TWI550292B - 電視智慧卡模組之測試裝置及方法 - Google Patents

Description

電視智慧卡模組之測試裝置及方法

本發明係關於測試技術相關，且尤指與應用於數位電視的智慧卡模組之測試技術相關。

在多數多媒體系統中，最重要的硬體裝置就屬影像顯示設備。如何確保產品出廠時的功能一切正常，並符合各種銷售地區的功能規範，向來是影像顯示設備製造者關注的議題。智慧卡可用於數位電視之條件接取模組，為數位電視在多媒體服務、加值服務、收費娛樂等等的系統管制中樞，透過智慧卡上的金鑰與身分資訊，進一步用於電視系統的收費機制。由於各區域針對數位電視的政策規範不同，而對於智慧卡的政策規範與採用的規格不同，因此數位電視在出廠前必須要確保所生產的數位電視，能夠正確的存取對應銷售地區的條件接取模組規格。

電視系統的測試項目通常會包含判斷電視系統是否能正確與智慧卡連接並取得對應的資訊。現行的測試方式通常是由測試人員手動將智慧卡插入電視系統，並進一步操作電視系統以判斷存取是否正常。另一方面，常見的測試項目還包含判斷電視系統是否在智慧卡被多次插拔後仍能正常運作。現行的測試方式也是由測試人員手動多次插拔電視系統的 智慧卡模組，並以肉眼觀察電視系統是否能相對應地動作。限於現行測試方式，若無法負擔大量測試人力，電視系統的製造者通常僅能隨機抽驗少數產品，並且經過測試人員針對智慧卡模組的大量插拔操作，作為測試使用的智慧卡將不可避免的產生物理耗損，進而造成不必要的測試成本。

為解決上述問題，本發明提出一種應用於電視系統的測試裝置及測試方法。藉由將插拔智慧卡的程序自動化，相較於先前技術，根據本發明的測試裝置及測試方法可節省大量人力成本與避免物理耗損，進而提升整體測試效率。

根據本發明之一具體實施例為一種應用於一電視系統之測試裝置，耦接至一智慧卡，該測試裝置包含一控制單元、一第一介面、一第二介面、一訊號線組、一切換模組及一阻抗調整模組。該控制單元用以產生一切換訊號、一阻抗調整訊號及一操作訊號。該第一介面用以連接該智慧卡。該第二介面用以連接該電視系統。該訊號線組用以電性連接該第一介面及該第二介面。該切換模組依據該切換訊號，控制該訊號線組之至少一訊號線之導通狀態。該阻抗調整模組依據該阻抗調整訊號，調整該訊號線組之至少一訊號線的阻抗。該操作訊號係藉由該第二介面傳送至該電視系統。

根據本發明之另一具體實施例為一種測試方法，該測試方法應用於一測試裝置，且該測試裝置耦接於一電視系統，該測試方法包含下列步驟：a.將一智慧卡插入該測試裝置；b.透過該測試裝置產生一操作訊號傳輸至該電視系統，以使該電視系統執行一智慧卡偵測程序；c.確認該電 視系統之該智慧卡偵測程序是否正確偵測該智慧卡之規格；d.透過該測試裝置改變該操作訊號，以使該電視系統偵測到該智慧卡已移除。

