TWI539175B - 測試裝置以及測試系統 - Google Patents

Description

測試裝置以及測試系統

本發明是有關於一種測試裝置以及測試系統，且特別是有關於一種系統級的電子產品的測試裝置以及測試系統。

在習知的技術領域中，透過稱之為測試圖案(test pattern)的測試數據皆是運用在進行單晶片、或者多晶片放入單一封裝體(Package)之中的積體電路自動化驗證流程中，這種測試方式並無被導入針對系統層級的電子裝置(例如電腦、伺服器、平板電腦、手機、遊戲機、照相機等)來進行測試。

並且，在關於系統層級的電子裝置的測試方式中，習知技術領域皆是透過量測電子裝置中個別功能性電路基本的電器特性(例如開路、短路、電壓值及電流值)，並透過量測結果來判斷出個別功能性電路的良好或損壞，而並無法針對多個個別功能性電路間所產生的系統性功能進行測試。

此外，在電子產品的開發流程上，習知的測試技術皆是透過單一功能設定，來針對個別的功能性電路進行各別訊號的量測，以做為判定功能性電路所產生的信號是否符合相關規格，並 無提供擬真訊號進行功能性電路相容性能力的判別，或者針對異常信號進行處理的能力。

在現今的技術中，系統層級的電子裝置開發過程中的相容性測試，皆是透過大批數量級的成品，包括不同廠商所提供的真實模組軟體、硬體規格的排列組合，加上嚴苛環境條件下(例如高低溫，不同濕度)，由發生問題的機率或者比例，來判定產品的可量產性。並無法保證所有排列組合皆全部搭配驗證到，不僅耗時耗人力，且需要很多成品數量，不環保且沒效率，更重要的是開發測試環境與未來量產情況未必相同，在成本數量有限的情況下，很難確保品質的一致性。

本發明提供一種測試裝置以及測試系統，用以測試至少一系統層級的電子裝置，並獲知受測電子裝置的產品等級。

本發明的測試裝置，用以測試至少一電子裝置。測試裝置包括測試數據傳收器以及處理器。測試數據傳收器透過多個連接介面分別耦接至電子裝置的多數個功能性電路，分別傳送對應功能性電路的多數個測試數據以針對功能性電路進行測試以產生多數個測試結果。處理器耦接測試數據傳收器，傳送該些測試數據至測試數據傳收器，並由測試數據傳收器接收測試結果，依據測試結果來決定至少一電子裝置及各功能性電路的至少其中之一的至少一產品等級。

在本發明的一實施例中，上述的測試裝置更包括記憶裝置。記憶裝置耦接處理器，記憶裝置用以儲存對應功能性電路的測試數據、測試結果以及產品等級的至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述的測試裝置透過外部裝置接收測試數據，並將測試數據儲存至記憶裝置中。

在本發明的一實施例中，上述的測試數據傳收器分別傳送測試數據至對應的功能性電路，並接收功能性電路依據分別對應的測試數據所分別回應產生的多數個測試回應數據。測試數據傳收器將測試回應數據傳送給處理器並判別分別對應功能性電路的測試結果。

在本發明的一實施例中，上述的處理器依據測試結果來決定分別對應的功能性電路的等級，更依據功能性電路的等級來決定電子裝置的產品等級。

在本發明的一實施例中，上述的測試裝置內嵌於該電子裝置內。

在本發明的一實施例中，上述的處理器透過命令使測試數據傳收器擬真(Emulating)為功能性電路其中之一的應用電子裝置，並透過擬真的測試數據傳收器對功能性電路其中之一進行測試動作。

在本發明的一實施例中，上述的功能性電路包括網路傳輸電路、顯示介面電路、音效介面電路、電源控制電路、儲存裝置電路、記憶體裝置電路、無線網路電路、影像擷取電路、以及 傳輸介面電路。

本發明的測試系統包括多數個電子裝置以及測試裝置。各電子裝置具有多數個功能性電路，測試裝置包括測試數據傳收器以及處理器。測試數據傳收器透過多個連接介面分別耦接至電子裝置的多數個功能性電路，分別傳送對應功能性電路的多數個測試數據以針對功能性電路進行測試以產生多數個測試結果。處理器耦接測試數據傳收器，傳送該些測試數據至測試數據傳收器，並由測試數據傳收器接收測試結果，依據測試結果來決定至少一電子裝置及各功能性電路的至少其中之一的至少一產品等級。

