CN213813918U - 一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于USB Type‑C从机接口测试的自动化测试系统,包括：包括USB Type‑C连接器、高速信号切换开关、USB2.0信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关、CC信号切换开关、PD协议控制器、USB2.0 HUB、MCU、供电线和上位机；通过高速信号切换开关，SBU(Side Band Use/边带使用)信号开关，USB2.0信号切换开关，VBUS电源切换开关，CC信号切换开关，为USB Type‑C接口建立所有数据通道与电源通道，并支持自动切换翻面，保证一次接口接插完成相应接口的全部测试；通过PD协议控制器，MCU，CC信号切换开关，完成PD协议的自动化测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及电脑零部件测试技术领域，具体为一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统。
背景技术
有USB Type-C接口的扩展坞类电子产品，其工作方式属于USB Type-C从机，当如果只使用测试用计算机进行测试，会有以下几个问题：
1、USB Type-C接口需要手动拔插翻面，无法一次完成所有测试
2、无法对USB Type-C接口的PD(Power Delivery/供电)功能和性能进行测试；
本实用新型提出一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统用于解决上述一个或多个技术问题。
实用新型内容
一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，其特征在于：包括 USBType-C连接器、信号切换开关、PD协议控制器、USB2.0 HUB、MCU、供电线和上位机；
其中，所述MCU包括通信和管理模块、电压采集模块、PD功能测试模块和切换控制模块，所述信号切换开关包括高速信号切换开关、USB2.0信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关和CC信号切换开关；
所述USB Type-C连接器包括第一USB Type-C接口和第二USB Type-C接口，第一USB Type-C接口连接在所述上位机上，所述第二USB Type-C接口连接在被测设备上，所述高速信号切换开关、所述USB2.0信号切换开关、所述SBU信号切换开关、所述VBUS电源切换开关和CC信号切换开关均连接在两个所述USB Type-C接口之间，所述VBUS电源切换开关与所述供电线连接，所述PD协议控制器分别与CC信号切换开关以及所述PD功能测试模块连接，所述切换控制模块与所述高速信号切换开关，所述通信和管理模块与所述USB2.0 HUB连接，所述USB2.0 HUB通过USB2.0接口与所述上位机通信，所述USB2.O HUB通过USB2.0 接口连接可编程电子负载；
所述USB Type-C连接器还包括4对用作USB3.1和/或DP信号通道的TX/RX 差分线、2对用作USB2.0信号通道的USB差分线、2条用作传输DP协议时的 AUX_P/AUX_N差分线的SBU信号线、2条用于PD协议管理的CC线、4条用于功率传输的VBUS线和4条用于形成信号回路的GND线；
所述高速信号切换开关，用于切换第一USB Type-C接口上连接的TX/RX差分线和/或第二USB Type-C接口上连接的TX/RX差分线；
所述SBU信号切换开关，用于切换第一USB Type-C接口上的SBU信号线和/或连接在所述第二USB Type-C接口上的2条SBU信号线；
所述VBUS电源切换开关，用于在进行PD协议测试时，将被测设备的VBUS 供电切换至可编程电子负载上；
所述CC信号切换开关，用于切换连接在所述第一USB Type-C接口的CC信号线和/或连接在所述第二USB Type-C接口之间的CC信号线；
所述USB2.0信号切换开关，用于切换连接在第一USB Type-C接口的USB2.0 差分线和/或连接在所述第二USB Type-C接口上的USB2.0差分线；
所述PD协议控制器，用于模拟被供电设备，来与被测设备协商,配合电子负载测试被测设备的带载能力是否符合PD规范。
进一步地，当进行PD协议测试时，被测设备的VBUS通过所述VBUS电源切换开关切换到所述供电线，并通过此供电线外接所述可编程电子负载，所述MCU 的通信和管理模块通过USB2.0 HUB连接有带USB2.0接口的可编程电子负载，对其进行管理，以配合PD协议测试，所述MCU的电压采集模块通过ADC接口对供电线电压进行采集，以确定供电线电压是否符合PD协议。
进一步地，所述切换控制模块通过GPIO分别与所述信号切换开关中的高速信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关、CC信号切换开关、USB2.0 信号切换开关连接并对其进行控制。
进一步地，当进行PD协议测试时，所述PD协议控制器通过CC信号切换控制开关与被测设备的CC总线连接，所述PD协议控制器通过CC总线协调PD协议的测试规格，所述MCU的PD功能测试模块通过I2C接口与PD协议控制器连接对其进行控制。
