CN2689346Y - 一种通用串行总线接口测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计算机及信息技术领域。特别是一种通用串行总线接口测试装置。由多个通用串行总线(USB)接口和MCU处理单元以及显示装置组成。本实用新型可进行多个USB接口的常规功能性测试，而且可以判断USB总线传输速率是否可以达到USB1.1规范的全速或USB2.0规范的高速传输速率。测试结果可实时直观地以LED、液晶显示屏等方式显示出来。可用于计算机USB接口的功能性测试，也可用于其它仪器USB接口的测试。通过更改主机端软件，还可以用于其它有关USB接口的各种测试。

Description

一种通用串行总线接口测试装置

技术领域

本实用新型涉及计算机及信息技术领域。特别是一种通用串行总线接口测试装置。尤其是一种可用于测试主板的USB(通用串行总线)接口(USB根集线器)或者USB集线器的的下游端口的读写能力、负载能力、传输速度等的USB接口测试装置，是一种可用于测试USB(通用串行总线)接口的计算机外围设备。

背景技术

目前，USB接口已成为计算机的标准配置。USB 1.1规范已经不能满足越来越多的高速外设的要求，因此，具有更高数据传输速率的USB2.0规范也已经推出并已普遍应用。

在下生产线之前，PC厂商需要对每台PC的USB接口进行测试，测试的内容包括USB根集线器的读写能力、负载能力、传输速度等。这种测试不需要精确的测试数据，属于基本功能性测试，但是应该做到快速测试，不至于影响生产进度。目前主流PC往往具有多个USB接口，所以也需要一个可以同时测试多个USB接口的测试装置。

PC厂商现有的测试主板USB接口的方法一般为使用USB鼠标插入USB接口，然后观察鼠标能否正常使用(如移动、点击等)，如果正常则拔出继而插入另外的USB接口继续测试。这种方法基本上要依靠生产线工人的主观判断，而且在实际操作的时候非常不便，并且无法做到对USB接口的读写能力、负载能力、传输速度等的准确判断。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通用串行总线(USB)接口测试装置。

本实用新型设计了一种适用于测试主板USB接口(USB根集线器)或集线器下游端口的读写能力、负载能力、传输速度等的USB接口测试装置，符合USB1.1和USB2.0规范。

该设备是一个独立的计算机外围设备，采用总线供电或者自我供电形式，可支持多个USB接口的测试，可以无需主机软件的干预。主要用于测试计算机USB接口的性能，也可以用于其它仪器或设备USB接口的功能性测试。

技术方案

一种通用串行总线接口测试装置，由多个通用串行总线(USB)接口和MCU处理单元以及显示装置组成，串行总线接口通过数据总线连接于MCU处理单元，MCU处理单元通过数据总线连接于显示装置。

附图说明

图1为本实用新型应用于主板USB根集线器接口功能性测试时的装置框图。

图2为本实用新型使用切换电路对多个USB接口进行顺序扫描测试图。

图3为本实用新型的固件编程结构示意图。

图4为本实用新型的主板USB2.0根集线器接口测试装置图。

图5为本实用新型的主板双USB 1.1根集线器接口测试装置图。

图6是图4主板USB2.0根集线器接口测试装置的具体电路图。

图7是图5主板双USB1.1根集线器接口测试装置的具体电路图。

具体实施方式

图1中，测试设备采用总线供电或者自我供电形式，USB接口(1)选用A型或B型连接头，通过USB电缆和PC机连接，SIE(串行接口引擎)和USB收发器是MCU处理单元(2)的USB接口部分。通过增加MCU处理单元的数量使得可以同时测试多个USB接口；处理单元(2)连接于显示装置(3)。

图2表示也可以由MCU(单片机、DSP或其它处理器)所控制的切换电路(4)进行USB接口的切换，以切换USB接口至当前所需测试的USB接口，这样也可以达到测试多个USB接口的目的。这个切换电路可以是一个简单的类似多路复用器或继电器的电路或芯片，由MCU处理单元的通用I/O口控制，对所需测试的USB接口进行选择。在只有一个MCU处理单元时，可以对多个USB接口进行顺序扫描测试；而在具有多个MCU处理单元的情况下，可以同时测试多个USB接口，以测试USB总线挂接多个USB设备时的负载能力。

MCU处理单元可以选用具有USB接口的MCU(单片机、DSP或其它处理器)，也7可以选用USB接口芯片+普通MCU(单片机、DSP或其它处理器)的形式，或者选用其它形式。MCU处理单元的作用是实现USB总线通信协议以及负责其它的I/O操作。MCU也控制显示装置(包括液晶显示模块或LED等)，以显示USB接口的测试数据或者状态。

图3中，为了不影响程序的执行效率，可采用中断方式完成固件的编写，同时，为了保证程序的模块化及良好的移植性，在设计中可采用分层结构进行固件的编写。下层是硬件接口层，完成硬件上的对接；中间层包括两个模块，MCU处理单元接口命令处理子程序是处理MCU和USB接口之间的控制命令，中断处理子程序是判断中断的产生源，然后跳转到相应的处理子程序；最上层是主循环程序以及对于USB标准协议请求和用户自定义请求的处理程序。