基於上述，本發明設置單一測試裝置以針對系統級(system level)的電子裝置進行整合式的測試。透過本發明的測式裝置，系統級的電子裝置可以快速的完成測試，以加速生產流程。並且，透過本發明的測式裝置可以得知電子裝置中各功能性電路的狀態，完成對電子產品進行偵測的動作。在另一方面，透過本發明的測式裝置更可以判定電子裝置的產品等級，可選擇合適的週邊電路來應用至電子裝置上，使電子裝置發揮其效能。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

110、300、410、610‧‧‧測試裝置

120、620~62M、420‧‧‧電子裝置

121~12N、5212‧‧‧功能性電路

I1~IM、II1‧‧‧連接介面

111、310‧‧‧測試數據傳收器

112、320‧‧‧處理器

330‧‧‧記憶裝置

421‧‧‧中央處理機

422‧‧‧北橋晶片

423‧‧‧南橋晶片

424‧‧‧顯示介面電路

425‧‧‧網路傳輸電路

426‧‧‧音效介面電路

427‧‧‧內嵌控制器

428‧‧‧記憶體

429‧‧‧儲存裝置

4210‧‧‧讀卡機

4211‧‧‧影像擷取器

4212‧‧‧電源供應器

4213‧‧‧無線網路

4214‧‧‧鍵盤

4215‧‧‧觸控板

540、550‧‧‧應用電子裝置

5201、5211、5202‧‧‧電路板

510‧‧‧測試裝置

600‧‧‧測試系統

711、712‧‧‧區域

701‧‧‧規格範圍

713、714、721、722、723_1、723_2、724、725_1、725_2‧‧‧曲線

圖1繪示本發明一實施例的測試裝置的示意圖。

圖2繪示本發明另一實施例的測試裝置的示意圖。

圖3繪示本發明再一實施例的測試裝置的示意圖。

圖4繪示本發明更一實施例的測試裝置的示意圖。

圖5A以及圖5B繪示本發明實施例的測試數據的獲得方式。

圖6繪示本發明實施例的測試系統的示意圖。

圖7A及圖7B繪示本發明實施例的測試系統的測試方式的示意圖。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的測試裝置的示意圖。在圖1中，測試裝置110耦接至電子裝置120。電子裝置120具有多個功能性電路121~12N，其中，電子裝置120為系統層級(system level)的電子裝置，而各功能性電路121~12N可以晶片、由晶片及一個或多個被動元件所組合而成的電路或者是由一個或多個被動元件所組合而成的電路。

功能性電路121~12N可以被設置在電子裝置120中的一個或多個電路板上，本實施例的電路板並沒有固定的型態限制，具體來說明，電子裝置120中所包括的電路板可以是硬性、軟性或是軟硬組合的印刷電路板。

測試裝置110則包括測試數據傳收器111以及處理器120。測試數據傳收器111以及處理器112相互耦接，且測試數據 傳收器111耦接至電子裝置120中的多個功能性電路121~12N上的多個連接介面I1~IM。測試數據傳收器111可透過多個連接介面I1~IM分別傳送對應功能性電路121~12N的多數個測試數據以針對功能性電路121~12N進行測試，而各功能性電路121~12N在接收到對應的測試數據(其中包括測試用的資料，也可以包括測試用的指令)後，並依據所接收到的測試數據來產生多數個測試結果，並將測試結果回傳至測試數據傳收器111。

在此，測試數據可以是測試圖樣(test pattern)，此種測試圖樣常用來針對積體電路進行電路點針(circuit probe,CP)測試或最終測試(Final test,FT)。

在本實施例中，測試裝置110設置在受測的電子裝置120的外部，而連接介面I1~IM則可分別一對一、多對一或是一對多的與功能性電路121~12N相對應。連接介面I1~IM的型態可依據所對應的功能性電路121~12N來設置，例如，當功能性電路121為網路傳輸電路時，相對應的連接介面I1可以是RJ45介面。