进一步地，所述通信和管理模块与所述USB2.0 HUB通过USB2.0接口连接，所述通信和管理模块用于所述MCU与所述上位机之间的通信与管理，所述通信和管理模块同时还用于所述MCU与所述电子负载之间的通信与管理。
进一步地，所述高速信号切换开关的数量为两个，其中一个所述高速信号切换开关用于切换输入接口，另一个所述高速信号切换开关用于切换输出接口。
相对于现有技术而言，本实用新型的有益之处在于：通过高速信号切换开关，SBU(Side Band Use/边带使用)信号开关，USB2.0信号切换开关，VBUS 电源切换开关，为USBType-C接口建立所有数据通道与电源通道，支持自动切换翻面，保证一次接口接插完成相应接口的全部测试；另外，PD测试时，VBUS 和CC信号会切换至与PD控制器连接的状态；MCU通过I2C接口，改写PD控制器的寄存器值，用以获取不同的PD电压，配合可编程电子负载，做PD电压和电流拉载测试，通过CC信号的切换，PD测试也可支持自动翻面测试。
附图说明：
下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：
图1是本实用新型涉及的用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统连接；
图2为信号切换开关工作原理的逻辑示意图。
具体实施方式
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施案例1：
参照图1和图2：本实用新型一较佳实施例中的一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，包括USB Type-C连接器、高速信号切换开关、 USB2.0信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关、CC信号切换开关、PD协议控制器、USB2.0 HUB、MCU、供电线和上位机；
其中，所述MCU包括通信和管理模块、电压采集模块、PD功能测试模块和切换控制模块；
所述USB Type-C连接器包括第一USB Type-C接口和第二USB Type-C接口，第一USB Type-C接口连接在所述上位机上，所述第二USB Type-C接口连接在被测设备上，所述高速信号切换开关、所述USB2.0信号切换开关、所述SBU信号切换开关、所述VBUS电源切换开关和CC信号切换开关均连接在两个所述USB Type-C接口之间，所述VBUS电源切换开关与所述供电线连接，所述PD协议控制器分别与CC信号切换开关以及所述PD功能测试模块连接，所述切换控制模块与所述高速信号切换开关，所述通信和管理模块与所述USB2.0 HUB连接，所述USB2.0 HUB通过USB2.0接口与所述上位机通信，所述USB2.O HUB通过USB2.0 接口连接有可编程电子负载；
所述USB Type-C连接器还包括4对用作USB3.1和/或DP信号通道的TX/RX 差分线、2对用作USB2.0信号通道的USB差分线、2条用作传输DP协议时的 AUX_P/AUX_N差分线的SBU信号线、2条用于PD协议管理的CC线、4条用于功率传输的VBUS线和4条用于形成信号回路的GND线；
所述高速信号切换开关，用于切换第一USB Type-C接口上连接的TX/RX差分线和第二USB Type-C接口上连接的TX/RX差分线；
当第一USB Type-C接口接上位机的一面与第二USB Type-C接口接被测设备的一面为同一面时，则切换上联口的TX/RX到下联口同一边的RX/TX，参照图2所示：连接在第一USB Type-C接口上的TX1/RX1/TX2/RX2与连接在第二 USB Type-C接口上的RX1/TX1/RX2/TX2分别连接，如果被测设备需要翻面测试，则切换连接在第一USB Type-C接口上的X1/RX1/TX2/RX2分别连接第二USB Type-C接口上的RX2/TX2/RX1/TX1。
当第一USB Type-C接口接上位机的一面与第二USB Type-C接口接被测设备的一面为不同面时，则切换上联口的TX/RX到下联口不同边的RX/TX，参照图2所示：连接在第一USB Type-C接口TX1/RX1/TX2/RX2分别连接连接在第一 USB Type-C接口上的RX2/TX2/RX1/TX1接口，如果被测设备需要翻面测试，则切换连接在第一USB Type-C接口上的TX1/RX1/TX2/RX2连接在第二USB Type-C 接口上的的RX1/TX1/RX2/TX2；
所述SBU信号切换开关，用于切换第一USB Type-C接口上的SBU信号线和 /或连接在所述第二USB Type-C接口上的2条SBU信号线；
当第一USB Type-C接口接上位机的一面与第二USB Type-C接口接被测设备的一面为同一面时，则切换第一USB Type-C接口正面1条SBU信号线到第二USB Type-C接口正面的1条SUB信号线上，上联口第一USB Type-C接口的1 条SBU信号线到第二USB Type-C接口反面的1条SUB信号线上；
参照图2，连接在第一USB Type-C接口上的SBU1、SBU2分别连接连接在第二USBType-C接口上的SBU1、SBU2。当第一USB Type-C接口接上位机的一面与下联口接被测设备的一面不为不同面时，则切换第一USB Type-C接口正面 1条SBU信号线到第二USB Type-C接口反面的1条SUB信号线上，第一USB Type-C接口正面的1条SBU信号线到第二USB Type-C接口正面的1条SUB信号线上，第一USB Type-C接口上的SBU1、SBU2分别第二USB Type-C接口上的 SBU2、SBU1。
