TW201504646A - 自動化信號完整性測試系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種自動化信號完整性測試系統及方法應用於主機中，該主機連接有連動測距裝置及示波器，該連動測距裝置包括第一機械手臂及第二機械手臂。該方法包括步驟：透過第一機械手臂控制攝影裝置獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像；從測試點標籤影像中識別出測試點座標、接地點座標以及探針進入測試點的方向及角度；透過第二機械手臂按照探針進入測試點的方向及角度控制探針移動至測試點處獲取待測電子元器件之輸出信號；透過示波器量測該輸出信號的完整性，並將所擷取之信號回傳主機；整合所有待測電子元器件的信號完整性量測結果。

Description

自動化信號完整性測試系統及方法
本發明涉及一種信號測試系統及方法，尤其涉及一種自動化信號完整性測試系統及方法。
隨著電子設備工作速度的提高，例如印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）上訊號的傳輸速率也越來越高。對於PCB板上的電子元器件來說，每一個電子元器件輸出的信號是否完整有效將直接影響訊電子設備的工作效能。因此，需要針對PCB板上的每一個電子元器件輸出的信號進行完整性測試，以保證電子設備能夠正常運行。目前，對PCB板上電子元器件的信號完整性測試是透過測試人員對每一個電子元器件進行手動定位測試，由於PCB板上的電子元器件種類繁多，人工測試勞動強度大，工作效率低，而且容易產生人為錯誤，測試結果可信度較低。
鑒於以上內容，有必要提供一種自動化信號完整性測試系統及方法，能夠精確地定位電子裝置上各個電子元器件的測試點位置，並針對每一個電子元器件輸出的信號進行自動化信號完整性測試。
所述之自動化信號完整性測試系統運行於主機中，該主機連接有連動測距裝置及示波器，該連動測距裝置包括用於夾持攝影裝置之第一機械手臂及用於夾持探針之第二機械手臂。該自動化信號完整性測試系統包括：攝影控制模組，用於透過第一機械手臂控制攝影裝置移動至電子裝置中之待測電子元器件的上方，及利用該攝影裝置獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像；標籤識別模組，用於從測試點標籤的影像中識別出測試點座標、接地點座標、探針進入測試點的方向及角度、以及探針與測試點之間的接觸壓力；探針控制模組，用於透過第二機械手臂按照探針進入測試點的方向及角度控制探針移動至測試點及接地點處，並根據探針與測試點之間的接觸壓力控制探針與測試點及接地點接觸；及信號量測模組，用於發送測試指令至示波器並透過探針從測試點獲取待測電子元器件之輸出信號，透過示波器量測該輸出信號的完整性並將所擷取之信號回傳至主機，及整合所有待測電子元器件的信號完整性量測結果來產生電子裝置之信號完整性測試報告。
所述之自動化信號完整性測試方法應用於主機中，該主機連接有連動測距裝置及示波器，該連動測距裝置包括用於夾持攝影裝置之第一機械手臂及用於夾持探針之第二機械手臂。該方法包括步驟：透過第一機械手臂控制攝影裝置移動至電子裝置中之待測電子元器件的上方，及利用該攝影裝置獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像；從測試點標籤的影像中識別出測試點座標、接地點座標、探針進入測試點的方向及角度、以及探針與測試點之間的接觸壓力；透過第二機械手臂按照探針進入測試點的方向及角度控制探針移動至測試點及接地點處；根據探針與測試點之間的接觸壓力控制探針與測試點及接地點接觸；發送測試指令至示波器並透過探針從測試點獲取待測電子元器件之輸出信號，透過示波器量測該輸出信號的完整性並將所擷取之信號回傳至主機；及整合所有待測電子元器件的信號完整性量測結果來產生電子裝置之信號完整性測試報告。
相較於習知技術，本發明所述之自動化信號完整性測試系統及方法，能夠精確地定位電子裝置上各個電子元器件的測試點位置，並針對每一個電子元器件輸出的信號進行自動化信號完整性測試，進而提高工作效率低，避免人工測試產生的人為錯誤，提高測試結果的可信度。
1‧‧‧主機
10‧‧‧自動化信號完整性測試系統
101‧‧‧攝影控制模組
102‧‧‧標籤識別模組
103‧‧‧探針控制模組
104‧‧‧信號量測模組
11‧‧‧顯示設備
12‧‧‧儲存設備
13‧‧‧處理器
2‧‧‧連動測距裝置
21‧‧‧第一機械手臂
22‧‧‧第二機械手臂
3‧‧‧示波器
4‧‧‧攝影裝置
5‧‧‧探針
6‧‧‧電子裝置
圖1係本發明自動化信號完整性測試系統較佳實施例之運行環境示意圖。
圖2係本發明自動化信號完整性測試系統較佳實施例之功能模組圖。
圖3係本發明自動化信號完整性測試方法較佳實施例之流程圖。
圖4係一種含有二維條形碼（Bar code）的測試點標籤之示意圖。
圖5係一種含有QR碼（XR code）的測試點標籤之示意圖。