處理器112則由測試數據傳收器111來接收功能性電路121~12N所回傳測試結果，處理器112並依據所接收的測試結果來進行分析，並藉以決定受測的電子裝置120的產品等級。值得注意的，處理器112不只是依據測試結果來判斷對應的功能性電路是損壞或是良好來進行判斷，本發明實施例的處理器112會依據分別具有多個等級的多個測試標準來與測試結果進行比對，並依據比對的結果來判定各功能性電路的產品等級。並且，處理器 112會再依據所有的功能性電路121~12N的產品等級的分布狀態，來決定受測的電子裝置120的產品等級。

舉例來說明，以功能性電路121為電源供應器為範例，當處理器112接收到功能性電路121回傳的測試結果時(例如電源供應器所產生的供應電源)，處理器112可以判斷供應電源的電壓上升的速度、供應電源的電壓值的準確度以及穩定度來判斷功能性電路121的產品等級。當然，所述的產品等級也包括功能性電路121是已損壞的不良品。

以下請參照圖2，圖2繪示本發明另一實施例的測試裝置的示意圖。在圖2中，測試裝置110被內嵌在電子裝置120中。在此，測試裝置110可以與功能性電路121~12N的至少其中之一被建構在相同的電路板上，當然，測試裝置110也可以獨立被建構在未設置功能性電路121~12N任一的電路板上。基於測試裝置110內嵌於電子裝置120中的架構，連接介面I1~IM可以透過功能性電路121~12N在所屬電路板上的焊點來與測試裝置110在所屬電路板上的焊點進行導線連接來完成。當然，連接介面I1~IM也可以利用在電路板上設置排針來形成。具體來說，凡本領域具通常知識者所習知的信號連接介面都可以用來作為連接介面I1~IM，本發明實施例的連接介面I1~IM沒有一定的型態上的限制。

以下請參照圖3，圖3繪示本發明再一實施例的測試裝置的示意圖。測試裝置300包括測試數據傳收器310、處理器320 以及記憶裝置330。其中，與前述實施例不相同的，測試裝置300另包括記憶裝置330。記憶裝置330耦接至處理器320，並用以儲存對應待測電子裝置的功能性電路的測試數據。在測試裝置300進行對待測電子裝置的測試動作時，處理器320可依據當時所要進行測試的功能性電路為何，來讀取記憶裝置330中的測試數據。並且，處理器320透過測試數據傳收器310將所讀取的測試數據傳送至待測的功能性電路以進行測試。對應於此，待測的功能性電路依據所接收到的測試數據來提供測試回應數據至測試數據傳收器310，處理器310則藉由測試數據傳收器310接收到測試回應數據，並藉此判斷待測的功能性電路的產品等級。

在另一方面，記憶裝置330也可儲存對應各功能性電路的具有多個等級的測試標準。在進行待測的功能性電路的產品等級的判斷時，處理器310可由記憶裝置330中來讀取相對應的多個等級的測試標準，並藉由比對測試回應數據與測試標準來獲知待測的功能性電路所屬的產品等級。

由於系統層級的電子裝置中具有多個功能性電路，因此，每個功能性電路也分別具有多數個產品等級。處理器310可以依據這些功能性電路的產品等級的分布狀態來決定電子裝置的整體的產品等級。舉例來說，若產品等級為A等級(最優等級)的功能性電路的數量佔功能性電路種數量的一設定比例以上者，處理器310可判定電子裝置的產品等級為A等級，相對的，若產品等級為C等級(最差等級)的功能性電路的數量佔功能性電路 種數量的另一設定比例以上者，處理器310則可判定電子裝置的產品等級為C等級。如此一來，銷售端可以將不同產品等級的電子裝置依據不同的售價來進行銷售，達到物盡其用的目的。

當然，處理器310也可以將各個功能性電路的產品等級進行輸出，而工程人員可以透過處理器310所傳出的資訊來獲知各個功能性電路的狀態。如此一來，進行生產或維修工作的工程人員可以針對有問題的功能性電路進行生產或維修，而進行銷售人員可以依據各個功能性電路的產品等級來配置對應的應用電子裝置，以使電子裝置可以更穩定的運作，增加產品出貨的可行性。