所述VBUS电源切换开关，用于在进行PD协议测试时，将被测设备的VBUS 供电切换至可编程电子负载上；
所述CC信号切换开关，用于切换连接在所述第一USB Type-C接口的CC信号线和/或连接在所述第二USB Type-C接口之间的CC信号线；
如图2所示，当第一USB Type-C接口接上位机的一面与第二USB Type-C 接口接被测设备的一面为同一面时，切换第一USB Type-C接口上的CC信号线连接到第二USB Type-C接口上的CC1信号线上。当上联口接上位机的一面与下联口接被测设备的一面为不同面时，切换第一USB Type-C接口上的CC信号线到第二USB Type-C接口上的CC2信号线上。
所述USB2.0信号切换开关，用于切换连接在第一USB Type-C接口的USB2.0 差分线和连接在所述第二USB Type-C接口上的USB2.0差分线；
按图2所示，当上联口接上位机的一面与下联口接被测设备的一面为同一面时，切换第一USB Type-C接口上的USB2差分线到下联口的USB2-1差分线上。当第一USB Type-C接口接上位机的一面与第二USB Type-C接口接被测设备的一面为不同面时，切换第一USBType-C接口USB2差分线连接到第二USB Type-C 接口的USB2-2差分线上。
所述PD协议控制器，用于模拟被供电设备，来与被测设备协商,配合电子负载测试被测设备的带载能力是否符合PD规范。
PD协议控制器切换到连接在所述第二USB Type-C接口上的CC信号线，通过此CC信号线协商需要被测设备的电压与功率要求，然后由MCU根据要求控制电子负载拉到此功率，再测量VBUS的电压值是否符合PD规范标准。例如要测试5V，1A下被测设备的供电能力，通过PD协议控制器与被测设备协商，获知其使用5V作为VBUS供电电压，然后由MCU控制电子负载拉取1A的电流，再测量VBUS的电压值，如果此时VBUS电压值符合标准，则测试通过。
通过高速信号切换开关模块，SBU(Side Band Use/边带使用)信号开关模块，USB2.0信号切换开关模块，VBUS电源切换开关模块，CC信号切换模块为 USB Type-C接口建立所有数据通道与电源通道，由CC总线确定被测设备接插在所述下联USB Type-C接口的哪一面，由所述MCU的切换控制模块通过GPIO 统一控制切换，从而支持自动切换翻面，保证一次接口接插完成相应接口的全部测试。
在上述实施例中，所述可编程的电子负载与被测设备VBUS通过供电线路连接，用以给供电线路添加负载，所述MCU的通信和管理模块通过USB2.0与USB2.0 HUB连接，一分为二后，其中一路USB2.O接口作为电子负载管理接口，连接所述的带有USB2.O接口的可编程电子负载，并通过USB2.O接口对其进行统一管理。扩展坞PD测试时，与扩展坞对接的USBType-C接口中，VBUS和CC信号会切换至与PD控制器连接的状态；MCU通过I2C接口，改写PD控制器的寄存器值，用以获取不同的PD电压，配合电子负载，做PD电压和电流拉载测试；通过CC信号的切换，PD测试也可支持自动翻面测试。
当进行PD协议测试时，所述PD协议控制器通过CC信号切换控制开关与被测设备的CC总线连接，所述PD协议控制器通过CC总线协调PD协议的测试规格，所述MCU的PD功能测试模块通过I 2C接口与PD协议控制器连接对其进行控制。通信和管理模块与所述USB2.0 HUB通过USB2.0接口连接，所述通信和管理模块用于所述MCU与所述上位机之间的通信与管理，所述通信和管理模块同时还用于所述MCU与所述电子负载之间的通信与管理。
在上述实施例中，所述切换控制模块通过GPIO与所述所有信号切换开关中的两个高速信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关、CC信号切换开关、USB2.0信号切换开关连接并对其进行控制。
在上述实施例中，所述高速信号切换开关的数量为两个，其中一个所述高速信号切换开关用于切换输入接口，另一个所述高速信号切换开关用于切换输出接口。
相对于现有技术而言，本实用新型的有益之处在于：
1、因为具有USB Type-C下行接口，可以测试具有USB Type-C接口的作为从机的电子产品，比如时下流行的USB Type-C扩展坞等；
2、通过CC(Configuration Channel/配置通道)协议进行自动翻面，对 TYPE-C口接插一次即可完成测试；
3、可以做PD(Power Delivery/供电)功能和性能的自动化测试，包含VBUS 电压是否符合协议标准，带负载能力是否符合协议标准；
4、提供USB2.0与USB3.1数据通道，结合测试用计算机主机上运行的程序，可同时做USB2.0协议和USB3.1协议的功能和性能的自动化测试。
由于高速信号切换开关、所述USB2.0信号切换开关、所述SBU信号切换开关、所述VBUS电源切换开关和CC信号切换开关，其均为平常使用的电子设备，所以无需对其进行进一步说明，只需按需选用即可。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，其特征在于：包括USB Type-C连接器、信号切换开关、PD协议控制器、USB2.0 HUB、MCU、供电线和上位机；