此测试设备可设置为一个HID(人工接口设备)。当USB接口连接后，如果主机识别此设备为HID设备，则认为被测试的USB接口负载能力和读写能力正常。如果需要进一步测试负载能力和读写能力，可在USB供电的VCC和地之间串联一个1欧姆1/4W电阻，如果在一定时间内处于正常状态，则判断作为高功率总线供电设备，USB上游端口可提供500mA电流。测试读写能力时，可将该测试设备模拟成一个键盘或鼠标类HID设备，如果模拟为键盘，则向主机发送某个键的通码和断码，如果主机有应答，则认为读写能力正常。另外还有其它类似方法，此不赘述。当测试USB接口的传输速率时，视选用的MCU处理单元而定有不同的方法，此处采用Cypress的USB MCU，可以自动检测USB总线传输速率，因此可以采用此方法判断传输速率可否达到全速或高速。USB接口测试设备采用USB总线供电方式或自我供电方式，设备之上的USB接口通过USB电缆直接和PC的根集线器或者集线器下游端口连接，设备上可以有液晶显示模块或者LED等显示装置，用于显示所测试USB接口的状态或者测试数据。

当设备的USB接口和根集线器或集线器下游端口连接时，装置即开始对根集线器或集线器下游端口的USB接口进行测试，测试结束之后将测试状态或数据显示于显示装置之上。其中，USB接口的连接可以在PC上电之前或之后(热插拔)。为了同时测试多个USB接口，可以增加MCU处理单元的数量，也可以由MCU(单片机、DSP或其它处理器)所控制的切换电路进行USB接口的切换，以切换USB接口至当前所需测试的USB接口。

较佳实施例

实例一：

本实用新型的一个适用于测试PC机USB2.0根集线器接口的实例如图4所示。由以下几部分组成：

图4中，MCU处理单元选用Cypress的EZ-USB FX2 CY7C68013-56SSOP，这是一个可以连接USB2.0高速数据传输总线的USB MCU，具有内部集成的FIFO，集成了USB2.0收发器、SIE、增强的8051微控制器和可编程的外围接口，共有24个I/O口。在FX2中，智能SIE可以硬件处理许多USB1.1和USB2.0协议，从而减少了开发时间和确保了USB的兼容性。CY7C68013的作用是实现USB总线通信协议和进行各项测试，CY7C68013也控制液晶显示模块以显示USB接口的测试数据或者状态。液晶显示模块中显示传输速率是否可以达到高速(480Mbps)以及USB接口的功能性测试是否成功等信息。

在CY7C68013的XIN和XOUT端连接有电阻和石英晶体的并联电路。

实例二：

本实用新型的一个适用于同时测试PC机的两个USB1.1总线根集线器接口的实例如图5所示。由以下几部分组成：

图5中，MCU处理单元选用Cypress的EZ-USB FX CY7C64613，这是一个可以连接到USB1.1全速(1 2Mbps)数据传输总线的USBMCU，具有内部集成的FIFO，集成了USB1.1收发器、SIE、增强的8051微控制器和可编程的外围接口。CY7C64613的作用是实现USB总线通信协议和进行各项测试，CY7C64613也控制液晶显示模块以显示USB接口的测试数据或者状态。和实例一一样，液晶显示模块中显示传输速率是否可以达到全速(12Mbps)以及USB接口的功能性测试是否成功等信息。采用了两个CY7C64613以达到同时测试两个USB根集线器接口的目的，这两个集线器接口可以同时测试以增加USB总线负载能力测试，也可以顺序测试，分别得到测试数据，这些工作由固件的编程所决定。在CY7C64613的XIN和XOUT端连接有电阻和石英晶体的并联电路。

图6和图7中分别表示了图4和图5测试装置的集成电路管脚的具体连接图。

有益效果

1)独立的USB外围设备，符合USB2.0及USB1.1规范。采用USB总线供电形式或自我供电形式，体积小，使用方便。

2)可进行多个USB接口的常规功能性测试，而且可以判断USB总线传输速率是否可以达到USB 1.1规范的全速或USB2.0规范的高速传输速率。

3)测试结果可实时直观地以LED、液晶显示屏等方式显示出来。

4)可用于计算机USB接口的功能性测试，也可用于其它仪器USB接口的测试。通过更改主机端软件，还可以用于其它有关USB接口的各种测试。

Claims (7)

1、一种通用串行总线接口测试装置，其特征在于，由多个通用串行总线(USB)接口和MCU处理单元以及显示装置组成，串行总线接口通过数据总线连接于MCU处理单元，MCU处理单元通过数据总线连接于显示装置。

2、根据权利要求1的通用串行总线接口测试装置，其特征在于，还包括在串行总线接口和MCU处理单元之间连接的切换电路。

3、根据权利要求2的通用串行总线接口测试装置，其特征在于，切换电路可以是多路复用器或继电器的电路或芯片。

4、根据权利要求1的通用串行总线接口测试装置，其特征在于，MCU处理单元可以是单片机或DSP微处理器。

5、根据权利要求1的通用串行总线接口测试装置，其特征在于，在MCU处理单元中包含有串行总线接口(USB)。

6、根据权利要求1或2或4或5的通用串行总线接口测试装置，其特征在于，MCU处理单元选用Cypress的EZ-USBFX2 CY7C68013-56SSOP或Cypress的EZ-USB FX CY7C64613，外接有电阻和石英晶体的并联电路。

7、根据权利要求1的通用串行总线接口测试装置，其特征在于，适用于同时测试PC机的多个总线根集线器接口。

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