關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

本案圖式中所包含之各元件列示如下：

10‧‧‧智慧卡

20‧‧‧電視系統

100、600‧‧‧測試裝置

101‧‧‧控制單元

102‧‧‧第一介面

103‧‧‧第二介面

104‧‧‧切換模組

105‧‧‧阻抗調整模組

106‧‧‧緩衝模組

400‧‧‧阻抗調整單元

410‧‧‧解多工器

420‧‧‧多工器

CD1、CD2‧‧‧智慧卡偵測訊號

ICS‧‧‧阻抗調整訊號

ICS1、ICS2、ICS3...ICSn‧‧‧子阻抗調整訊號

ICU1、ICU2、ICU3...ICUn‧‧‧阻抗調整單元

OPS‧‧‧操作訊號

S1、S1_1...S1_m‧‧‧第一組訊號線

S2、S2_1...S2_n‧‧‧第二組訊號線

SS‧‧‧切換訊號

SS11、SS12、SS13...SS1m...SS2n‧‧‧子切換訊號

SW11、SW12、SW13...SW1m...、SW2n‧‧‧切換單元

Rn1、Rn2、Rn3...Rnx‧‧‧電阻

第一圖係本發明測試裝置之一實施例之方塊示意圖。

第二圖係本發明測試裝置之一切換模組之示意圖。

第三圖係本發明測試裝置之一阻抗調整模組之示意圖。

第四圖係本發明測試裝置之一阻抗調整單元之示意圖。

第五圖係本發明測試裝置之一操作訊號之時序圖。

第六圖係本發明測試裝置之另一實施例之示意圖。

第一圖所示為本發明之測試裝置100之一實施例之方塊示意圖。本發明之測試裝置100包含控制單元101、第一介面102、第二介面103、包含第一組訊號線S1與第二組訊號線S2之訊號線組、切換模組104與阻抗調整模組105。第一介面102與第二介面103分別用以連接智慧卡10及電視系統20，其係一種相容於普通介面(common interface)或相容於個人電腦記憶卡國際協會(PCMCIA)所規範的傳輸介面，介面訊號的類型至少需包含位址訊號類型、數據訊號類型及命令訊號類型等等。

本實施例中的控制單元101主要作為測試裝置100控制與管理的核心，可以用微處理器或可規劃邏輯閘陣列(FPGA)實現。如第一圖所 示，控制單元101分別耦接於切換模組104、阻抗調整模組105及第二介面103，透過其所產生的各控制訊號以對應地控制各個元件的動作機制。實施上，使用者可透過一測試機台對控制單元101相關的測試項目程式碼進行更新，而透過控制單元101所產生的各控制訊號，即可控制切換模組104改變訊號線組為導通狀態或不導通狀態、控制阻抗調整模組105以調整訊號線組的線路阻抗、以及透過第二介面103傳輸通知訊號及時序訊號到電視系統20，藉由前述各種控制機制的變化與組合，本發明之測試裝置100即可據此完成智慧卡10相關的測試項目。

本實施例中茲以操作一具有m條傳送一般訊號之第一組訊號線S1與一具有n條傳送高速訊號之第二組訊號線S2之測試裝置100，模擬智慧卡10插拔的操作與測試為例，進一步說明測試裝置100內各元件的連接關係，其中第二組訊號線S2可傳送位址訊號類型或數據訊號類型之高速訊號。切換模組104係依據控制單元101所產生的切換訊號SS，對應地切換第一組訊號線S1及第二組訊號線S2為導通狀態或不導通狀態，以進行各訊號線導通狀態或不導通狀態所對應的測試項目，切換模組可以透過例如複數個按鈕元件或者電晶體開關元件來實現。阻抗調整模組105依據控制單元101所產生的阻抗調整訊號ICS，對應地調整第二組訊號線S2的線路阻抗，以使用於傳輸高速訊號的第二組訊號線S2中各訊號線之間的傳輸時序互相匹配。並且在第二介面103傳輸一作為電視系統20插拔智慧卡10通知的操作訊號OPS，以模擬智慧卡10進行物理性的插拔操作。也就是說，透過適當配置控制單元以產生相關元件的控制訊號，使連接於第一介面102之智慧卡10可被連接於第二介面103之電視系統20讀取相關的智慧卡資料。以下更進一 步說明各元件的詳細連接關係。

請參考第二圖，其為本發明測試裝置100之一切換模組104之示意圖，切換模組104主要作為第一組訊號線S1與第二組訊號線S2的每一訊號線切換導通狀態或不導通狀態，可以透過例如複數個按鈕元件或者電晶體開關元件實現。控制單元101所產生的切換訊號SS可包含m+n個子切換訊號SS11、SS12、SS13...SS1m...SS21、SS22、SS23...SS2n，分別輸入至切換模組104所至少包含的m+n個切換單元SW11、SW12、SW13...SW1m...SW21、SW22、SW23...SW2n，以對應地分別切換第一組訊號線S1及第二組訊號線S2中每一訊號線的導通狀態或不導通狀態，並進行該訊號線導通狀態或不導通狀態所對應的測試項目。

舉例來說，訊號線S1_3之切換單元SW13可為以N型金氧半導體(NMOS)來實現，透過NMOS的源極(Source)與汲極(Drain)分別耦接至訊號線S1_3之靠近第一介面102的一端與靠近第二介面103之一端，並透過子切換訊號SS13耦接至閘極(Gate)，當使用者欲針對訊號線組S1之訊號線S1_3進行單獨導通狀態的測試項目時，使用者可透過適當的設定，使控制單元101對應地產生適當的子切換訊號SS13，以導通切換單元SW13，對N型金氧半導體來說即為產生一高電壓準位，例如3.3伏特。進一步來說，為了測試操作的便利與成本考量，亦可設計使第一組訊號線S1透過一統一的按鈕元件來進行手動操作，而屬於高速訊號的第二組訊號線S2則分別透過電晶體開關元件進行單獨導通的控制，以兼顧簡化測試裝置100之設計與高速訊號線的測試需求。同樣的，在設計考量上，複數訊號線透過統一切換單元進行導通狀態之切換或者每一訊號線透過單一切換單元進行導通狀態之切換 亦不以上述為限，可依據實際需求而作相對應調整。

