TWI709851B

TWI709851B - Ｕｓｂ連接埠測試系統及動態測試ｕｓｂ連接埠之方法

Info

Publication number: TWI709851B
Application number: TW107116258A
Authority: TW
Inventors: 范綱倫; 孟憲明; 孫武雄; 廖祝湘; 張基霖; 廖偉然; 張士杰
Original assignee: 技嘉科技股份有限公司
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2020-11-11
Also published as: TW201947399A

Abstract

本發明提出了一種USB連接埠測試系統，連接並測試一USB連接埠，包括：一觸發信號源，送出一第一信號及一第二信號；一邏輯電路，根據該第一信號及該第二信號的邏輯位準的組合，送出對應特定的USB型態的一觸發信號；以及一控制模組，接收該觸發信號，送出該觸發信號所表示的USB型態之測試信號至該USB連接埠。

Description

USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法

本發明係有關於一種USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法，且特別有關於能夠有效率地測試大量的USB連接埠之USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法。

主機板產品的測試中包括測試USB(通用序列匯流排，Universal Serial Bus)連接埠的規格及速率是否合乎標準。由於主機板的USB連接埠可以多達20至30個，如果同時間對所有的USB連接埠插入治具進行測試，因為系統辨識USB的數量限制最大值為21個埠位，當超過此數量限制時，系統就會出現無法辨識USB連接埠的問題。

為了解決上述數量限制的問題，習知技術會透過分開插拔或是將USB連接埠分為不同的作業系統(例如DOS與Windows)來做測試。然而，前者的作法需要對USB連接埠循序插拔測試，測試效率極差，後者的作法則是需要因應作業系統的不同而增加USB測試治具的數量。再者，USB連接埠包括3.1、3.0、2.0等型態，要如何有效率地測試USB連接埠的各個型態是否合乎規格，也是一個需要改善的問題。

有鑑於上述的問題點，本發明的目的是提出一種USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法，能夠動態地對於大量的USB連接埠進行型態的切換測試，藉此能夠減省測試治具的數量並且提高測試效率。

為了解決上述問題，本發明提出了一種USB連接埠測試系統，連接並測試一USB連接埠，包括：一觸發信號源，送出一第一信號及一第二信號；一邏輯電路，根據該第一信號及該第二信號的邏輯位準的組合，送出對應特定的USB型態的一觸發信號；以及一控制模組，接收該觸發信號，送出該觸發信號所表示的USB型態之測試信號至該USB連接埠。

在上述USB連接埠測試系統中，該USB連接埠測試系統具有複數個該控制模組，用以對複數個USB連接埠測試，各個該控制模組收到該觸發信號後，會依序送出該測試信號。

在上述USB連接埠測試系統中，該控制模組包括：一輸出埠位，連接至該USB連接埠；一控制晶片，根據該觸發信號，送出該測試信號；以及一開關電路，根據該觸發信號，選擇該測試信號要輸出至該輸出埠位的路徑。

在上述USB連接埠測試系統中，該控制模組更包括：一擴充連接埠，允許一外部USB裝置的連接。該觸發信號源更送出一第三信號及一第四信號，該邏輯電路根據該第三信號及該第四信號的邏輯位準的組合，送出對應特定的USB型態的一選擇信號。該開關電路根據該選擇信號，選擇將該外部 USB裝置連接至該輸出埠位。

在上述USB連接埠測試系統中，該第一信號及該第二信號皆為低位準時，該控制模組送出對應一第一USB型態的該測試信號，該第一信號為高位準且該第二信號為低位準時，該控制模組送出對應一第二USB型態的該測試信號。

在上述USB連接埠測試系統中，該第一USB型態是USB 3.1型態，該第二USB型態是USB 2.0型態。又或者，該第一USB型態是USB 3.0型態，該第二USB型態是USB 2.0型態。

