cross Switch的电路原理图；

图8是所述第二继电器及外围电路CC Switch的电路原理图；

图9是所述待测Type-C接口USBC的电路原理图；

图10是所述USB3.0接口的电路原理图；

图11是所述切换开关K1接口的电路原理图；

图12是所述LED指示灯的电路原理图；

图13是GPIO口的电路原理图；

图14是DP转Type-C信号测试板ALT MODE的接口的电路原理图。

具体实施方式

如图1至图14所示，本实用新型包括USB速度测试板1，所述USB速度测试板1通过USB线与测试主机IPC连接。在这里，所述USB速度测试板1为USB3.0高速测试板，以满足现代USB传输性能的要求。本实用新型还包括Type-C功能测试板2，所述Type-C功能测试板2包括与待测Type-C接口USBC相连接的第二继电器及外围电路CC Switch、与所述第二继电器及外围电路CC Switch相连接的第三继电器及外围电路CC cross Switch、与所述第三继电器及外围电路CC cross Switch相连接的USB Type-C控制器TCPC、第一高速双向无源开关MUX1和第二高速双向无源开关MUX2。在本实施例中，所述USB Type-C控制器TCPC的型号为UTC2000。UTC2000配置为上行端口，通过在CC引脚接入口处设置第三继电器及外围电路CCcross Switch，即可主动控制Type-C的正反插的测试。所述第一高速双向无源开关MUX1包括第一高速开关U1和第二高速开关U2，所述第一高速开关U1和所述第二高速开关U2均分别与所述待测Type-C接口USBC及所述第二高速双向无源开关MUX2相连接。所述第一高速双向无源开关MUX1和所述第二高速双向无源开关MUX2相连接，所述第一高速双向无源开关MUX1与所述待测Type-C接口USBC相连接，所述第二高速双向无源开关MUX2还分别与所述USBType-C控制器TCPC及所述USB速度测试板1相连接，在这里，在Type-C功能测试板2上设置有USB3.0接口用以与USB速度测试板1相连接。所述第二继电器及外围电路CC Switch、所述第三继电器及外围电路CC cross Switch以及所述USB Type-C控制器TCPC均设置有GPIO口与外围的IO控制装置相连接，所述第二高速双向无源开关MUX2上配置有输入接口和输出接口，所述第三继电器及外围电路CC cross Switch用于所述待测Type-C接口正反插接的测试。

它还包括DP转Type-C信号测试板ALT MODE,所述DP转Type-C信号测试板ALT MODE与所述Type-C功能测试板2通过Type-C连接线连接，所述DP转Type-C信号测试板ALT MODE用于将DP信号转换成Type-C口的硬件接口输出。在所述Type-C功能测试板2上还设置有DPType-C接口3与所述DP转Type-C信号测试板ALT MODE相连接，所述DP Type-C接口3均与所述待测Type-C接口USBC、所述第一高速双向无源开关MUX1及所述第二继电器及外围电路CCSwitch相连接。其中的DP源可以是显卡。在本实施例中，Type-C的ALT MODE采用的是现有技术中的技术实现，故在此不展开对DP转Type-C信号测试板ALT MODE进行具体描述。

所述USB Type-C控制器TCPC配置有状态输出口，所述状态输出口连接有LED显示灯。在本实施例中，LED显示灯包括有正插/反插指示灯、故障指示灯、正反插指示灯(orientation)、过压保护指示灯(connect)、无信号指示灯(cc default)、1.5A电流供应指示灯以及3A电流供应指示灯等。

本实用新型通过设置电源USBC_VBUS为整个系统供电，所述电源为所述待测Type-C接口USBC供电，并通过设置的切换开关K1为所述USB Type-C控制器TCPC和所述DP Type-C接口3供电。

本实用新型中，Type-C功能测试板2主要是为了弥补市面上的产品无法实行一次插拔Type-C接口即可实现Type-C接口正反性能测试的效果，以及通过外围的IO控制装置进行IO配置，即可实现切换TYPE_C端口上行和下行的状态，满足新技术如包含Type-C接口的特定电路板提出的对测试要求更高的非标测试。