請參考第三圖，其為本發明測試裝置100之一阻抗調整模組105之示意圖，本實施例中的阻抗調整模組105主要作為高速訊號之第二組訊號線S2之線路阻抗調整與匹配，可以透過例如在第二組訊號線S2之每一訊號線設置複數個電阻、一解多工器與一多工器，以從中選擇適當的電阻，進行線路阻抗匹配。控制單元101所產生的阻抗調整訊號ICS包含n個子阻抗調整訊號ICS1、ICS2、ICS3...ICSn，分別輸入至阻抗調整模組105所包含的n個阻抗調整單元ICU1、ICU2、ICU3...ICUn，以對應地控制各個阻抗調整單元選擇適當的電阻，以調整第二組訊號線S2中每一訊號線的阻抗，使其互相匹配，而使第二組訊號線S2可於適當的阻抗匹配下，進行所對應的測試項目。

舉例來說，當第二組訊號線S2之8條訊號線之線路阻抗分別為61、62、63、64、65、66、67、68歐姆，並且各阻抗調整單元之調整阻抗範圍為0~10歐姆時，使用者可透過適當的設定，使控制單元101對應地產生阻抗調整訊號ICS之子阻抗調整訊號ICS1、ICS2、...、ICS8，以分別地設定阻抗調整單元ICU1~ICU8之電阻為9、8、7、6、5、4、3、2歐姆，即可使第二組訊號線S2之每一線路阻抗皆調整至70歐姆。當使用者於初次操作一未知規格的智慧卡並連接至第一介面102以進行測試時，由於其對應的第二組訊號線S2之間的匹配狀態無法得知，因此只能透過測試儀器量測第二組訊號線S2的各線路阻抗，當量測結果之線路阻抗分別如前述的8種不同阻抗時，傳統上，使用者僅能依據量測結果重新設計並製造一新的測試裝置100，並在所對應的第二組訊號線S2之硬體走線上進行重新設計，意即， 在電路板走線上使S2_1訊號線約略延伸9歐姆之等效線路長度，關於S2_2至S2_8的訊號線延伸部分以此類推。然而，本發明測試裝置100即可透過前述之阻抗調整模組105進行前述的阻抗調整以進行阻抗匹配，而無需浪費設計資源及無需重新設計相關的硬體，大幅減少設計時間與設計成本。

如第三圖所示，阻抗調整模組105包含n個阻抗調整單元ICU，以對應地調整第二組訊號線S2之每一訊號線之線路阻抗。請參考第四圖，其為阻抗調整模組105之一阻抗調整單元400之示意圖，每一阻抗調整單元400中，包含有x個電阻Rn1、Rn2、Rn3...Rnx、一解多工器410與一多工器420。依據對應的阻抗調整訊號ICSn，解多工器410與多工器420係分別選取對應之第一介面端之路徑與第二介面端之路徑，以自電阻Rn1、Rn2、Rn3...Rnx中選擇一特定的電阻，進而達到調整該訊號線之線路阻抗之目的。

舉例來說，當所量測第二組訊號線S2之某一線路阻抗為61歐姆，欲調整匹配之線路阻抗目標為70歐姆，且阻抗調整單元400包含10個電阻，各電阻Rn1、Rn2、...至Rn10之電阻值分別為1歐姆、2歐姆、...、至10歐姆，透過適當的設定，控制單元101可對應地產生阻抗調整訊號ICS之子阻抗調整訊號ICSn，使解多工器410與多工器420選取對應電阻Rn9之路徑，則對應的線路阻抗將被調整為70歐姆。依據上述說明，即可使傳輸高速訊號用的第二組訊號線S2之間，透過複數個阻抗調整單元400以調整第二組訊號線S2每一線路之線路阻抗至70歐姆，而無需浪費資源重新設計相關的硬體，大幅減少設計時間與設計成本。請注意，在前述說明中，當所設計之調整阻抗範圍較大，如0~100歐姆之間，並且以每1歐姆為差距設置不 同電阻值之電阻，則所能達到阻抗匹配的調整彈性就更大，例如當各線路阻抗分別為30歐姆...120歐姆，其中訊號線之間的線路阻抗差距最高達到90歐姆，則可將各訊號線之線路阻抗匹配目標設定為120歐姆，意即只要各線路之間的線路阻抗差距在調整阻抗範圍之下限值與上限值之間，透過適當的選取對應的電阻，皆可達到阻抗匹配的效果。並且其中各電阻可以由具有固定單一電阻值的電阻元件來實現或者具有可變電阻值的可變電阻元件來實現，或者其他等效電阻元件實現。