根據本發明另一個觀點，本發明也提供一種動態測試USB連接埠之方法，應用於包括包括一觸發信號源、一邏輯電路、以及複數的控制模組的一USB連接埠測試系統。該動態測試USB連接埠之方法包括：將該USB連接埠測試系統連接至作為測試對象之至少一USB連接埠；利用該信號源送出低位準的一第一信號以及一第二信號；利用該邏輯電路接收該第一信號及該第二信號，並送出對應一第一USB型態的一觸發信號；利用該複數的控制模組接收該觸發信號，並依序送出該第一USB型態的一測試信號至各個該USB連接埠；以及檢查該各個USB連接埠在該第一USB型態下是否符合標準。

上述動態測試USB連接埠之方法，更包括：利用該信號源送出高位準的一第一信號以及低位準的一第二信號；利用該邏輯電路接收該第一信號及該第二信號，並送出對應一第二USB型態的一觸發信號；利用該複數的控制模組接收該觸發信號，並依序送出該第二USB型態的該測試信號至各個該USB連接埠；以及檢查該各個USB連接埠在該第二USB型態下是否符合標準。

在上述動態測試USB連接埠之方法中，該第一USB型態的測試信號用以測試USB連接埠是否合乎USB 3.1及USB 3.0型態的規格及速率，該第二USB型態的測試信號用以測試USB連接埠是否合乎USB 2.0型態的規格及速率。

根據上述的USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法，能夠藉由動態地對於大量的USB連接埠進行型態的切換測試，來減省測試治具的數量並且提高測試效率。

10‧‧‧觸發信號源

20‧‧‧測試治具

21‧‧‧接線座

22‧‧‧邏輯電路

23、23a、23b、23c、23d‧‧‧控制模組

231、231a、231b、231c、231d‧‧‧輸出埠位

232、232a、232b、232c、232d‧‧‧控制晶片

233、233a、233b、233c、233d‧‧‧開關電路

234、234a、234b、234c、234d‧‧‧擴充連接埠

DUT‧‧‧主機板

usb、usb1、usb2、usb3、usb4‧‧‧USB連接埠

第1圖係本發明之USB連接埠測試系統及USB連接埠之概要示意圖。

第2圖係本發明之USB連接埠測試系統對USB連接埠進行測試時之概要示意圖。

第3圖係本發明之USB觸發信號送出的信號的時序圖。

第4圖係本發明之USB觸發信號送出的信號的另一時序圖。

第5圖係本發明之USB連接埠測試系統在使用外部USB裝置連接之擴充功能時之概要示意圖。

以下之說明提供了許多不同的實施例、或是例子，用來實施本揭露之不同特徵。以下特定例子所描述的元件和排列方式，僅用來精簡地表達本揭露，其僅作為例子，而並非用以限制本揭露。

此外，本說明書於不同的例子中沿用了相同的元件標號及/或文字。前述之沿用僅為了簡化以及明確，並不表示於不同的實施例以及設定之間必定有關聯。

圖式中之形狀、尺寸、以及厚度可能為了清楚說明之目的而未依照比例繪製或是被簡化，僅提供說明之用。

參照第1圖來說明本發明之USB連接埠測試系統。第1圖係本發明之USB連接埠測試系統及USB連接埠之概要示意圖。在第1圖中，做為測試對象的主機板DUT具有複數個USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4(總稱以元件符號usb表示)。需注意的是，圖式中的連接埠數目係為了簡化而僅以4個為例，本發明可應用於具有多達30個連接埠的主機板上。做為本發明的USB連接埠測試系統包括觸發信號源10以及測試治具20兩個部分。觸發信號源10是用來供給信號給測試治具20，使測試冶具20開始進行測試動作。測試冶具20包括接線座21、邏輯電路22、複數的控制模組23a、23b、23c、23d(總稱以元件符號23表示)。控制模組23的數目會大於等於主機板DUT的USB連接埠usb的數目，在測試時各個控制模組23a、23b、23c、23d會分別與USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4連接並各自送出測試信號。需注意的是，圖式中的控制模組的數目係為了簡化而僅以4個為例，實際上一個測試治具20不以4個控制模組23為限，另外，本發明也可以藉由串並聯複數的測試治具20來增加控制模組23的總數，使所有的USB連接埠usb可在同一次測試動作當中被測試。