參閱圖1所示，係本發明自動化信號完整性測試系統10較佳實施例之運行環境示意圖。於本實施例中，所述之自動化信號完整性測試系統10安裝並運行於主機（Host computer）1中，該主機1連接有連動測距裝置2及示波器（Oscilloscope）3，該連動測距裝置2包括第一機械手臂（Robot arm）21及第二機械手臂22。該第一機械手臂21用於夾持攝影裝置4，該第二機械手臂22用於夾持探針5。該主機1還連接有待測電子裝置6，用於控制待測電子裝置6進行信號測試。所述之主機1係為一種主控電腦或伺服器等電子計算設備。所述之攝影裝置4可以為一種攝取電子裝置6之待測元器件上標籤影像的影像獲取裝置，例如攝影機或數位相機等。
於本實施例中，所述之電子裝置6包括複數電子元器件，例如IC晶片及記憶體等，每一待測電子元器件之腳位上均粘貼有測試點標籤。每一測試點標籤由測試人員預先製作，用於識別每一電子元器件位置及其輸出之信號名稱。每一測試點標籤上包含有中心孔、信號識別碼、探針5進入測試點的進入方向及角度等資訊。所述之中心孔便於探針5與待測電子元器件接觸，所述之信號識別碼是一種文字圖形資訊二維條碼，包含有待測電子元器件輸出之信號名稱及探針5與待測電子元器件接觸的接觸壓力參數等資訊。如圖4所示，信號識別碼為一種二維條形碼（Bar Code）。如圖5所示，信號識別碼為一種快速響應矩陣碼（Quick Response Code，QR碼）。
參閱圖2所示，係本發明自動化信號完整性測試系統10較佳實施例之功能模組圖。於本實施例中，所述之自動化信號完整性測試系統10包括攝影控制模組101、標籤識別模組102、探針控制模組103及信號量測模組104。所述之主機1還包括，但不僅限於，顯示設備11、儲存設備12及處理器13。本發明所稱之功能模組係指一種能夠被主機1之處理器13所執行並且能夠完成固定功能之一系列程式指令段，其儲存在主機1之儲存設備12中。關於各功能模組101-104將於下圖3之流程圖中作具體描述。
參閱圖3所示，係本發明自動化信號完整性測試方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，所述之方法應用在主機1中，能夠精確地定位電子裝置6上各個電子元器件的測試點位置，並針對每一個電子元器件輸出的信號進行自動化信號完整性測試。
步驟S31，在進行電子裝置6上電子元器件進行信號完整性測試之前，測試人員預先製作不同待測電子元器的測試點標籤，並在每一待測電子元器上粘貼對應的測試點標籤。於本實施例中，所述之測試點標籤用於識別每一電子元器件位置及其輸出之信號名稱，其包含有中心孔、信號識別碼、探針5進入測試點的進入方向及角度等資訊。
步驟S32，攝影控制模組101透過第一機械手臂21控制攝影裝置4移動到待測電子元器件（例如IC晶片）的上方，並利用該攝影裝置4獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像。於本實施例中，攝影控制模組101發送第一控制指令至連動測距裝置2，該連動測距裝置2產生第一致動力控制第一機械手臂21將攝影裝置4移動至待測電子元器件的上方來獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像。
步驟S33，標籤識別模組102從測試點標籤的影像中識別出測試點座標、接地點座標、探針5進入測試點的方向及角度、以及探針5與測試點之間的接觸壓力。由於測試點標籤上包含有中心孔位置、信號識別碼、以及探針5進入測試點的進入方向及角度等資訊，標籤識別模組102將測試點標籤的影像中心孔位置作為測試點座標，從信號識別碼中識別出待測電子元器件輸出之信號名稱，以及將測試點標籤中的原則探針5進入測試點的進入方向及角度。參考圖1所示，主機1之顯示設備11中顯示的十字圖形即為測試點座標位置。參考圖4所示，假如以測試點標籤邊緣之錐形缺口標記為例，則錐形頂端與中心孔形成的方向即為探針5進入測試點之方向。
步驟S34，探針控制模組103透過第二機械手臂22按照探針5進入測試點的方向及角度控制探針5移動至測試點座標及接地點座標之位置處。於本實施例中，測試點用於輸出電子元器件之信號，接地點相當於接點零點，其參考電壓為“0”。探針控制模組103發送第二控制指令至連動測距裝置2，該連動測距裝置2產生第二致動力控制第二機械手臂22將探針5移動至按照探針5進入測試點的方向及角度控制探針5移動至測試點及接地點處。
步驟S35，探針控制模組103根據探針5與測試點之間的接觸壓力控制探針5與測試點及接地點接觸來獲取待測電子元器件輸出之信號。於本實施例中，所述之探針5與測試點之間的接觸壓力透過壓力感測器（Sensor）來感測得到，並根據壓力參數來平衡探針5與測試點之間的接觸壓力。當探針5與測試點接觸時，信號量測模組104即可獲取待測電子元器件輸出之信號。
步驟S36，信號量測模組104發送測試指令至示波器3透過探針5從待測電子元器件獲取輸出信號，透過示波器3量測該輸出信號的完整性，並將所擷取之信號回傳至主機1。於本實施例中，信號量測模組104透過將儲存至主機1中之儲存設備12中的標準信號與輸出信號之參數進行比對來確定該輸出信號是否完整。若輸出信號與標準信號之參數一致，則該待測電子元器件輸出之信號完整，表明通過信號完整性測試；若輸出信號與標準信號之參數不一致，則該待測電子元器件輸出之信號不完整，表明未通過信號完整性測試。