請參考第一圖，本實施例中的控制單元101透過產生一操作訊號OPS作為通知訊號並藉由第二介面103傳輸至電視系統20，意即作為普通介面中的卡偵測訊號CD1與CD2以傳輸至電視系統20，而電視系統20收到該操作訊號後即執行一智慧卡偵測程序，用以偵測智慧卡10插入之動作及確認智慧卡之規格。請參考第五圖，其為本發明測試裝置100之控制單元101所產生之一操作訊號OPS之時序圖，以進一步說明操作訊號OPS與其他訊號的時間關係。承上所述，操作訊號OPS用以模擬智慧卡10之插拔動作，而當控制單元101產生操作訊號OPS至電視系統20，以促使電視系統20執行智慧卡偵測程序時，如第五圖所示之CD1與CD2自低準位升至高準位後，至少維持一定的時間T以使電視系統20能正確地偵測智慧卡10所對應之智慧卡規格，則電視系統20即可於正確初始化之後，進行後續的智慧卡操作。控制單元101係在電視系統20執行完智慧卡偵測程序後進行確認電視系統20是否有正確地偵測到智慧卡10，且不以上述實施方式為限，例如亦可透過設置於電視系統20之測試韌體，以透過使用者人工檢視該電視系統20是否有正確性偵測到智慧卡10。當電視系統20進行智慧卡10的規格偵測後，若無 法正確地偵測對應之智慧卡規格，則電視系統20將透過該第二介面103進行斷電的動作，因此在本發明之控制單元101維持操作訊號OPS於高準位之一定時間T之內，測試裝置100的其他控制訊號如SS或ICS亦須維持一能使智慧卡正常存取之組態，以避免影響電視系統20進行智慧卡偵測程序，待電視系統20完成智慧卡偵測程序後，控制單元101才可改變切換訊號SS、阻抗調整訊號ICS、及操作訊號OPS以進行其他的智慧卡操作。

舉例來說，當欲連續模擬智慧卡10之插拔動作時，透過適當的使操作訊號OPS維持一特定的時間T，以模擬智慧卡10插入的動作，此時測試裝置100亦必須透過阻抗調整訊號ICS之組態，調整第二組訊號線S2之線路阻抗，以匹配至一特定的線路阻抗，如90歐姆，以使電視系統20能正確偵測智慧卡的規格，確認所模擬的正確插入動作。之後，則再次將操作訊號OPS自高準位降至低準位，以模擬智慧卡10拔除的動作。並再次將操作訊號OPS提升至高準位且維持另一特定的時間T，以模擬智慧卡10再次插入的動作。以此類推，藉由重複上述變換操作訊號OPS之準位，即可藉此模擬智慧卡10連續插入與拔除之動作，以進行連續插入與拔除的測試項目。請注意，當進行智慧卡10連續插入與拔除的測試項目時，使用者亦可以透過適當的設定，使測試裝置100在正確地完成智慧卡10插入偵測後，並進行需於智慧卡10插入狀態下所對應的測試項目；以及在測試裝置100正確地完成智慧卡10拔除後，進行需於智慧卡10拔除狀態下所對應的測試項目。如此，即可在進行連續插拔測試的同時，進行其他的智慧卡測試項目，以節省整體測試成本與測試資源。