接線座21上有複數個電性接點，分別接收來自觸發信號源10的複數個信號，並輸出至邏輯電路22。邏輯電路22 根據接收到來自接線座21的信號邏輯位準的組合而送出對應不同USB型態的測試之觸發信號至各個控制模組23a、23b、23c、23d。複數的控制模組23a、23b、23c、23d根據來自邏輯電路22的觸發信號而依序地對各個USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4送出測試信號。主機板DUT側可根據各個USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4接收到測試信號的狀況，來判斷各個USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4的規格或速率是否合乎標準。

接著，進一步說明本發明的USB連接埠測試系統的細部結構及該系統的動態測試USB連接埠之方法。第2圖係本發明之USB連接埠測試系統對USB連接埠進行測試時之概要示意圖。如第2圖所示，每一個控制模組23，包括：輸出埠位231、控制晶片232、開關電路233、擴充連接埠234。要進行USB連接埠usb測試時，測試治具20的各個輸出埠位231a、231b、231c、231d分別透過USB纜線連接到USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4，然後由觸發信號源10送出信號來開始進行測試。

在本發明的一個實施型態中，觸發信號源10至少會送出兩個脈波信號，藉由這兩個信號的高低位準的組合，來決定要測試USB連接埠usb的型態。現今，USB裝置已經有多個修訂版本，目前主流為2.0、3.0、3.1三種型態，由於2.0型態與3.0/3.1型態使用不同的傳輸腳位，因此，在測試上必須分開進行。而3.0及3.1型態都使用相同的傳輸腳位，因此只要根據測試時的傳輸速度就能判斷是否符合3.0型態或3.1型態的規格。在本發明中，觸發信號源10送出第一信號31OE及第二信號 20OE。當第二信號20OE位於高位準時，無論第一信號31OE的位準高低，表示測試關閉。當第一信號31OE及第二信號20OE都位於低位準時，表示要進行USB3.0/3.1型態的規格測試。當第一信號31OE位於高位準，但第二信號20OE都位於低位準時，表示要進行USB2.0型態的規格測試。

根據上述的第一信號31OE及第二信號20OE的高低位準組合，在一個實施例中，本發明的觸發信號源10在進行測試時會送出如第3圖所示的信號波形圖。如第3圖所示，一開始觸發信號源10送出的第一信號31OE及第二信號20OE都位於高位準，此時為測試關閉期間。接著，由於實際上第一信號31OE及第二信號20OE位準改變時裝置反應速度不一致，所以實務上先將第一信號31OE降到低位準，此時仍然處於關閉期間。第一信號31OE降到低位準後經過極短的延遲時間後，第二信號20OE也從高位準下降到低位準，進入測時期間，開始進行USB3.0/3.1型態的測試。USB3.0/3.1型態測試完成後將第二信號20OE維持在低位準並將第一信號31OE上升到高位準，緊接著進行USB2.0型態的測試。USB2.0型態測試完成後，將第二信號20OE上升到高位準，結束對USB連接埠的測試。

在本發明的另一個實施例中、，觸發信號源10在進行測試時可送出如第4圖所示的信號波形圖。如第4圖所示，一開始觸發信號源10送出的第一信號31OE及第二信號20OE都位於高位準，此時為測試關閉期間。接著，先將第一信號31OE降到低位準，經過極短的延遲時間後再第二信號20OE從高位準下降到低位準，進入測時期間。此時進行的是USB3.0/3.1型態的測試。USB3.0/3.1型態測試完成後將第一信號31OE及第二信號20OE都上升到高位準，關閉測試。然後再降低第二信號20OE至低位準，進行USB2.0型態的測試。USB2.0型態測試完成後，將第二信號20OE上升到高位準，結束對USB連接埠的測試。在第4圖的信號送出時序中，由於USB3.0/3.1型態的測試期間與USB2.0型態的測試期間隔開，可以確保USB2.0型態的測試不會受到前一測試的影響。