在整个装置连接完成时，其中DUT(待测Type-C接口USBC)与Type-C功能测试板2之间的连接必须为定制的点对点的直连线，通过外围的IO控制装置对GPIO口的定义实现对Type-C功能测试板2的控制，实行Type-C的USB速度的测试，再通过外围IO口控制Type-C翻转后的测试和上下行测试。当然，利用DP转Type-C信号测试板ALT MODE也可以通过外围IO口将Type-C接口转换为输入口，输入DP信号，在此不再赘述。

本实用新型通过可控的外围IO切换Type-C端口需要测试的功能；通过GPIO口对设置的第三继电器及外围电路CC cross Switch的控制，实现一次插入即实现Type-C正反插功能的切换，至少减少了测试流水线的作业人员50％以上的操作动作，通过本实用装置即可实现各功能测试，即减少了测试时间，又可避免作业人员多次插拔造成误操作的风险，对待测产品起到了实质性的保护作用。

Claims (8)

1.一种Type-C接口功能测试装置，包括USB速度测试板(1)，所述USB速度测试板(1)通过USB线与测试主机(IPC)连接，其特征在于：它还包括Type-C功能测试板(2)，所述Type-C功能测试板(2)包括与待测Type-C接口(USBC)相连接的第二继电器及外围电路(CCSwitch)、与所述第二继电器及外围电路(CC Switch)相连接的第三继电器及外围电路(CCcross Switch)、与所述第三继电器及外围电路(CC cross Switch)相连接的USB Type-C控制器(TCPC)、第一高速双向无源开关(MUX1)和第二高速双向无源开关(MUX2)，所述第一高速双向无源开关(MUX1)和所述第二高速双向无源开关(MUX2)相连接，所述第一高速双向无源开关(MUX1)与所述待测Type-C接口(USBC)相连接，所述第二高速双向无源开关(MUX2)还分别与所述USB Type-C控制器(TCPC)及所述USB速度测试板(1)相连接，所述第二继电器及外围电路(CC Switch)、所述第三继电器及外围电路(CC cross Switch)以及所述USBType-C控制器(TCPC)均设置有GPIO口与外围的IO控制装置相连接，所述第二高速双向无源开关(MUX2)上配置有输入接口和输出接口，所述第三继电器及外围电路(CC crossSwitch)用于所述待测Type-C接口正反插接的测试。

2.根据权利要求1所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：它还包括DP转Type-C信号测试板(ALT MODE),所述DP转Type-C信号测试板(ALT MODE)与所述Type-C功能测试板(2)通过Type-C连接线连接，所述DP转Type-C信号测试板(ALT MODE)用于将DP信号转换成Type-C口的硬件接口输出。

3.根据权利要求1所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：所述USB Type-C控制器(TCPC)配置有状态输出口，所述状态输出口连接有LED显示灯。

4.根据权利要求1所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：所述USB速度测试板(1)为USB3.0高速测试板。

5.根据权利要求1所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：所述USB Type-C控制器(TCPC)的型号为UTC2000。

6.根据权利要求2所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：在所述Type-C功能测试板(2)上还设置有DP Type-C接口(3)与所述DP转Type-C信号测试板(ALT MODE)相连接，所述DP Type-C接口(3)均与所述待测Type-C接口(USBC)、所述第一高速双向无源开关(MUX1)及所述第二继电器及外围电路(CC Switch)相连接。

7.根据权利要求1或6所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：所述第一高速双向无源开关(MUX1)包括第一高速开关(U1)和第二高速开关(U2)，所述第一高速开关(U1)和所述第二高速开关(U2)均分别与所述待测Type-C接口(USBC)及所述第二高速双向无源开关(MUX2)相连接。

8.根据权利要求6所述的一种Type-C接口功能测试装置，其特征在于：该装置还包括电源(USBC_VBUS)，所述电源为所述待测Type-C接口(USBC)供电，并通过设置的切换开关(K1)为所述USB Type-C控制器(TCPC)和所述DP Type-C接口(3)供电。

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