請參考第六圖為本發明測試裝置600之另一實施例之示意 圖。其中與測試裝置100之差異在於，在第一介面102與切換模組104之間設置一緩衝模組106，緩衝模組可耦接於不同於測試裝置100之供應電源之另一主動電源Vdd，以在對應的訊號線上以提升訊號推力，並可提高相關訊號的訊號完整度(signal integrity)、避免共電源所造成之對地電擾(power ground noise)以及提高測試裝置的測試穩定度，其中緩衝模組可透過於一訊號線的兩端設置兩個反向器來實現，但不以此為限。在前第一圖所述的測試裝置100係透過第二介面經由電視系統20提供所需的電源，並且由於測試裝置100係在連接智慧卡10的第一介面102與連接電視系統20的第二介面103之間設置了眾多的元件，因此對第一組訊號線S1與第二組訊號線S2所傳輸訊號的推力有潛在的負面影響，並可能進一步導致電視系統20無法正確地由第二介面103對連接於第一介面102的智慧卡10進行存取操作，而本實施例之測試裝置600中，由於緩衝模組106可耦接至不同於測試裝置100之供應電源之另一主動電源Vdd，即可避免上述的負面影響。請注意，如前所述，緩衝模組106可透過於一訊號線的兩端設置兩個反向器來實現，因此緩衝模組106亦對應地增加其所緩衝的訊號線之線路阻抗，例如由於增設的兩個反向器而增加8歐姆。因此，在實施本發明之緩衝模組106時，必須對應地考量阻抗調整模組105的設計組態，以對應地進行前述的線路阻抗匹配。並且本實施例之緩衝模組106雖設置於第一介面102與切換模組104之間，但不以上述為限，可依據實際需求而作相對應調整，例如因為考量設置測試裝置的電路板面積大小，而對應地設置緩衝模組106於阻抗調整模組105與第二介面103之間，並且僅對高速訊號的第二組訊號線S2提供訊號緩衝。

由於本技術領域具有通常知識者可藉由第二圖至第五圖揭 露內容之細節來瞭解第一圖及第六圖之實施例與變化，本技術領域人士可依本發明之揭露內容及自身的需求，選擇性地實施任一實施例之部分或全部技術特徵，或者選擇性地實施複數個實施例之部分或全部技術特徵之組合，藉此實現自動化測試以節省大量人力成本與避免物理耗損，並且大幅減少設計時間與設計成本。雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧智慧卡

20‧‧‧電視系統

100‧‧‧測試裝置

101‧‧‧控制單元

102‧‧‧第一介面

103‧‧‧第二介面

104‧‧‧切換模組

105‧‧‧阻抗調整模組

S1‧‧‧第一組訊號線

S2‧‧‧第二組訊號線

SS‧‧‧切換訊號

ICS‧‧‧阻抗調整訊號

OPS‧‧‧操作訊號

Claims (9)

1. 一種應用於一電視系統之測試裝置，耦接至一智慧卡，該智慧卡包含一金鑰，該測試裝置包含：一控制單元，用以產生一切換訊號、一阻抗調整訊號及一操作訊號；一第一介面，用以連接該智慧卡；一第二介面，用以連接該電視系統；一訊號線組，用以電性連接該第一介面及該第二介面；一切換模組，依據該切換訊號，切換該訊號線組之至少一訊號線為導通狀態及不導通狀態中之一者；以及一阻抗調整模組，依據該阻抗調整訊號，調整該訊號線組之至少一訊號線的阻抗；其中該控制單元所產生之該操作訊號係藉由該第二介面傳送至該電視系統；其中該操作訊號使該電視系統在一預定時間內，偵測該智慧卡之規格；其中該切換訊號及該阻抗調整訊號於該預定時間內維持不變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置，其中該訊號線組包含一第一組訊號線、以及一第二組訊號線，該阻抗調整模組係用以調整該第二組訊號線之至少一訊號線的阻抗。
3. 如申請專利範圍第2項所述之測試裝置，其中該第一介面與該第二介面相容於一普通介面，且該第二組訊號線用以傳輸該普通介面之一位址訊號及一數據訊號。
4. 如申請專利範圍第2項所述之測試裝置，其中該阻抗調整模組包含對應該第二組訊號線之複數個阻抗調整單元，該等阻抗調整單元之每一者包含複數個電阻。
5. 如申請專利範圍第4項所述之測試裝置，其中該阻抗調整模組依據該阻抗調整訊號，使該等阻抗調整單元之每一者各自選擇其複數個電阻之一者，以匹配該第二組訊號線之阻抗。
6. 如申請專利範圍第2項所述之測試裝置，其中該阻抗調整模組包含對應該第二組訊號線之複數個阻抗調整單元，該等阻抗調整單元之每一者包含一可變電阻。
7. 如申請專利範圍第6項所述之測試裝置，其中該阻抗調整模組依據該阻抗調整訊號，調整該等阻抗調整單元之電阻值，以匹配該第二組訊號線之阻抗。
8. 如申請專利範圍第2項所述之測試裝置，另包含一緩衝模組，設置於該第一介面與該第二介面之間，用以緩衝該訊號線組之訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之測試裝置，該緩衝模組耦接於一不同於該測試裝置之電源。