附帶一提的，在當測試裝置300對其中的一個功能性電路進行測試時，處理器320可使測試裝置300擬真為對應受測的功能性電路的應用電子裝置。舉例來說，當受測的功能性電路為網路傳輸電路時，測試裝置300可以對應擬真為交換機或路由器等電子裝置。

以下請參照圖4，圖4繪示本發明更一實施例的測試裝置的示意圖。測試裝置410用來測試電子裝置420，電子裝置420例如是一個桌上型電腦系統。電子裝置420中包括中央處理機421、北橋晶片422、南橋晶片423、顯示介面電路424、網路傳輸電路425、音效介面電路426、內嵌控制器427、記憶體428、儲存裝置429、讀卡機4210、影像擷取器4211、電源供應器4212、無線網路4213、鍵盤4214以及觸控板4215等多個功能性電路，其中，中央處理機421、北橋晶片422、南橋晶片423中的任兩個 或三個也可以整合成同一個晶片來實施。測試裝置410則可透過連接介面來分別耦接至上述的多個功能性電路，並透過傳送對應上述多個功能性電路的多數個測試數據來對上述多個功能性電路進行測試。

附帶一提的，上述的功能性電路可分別對應多個可加入應用電子裝置。例如，顯示介面電路424可對應顯示器，網路傳輸電路425則可對應網路傳輸用的路由器等。

在本實施例中，測試裝置410可以針對上述的多個功能性電路依序或同時的進行測試。在此，測試裝置410中可以儲存對應各個功能性電路的測試數據，甚至，測試裝置410中更可以預先儲存多個不同廠牌的功能性電路的測試數據。而且，測試數據可以對應不同的測試條件下以被提供，例如在高電壓操作時所提供的測試數據，或在低電壓操作時所提供的測試數據，亦或者在高環境溫度下所提供的測試數據，或在低環境溫度下所提供的測試數據。如此一來，測試裝置410可以針對電子裝置420做多樣性的測試，以達到最精準的產品等級分類的效果。

此外，功能性電路還可包括觸控電路、影像擷取電路以及資料儲存電路等其他各種系統層級的電子產品所可能包括的功能性電路。

以下請參照圖5A以及圖5B，圖5A以及圖5B繪示本發明實施例的測試數據的獲得方式。在圖5A中，先使電路板5201上的功能性電路5211透過連接介面II1連接至功能性電路5211對 應的應用電子裝置550。亦或者，功能性電路5211對應的應用電子裝置540可配置在電路板5201上並透過電路板5201上的佈線與功能性電路5211相連接。測試裝置510則耦接至應用電子裝置540、550耦接至功能性電路5211的路徑上。

當應用電子裝置540及550與功能性電路5211進行信號傳輸來進行測試動作時，測試裝置510可以擷取應用電子裝置540及550所傳送的資訊，並將這些資訊記錄起來，以作為測試數據。當應用電子裝置540及550所進行的測試動作完成後，測試裝置510也儲存有相對應的測試數據，並在圖5B中，測試裝置510可擬真為應用電子裝置540、550的至少其中之一來對另一個電路板5202上的功能性電路5212進行測試。當然，功能性電路5212及5211是具有相同功能的功能性電路。

上述的測試數據的獲取方式僅只是一個範例，本發明其他實施例也可以透過有線或無線的傳輸方式，來將測試數據寫入至測試裝置中。亦或者，本發明實施例也可將測試數據寫入非揮發的記憶裝置中，並將非揮發的記憶裝置配置在測試裝置510。

以下請參照圖6，圖6繪示本發明實施例的測試系統的示意圖。測試系統600包括測試裝置610以及多個電子裝置620~62M。測試裝置610可依據前述的多個實施例的測試裝置來建構。而在當電子裝置620~62M進行測試時，電子裝置620~62M可以依序的或同時的被耦接至測試裝置610來進行測試動作。測試裝置610則可以即時的回應受測的電子裝置的產品等級以及其 中各功能性電路的產品等級，提供以作為測試者分析、應用或銷售電子產品620~62M的重要依據。