步驟S37，信號量測模組104判斷電子裝置6中的所有待測電子元器件是否已測試完畢。於本實施例中，信號量測模組104透過檢測待測電子元器件的測試點標籤是否已被掃描來確定待測電子元器件是否已測試完畢。若還有電子元器件未測試完畢，則流程轉向S32。若所有電子元器件已測試完畢，則流程轉向S38。
步驟S38，信號量測模組104從示波器3中獲取所有電子元器件的信號完整性量測結果，並整合所有待測電子元器件的信號完整性量測結果來產生一份電子裝置6之信號完整性測試報告。該信號完整性測試報告可以儲存在儲存設備12中，也可以顯示在顯示設備11中供測試人員對該電子裝置6之性能進行評估。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等轉換或修飾，均應包含於下述之申請專利範圍內。
無
1‧‧‧主機
10‧‧‧自動化信號完整性測試系統
2‧‧‧連動測距裝置
21‧‧‧第一機械手臂
22‧‧‧第二機械手臂
3‧‧‧示波器
4‧‧‧攝影裝置
5‧‧‧探針
6‧‧‧電子裝置

Claims (10)

  1. 一種自動化信號完整性測試系統，運行於主機中，該主機連接有連動測距裝置及示波器，該連動測距裝置包括用於夾持攝影裝置之第一機械手臂及用於夾持探針之第二機械手臂，其中，該系統包括：
    攝影控制模組，用於透過第一機械手臂控制攝影裝置移動至電子裝置中之待測電子元器件的上方，及利用該攝影裝置獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像；
    標籤識別模組，用於從測試點標籤的影像中識別出測試點座標、接地點座標、探針進入測試點的方向及角度、以及探針與測試點之間的接觸壓力；
    探針控制模組，用於透過第二機械手臂按照探針進入測試點的方向及角度控制探針移動至測試點及接地點處，並根據探針與測試點之間的接觸壓力控制探針與測試點及接地點接觸；及
    信號量測模組，用於發送測試指令至示波器並透過探針從測試點獲取待測電子元器件之輸出信號，透過示波器量測該輸出信號的完整性並將所擷取之信號回傳至主機，及整合所有待測電子元器件的信號完整性量測結果來產生電子裝置之信號完整性測試報告。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化信號完整性測試系統，其中，所述之電子裝置包括複數待測電子元器件，每一待測電子元器件之腳位上均粘貼有不同類型之測試點標籤。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自動化信號完整性測試系統，其中，所述之測試點標籤包含有中心孔位置資訊、信號識別碼、探針進入測試點的進入方向及角度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自動化信號完整性測試系統，其中，所述之信號識別碼是一種文字圖形資訊二維條碼，包含有待測電子元器件輸出之信號名稱及探針與待測電子元器件接觸時的接觸壓力資訊。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之自動化信號完整性測試系統，其中，所述之信號識別碼是一種二維條形碼或者QR碼。
  6. 一種自動化信號完整性測試方法，應用於主機中，該主機連接有連動測距裝置及示波器，該連動測距裝置包括用於夾持攝影裝置之第一機械手臂及用於夾持探針之第二機械手臂，該方法包括步驟：
    透過第一機械手臂控制攝影裝置移動至電子裝置中之待測電子元器件的上方，及利用該攝影裝置獲取待測電子元器件腳位上測試點標籤的影像；
    從測試點標籤的影像中識別出測試點座標、接地點座標、探針進入測試點的方向及角度、以及探針與測試點之間的接觸壓力；
    透過第二機械手臂按照探針進入測試點的方向及角度控制探針移動至測試點及接地點處；
    根據探針與測試點之間的接觸壓力控制探針與測試點及接地點接觸；
    發送測試指令至示波器並透過探針從測試點獲取待測電子元器件之輸出信號，透過示波器量測該輸出信號的完整性並將所擷取之信號回傳至主機；及
    整合所有待測電子元器件的信號完整性量測結果來產生電子裝置之信號完整性測試報告。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之自動化信號完整性測試方法，其中，所述之電子裝置包括複數待測電子元器件，每一待測電子元器件之腳位上均粘貼有不同類型之測試點標籤。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之自動化信號完整性測試方法，其中，所述之測試點標籤包含有中心孔位置資訊、信號識別碼、探針進入測試點的進入方向及角度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之自動化信號完整性測試方法，其中，所述之信號識別碼是一種文字圖形資訊二維條碼，包含有待測電子元器件輸出之信號名稱及探針與待測電子元器件接觸時的接觸壓力資訊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之自動化信號完整性測試方法，其中，所述之信號識別碼是一種二維條形碼或者QR碼。
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