其中，所述MCU包括通信和管理模块、电压采集模块、PD功能测试模块和切换控制模块，所述信号切换开关包括高速信号切换开关、USB2.0信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关和CC信号切换开关；
所述USB Type-C连接器包括第一USB Type-C接口和第二USB Type-C接口，第一USBType-C接口连接在所述上位机上，所述第二USB Type-C接口连接在被测设备上，所述高速信号切换开关、所述USB2.0信号切换开关、所述SBU信号切换开关、所述VBUS电源切换开关和CC信号切换开关均连接在两个所述USB Type-C接口之间，所述VBUS电源切换开关与所述供电线连接，所述PD协议控制器分别与CC信号切换开关以及所述PD功能测试模块连接，所述切换控制模块与所述高速信号切换开关，所述通信和管理模块与所述USB2.0 HUB连接，所述USB2.0 HUB通过USB2.0接口与所述上位机通信，所述USB2.O HUB通过USB2.0接口连接可编程电子负载；
所述USB Type-C连接器还包括4对用作USB3.1和/或DP信号通道的TX/RX差分线、2对用作USB2.0信号通道的USB差分线、2条用作传输DP协议时的AUX_P/AUX_N差分线的SBU信号线、2条用于PD协议管理的CC线、4条用于功率传输的VBUS线和4条用于形成信号回路的GND线；
所述高速信号切换开关，用于切换第一USB Type-C接口上连接的TX/RX差分线和/或第二USB Type-C接口上连接的TX/RX差分线；
所述SBU信号切换开关，用于切换第一USB Type-C接口上的SBU信号线和/或连接在所述第二USB Type-C接口上的2条SBU信号线；
所述VBUS电源切换开关，用于在进行PD协议测试时，将被测设备的VBUS供电切换至可编程电子负载上；
所述CC信号切换开关，用于切换连接在所述第一USB Type-C接口的CC信号线和/或连接在所述第二USB Type-C接口之间的CC信号线；
所述USB2.0信号切换开关，用于切换连接在第一USB Type-C接口的USB2.0差分线和/或连接在所述第二USB Type-C接口上的USB2.0差分线；
所述PD协议控制器，用于模拟被供电设备，来与被测设备协商,配合电子负载测试被测设备的带载能力是否符合PD规范。
2.根据权利要求1所述的用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，其特征在于：当进行PD协议测试时，被测设备的VBUS通过所述VBUS电源切换开关切换到所述供电线，并通过此供电线外接所述可编程电子负载，所述MCU的通信和管理模块通过USB2.0 HUB连接有带USB2.0接口的可编程电子负载，并对可编程电子负载进行管理，以配合PD协议测试，所述MCU的电压采集模块通过ADC接口对供电线电压进行采集，以确定供电线电压是否符合PD协议。
3.根据权利要求1所述的一种用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，其特征在于：所述切换控制模块通过GPIO分别与所述信号切换开关中的高速信号切换开关、SBU信号切换开关、VBUS电源切换开关、CC信号切换开关、USB2.0信号切换开关连接并对其进行控制。
4.根据权利要求1所述的用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，其特征在于：当进行PD协议测试时，所述PD协议控制器通过CC信号切换控制开关与被测设备的CC总线连接，所述PD协议控制器通过CC总线协调PD协议的测试规格，所述MCU的PD功能测试模块通过I2C接口与PD协议控制器连接对其进行控制。
5.根据权利要求1所述的用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，其特征在于：所述通信和管理模块与所述USB2.0 HUB通过USB2.0接口连接，所述通信和管理模块用于所述MCU与所述上位机之间的通信与管理，所述通信和管理模块同时还用于所述MCU与所述电子负载之间的通信与管理。
6.根据权利要求1所述的用于USB Type-C从机接口测试的自动化测试系统，所述高速信号切换开关的数量为两个，其中一个所述高速信号切换开关用于切换输入接口，另一个所述高速信号切换开关用于切换输出接口。
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| CN113590402A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 深圳市广和通无线股份有限公司 | 引脚测试装置、方法、控制设备及存储介质 |
| CN114487936A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 芯讯通无线科技（上海）有限公司 | 测试板的检测装置和检测系统 |
| CN114966134A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-30 | 联宝(合肥)电子科技有限公司 | 一种全信号测试装置及方法 |
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