綜上所述，本發明提出一種測試裝置以對系統層級的電子裝置進行測試。透過本發明提出的測試裝置，受測的電子裝置的產品等級可以獲得判定。

並請注意，本發明實施例更可以針對告個各個功能性電路進行期中的各項規格的邊界測試(Margin test)以及全測試範圍的掃描(full scan)動作。關於邊界測試，舉例來說，假設針對功能性電路進行操作電壓範圍的測試時，可先設定測試規範為一個預設測試電壓範圍，例如3V~7V。而在當進行邊界測試時，可以擴大測試電壓範圍例如為2V~8V，並透過測試動作來了解受測的功能性電路的最大可工作的操作電壓範圍，並針對這個最大可工作的操作電壓範圍來設定受測的功能性電路的產品等級。

全測試範圍的掃描則是指將測試範圍切分為多數個測試步階，並逐步的針對功能性電路進行測試。透過全測試範圍的掃描的測試方式，可以針對受測功能性電路的品質進行更精細的剖析，並藉此得知例如電氣信號的設定時間(setup time)、穩定時間(hold time)、上升時間(rising time)及下降時間(falling time)等動態的電氣特性。

當然上述的測試方式同樣可以用來進行功能性電路的其他種類的測試項目，例如操作溫度、電壓準位、電流準位、瞬間電壓變化、瞬間電流變化等本領域具通常知識者所熟知的電氣信 號的測試內容，以下恕不逐一說明。

舉例來說明，以下請參照圖7A以及圖7B，圖7A及圖7B繪示本發明實施例的測試系統的測試方式的示意圖。區域711以及712分別表示不同廠商(A廠商以及B廠商)的功能性電路的電氣信號的信號強度的分布區域與時間的關係，區域711以及712大部分在規格範圍701中。具體來說，當對A廠商的多個功能性電路進行測試時，其受測的電氣信號的波形可分佈在區域711中。當對B廠商的多個功能性電路進行測試時，其受測的電氣信號的波形可分佈在區域712中。

另外，曲線713則為不同時間點上，A廠商的功能性電路所回應的電氣信號的強度發生上升事件的累計次數。曲線714則為不同時間點上，B廠商的功能性電路所回應的電氣信號的強度發生上升事件的累計次數。本發明實施例的測試系統並可藉由測試結果來獲得曲線713、714，並透過曲線713、714所呈現的分布方式來判定A廠商及B廠商的受測功能性電路的產品等級的差異。在圖7A中，曲線713、714皆呈現常態分布，以表示A廠商及B廠商的受測功能性電路是正常的。

另外，在圖7B中，針對單一產商的功能性電路進行測試，可針對受測功能性電路進行不同種類的測試，並獲得不同狀態的累計次數的曲線721、722、723_1、723_2、724、725_1以及725_2。並透過曲線721、722、723_1、723_2、724、725_1以及725_2所呈現的分布狀態可以獲知受測功能性電路的更細節的狀 態。其中，曲線721呈現常態分布；曲線722呈現平均分布；曲線723_1及723_2則針對規格範圍701的兩個邊界進行邊界測試(boundary test)；曲線724則為針對受測功能性電路進行大於規格範圍701的極限測試(Margin test)；曲線725_1以及725_2則為針對受測功能性電路對規格範圍701外的異常測試(Abnormal test)。

由圖7A、圖7B可以得知，本發明實施例可以透過針對不同的時間點來對受測功能性電路進行測試，並依據其電氣信號在規格範圍內以及規格範圍外所呈現的分布狀態來判斷出功能性電路的性能，以更準確的判定其產品等級。

當然，本發明實施例也可不受限於分析不同時間的受測功能性電路的測試狀態，也可針對其他種類的物理量(例如工作溫度、操作電壓、操作電流等)與受測功能性電路的測試狀態進行分析，以獲得更多受測功能性電路的電氣特性的相關資訊。

此外，本發明實施例的測試系統另可以模擬以發送出不同的雜訊信號(noise injection、jitter injection)或者突波(pulse)信號、甚至可以產生非規格範圍內之(強弱或上下限不同的)信號來驗證系統對抗雜訊處理能力，或者異常訊號的處置結果。

110‧‧‧測試裝置

120‧‧‧電子裝置

121~12N‧‧‧功能性電路

I1~IM‧‧‧連接介面

111‧‧‧測試數據傳收器

112‧‧‧處理器

Claims (15)

1. 一種測試裝置，用以測試至少一電子裝置，包括：一測試數據傳收器，透過多個連接介面分別耦接至該電子裝置的多數個功能性電路，分別傳送對應該些功能性電路的多數個測試數據以針對該些功能性電路進行測試以產生多數個測試結果；以及一處理器，耦接該測試數據傳收器，傳送該些測試數據至該測試數據傳收器，並由該測試數據傳收器接收測試結果，並依據該些測試結果來決定該至少一電子裝置及各該功能性電路的至少其中之一的至少一產品等級，其中，該至少一電子裝置為系統層級的電子裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的測試裝置，其中更包括：一記憶裝置，耦接該處理器，該記憶裝置用以儲存對應該些功能性電路的該些測試數據、該些測試結果以及該產品等級的至少其中之一。
3. 如申請專利範圍第2項所述的測試裝置，其中該測試裝置透過一外部裝置接收該些測試數據，並將該些測試數據儲存至該記憶裝置中。
4. 如申請專利範圍第1項所述的測試裝置，其中該測試數據傳收器分別傳送該些測試數據至對應的該些功能性電路，並接收該些功能性電路依據分別對應的該些測試數據所分別回應產生的多數個測試回應數據，該測試數據傳收器將該些測試回應數據送 給該處理器。
5. 如申請專利範圍第4項所述的測試裝置，其中該處理器依據該些測試數據或者該些測試回應數據結果來決定分別對應的該些功能性電路的等級，更依據該些功能性電路的等級來決定該電子裝置的產品等級。
6. 如申請專利範圍第1項所述的測試裝置，其中該測試裝置內嵌於該電子裝置內。
7. 如申請專利範圍第1項所述的測試裝置，其中該處理器透過命令使該測試數據傳收器擬真(Emulating)為該些功能性電路其中之一的應用電子裝置，並透過擬真的該測試數據傳收器對該些功能性電路其中之一進行測試動作。
8. 如申請專利範圍第1項所述的測試裝置，其中該些功能性電路包括網路傳輸電路、顯示介面電路、音效介面電路、電源控制電路、觸控電路、影像擷取電路、資料儲存電路以及傳輸介面電路。
9. 一種測試系統，包括：多數個電子裝置，各該電子裝置具有多數個功能性電路；以及一測試裝置，耦接該些電子裝置，包括：一測試數據傳收器，透過多個連接介面分別耦接至各該電子裝置的該些功能性電路，該測試數據傳收器依序針對該些電子裝置分別傳送對應該些功能性電路的多數個測試數據以針對該 些功能性電路進行測試以產生多數個測試結果；以及一處理器，耦接該測試數據傳收器，傳送該些測試數據至該測試數據傳收器，並由該測試數據傳收器接收測試結果，並依據該些測試結果來決定各該電子裝置及各該功能性電路的至少其中之一的至少一產品等級，其中，各該電子裝置為系統層級的電子裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述的測試系統，其中該測試裝更包括：一記憶裝置，耦接該處理器，該記憶裝置用以儲存對應該些功能性電路的該些測試數據、該些測試結果以及該產品等級的至少其中之一。
11. 如申請專利範圍第10項所述的測試系統，其中該測試裝置透過一外部裝置接收該些測試數據，並將該些測試數據儲存至該記憶裝置中。
12. 如申請專利範圍第9項所述的測試系統，其中該測試數據傳收器分別傳送該些測試數據至受測電子裝置對應的該些功能性電路，並接收該些功能性電路依據分別對應的該些測試數據所分別回應產生的多數個測試回應數據，該測試數據傳收器並依據該些測試回應數據傳回給該處理器。
13. 如申請專利範圍第12項所述的測試系統，其中該處理器依據該些測試數據以及該些測試回應數據來決定分別對應的該些功能性電路的等級，更依據該些功能性電路的等級來決定受測電 子裝置的產品等級。
14. 如申請專利範圍第9項所述的測試系統，其中該處理器透過命令使該測試數據傳收器擬真為該些功能性電路其中之一的應用電子裝置，並透過擬真的該測試數據傳收器對該些功能性電路其中之一進行測試動作。
15. 如申請專利範圍第9項所述的測試系統，其中該些功能性電路包括網路傳輸電路、顯示介面電路、音效介面電路、電源控制電路、觸控電路、影像擷取電路、資料儲存電路以及傳輸介面電路。