回到第2圖，開始進行USB連接埠usb測試時，觸發信號源10送出第一信號31OE及第二信號20OE至測試治具20的接線座21，再傳遞給邏輯電路22。邏輯電路22根據第一信號31OE及第二信號20OE的高低位準關係，送出USB3.1/3.0型態的觸發信號(當一信號31OE及第二信號20OE都是低位準)或者是USB2.0型態的觸發信號(當一信號31OE為高位準且第二信號20OE為低位準)至控制模組23a中的開關電路233a。開關電路233a根據觸發信號來選擇要輸出測試信號的路徑(USB3.1/3.0型態的觸發信號時選擇USB3.1/3.0的信號腳位，USB2.0型態的觸發信號時選擇USB2.0的信號腳位)，並且將該觸發信號傳給控制晶片232a以及下一個控制模組23b中的開關電路233b。控制晶片232a根據觸發信號的類型選擇將USB3.1/3.0型態或2.0型態的測試信號通過開關電路233a所選擇的路徑送出到輸出埠位231a。輸出埠位231a將測試信號送出到USB連接埠usb1來進行測試。另外，下一個控制模組23b收到來自開關電路233a的觸發信號後，會進行與控制模組23a相同的動作，而送出對USB連接埠usb2測試的測試信號。依此類推，各個控制模組 23a、23b、23c、23d會依序(有時間差)地送出測試信號對USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4進行測試。

主機板DUT的作業系統在執行USB連接埠的測試程式時，可根據USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4的接收測試信號的狀況來判斷各個USB連接埠usb1、usb2、usb3、usb4的型態，以及是否符合該型態的速率規格。

根據本發明的USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法，藉由切換觸發信號源送出信號的位準組合，可以動態地切換USB不同型態(USB2.0/3.0/3.1)之間的測試。並且在信號送出後，測試治具的各個控制模組會有時間差地依序送出測試信號至要測試的USB連接埠，使主機板的作業系統有足夠的緩衝時間來進行USB連接埠的辨識，避免各個USB連接埠同時接收到信號而發生無法辨識的問題。根據本發明的USB連接埠測試系統及動態測試USB連接埠之方法，可以對大量(20~30個埠位)的USB連接埠進行測試，減省測試治具的數量並且提高測試效率。

在本發明另一個實施例當中，本發明的USB連接埠測試系統可以提供外部USB裝置與主機板的連接埠連接的功能。第5圖係本發明之USB連接埠測試系統在使用外部USB裝置連接之擴充功能時之概要示意圖。如第5圖所示，測試治具20與主機板DUT的各個USB連接埠維持連接的狀態下，如果要臨時使用外部的USB裝置30與某個USB連接埠(第5圖以USB連接埠usb3為例)，可以直接插入測試冶具20中對應該USB連接埠的一個擴充連接埠(第5圖中對應USB連接埠usb3的是擴充連接埠 234c)來與主機板的USB連接埠進行連接。而不需要卸除測試治具20與主機板DUT之間的連線，使不同的作業之間操作程序更簡化。

在第5圖中，當使用外部USB裝置30與測試治具20的擴充連接埠234c連接時，為了存取外部USB裝置30，本發明的USB連接埠測試系統會進行下動作。觸發信號源10另外送出第三信號31SE及第四信號20SE。此時第一信號31OE及第二信號20OE可以維持在例如高位準，亦即測試關閉的狀態。同樣地，根據第三信號31SE及第四信號20SE的高低位準的組合，可以決定與外部USB裝置30連接所要使用的USB型態(2.0、3.0或3.1)。第三信號31SE及第四信號20SE送出到至測試治具20的接線座21，再傳遞給邏輯電路22。邏輯電路22根據第三信號31SE及第四信號20SE的高低位準關係，送出USB3.1/3.0型態的選擇信號或者是USB2.0型態的選擇信號至控制模組23a中的開關電路233a。開關電路233a根據選擇信號選擇對應的路徑將擴充連接埠234a連接至輸出埠位231a，並且將該選擇信號傳給控制晶片232a以及下一個控制模組23b中的開關電路233b。藉此，USB連接埠usb1可以藉由擴充連接埠234a來存取外部USB裝置。然而第5圖中擴充連接埠234a並無插入外部USB裝置，因此USB連接埠usb1會處於未使用的狀態。另外，下一個控制模組23b收到來自開關電路233a的選擇信號後，會進行與控制模組23a相同的動作，根據選擇信號選擇對應的路徑將擴充連接埠234b連接至輸出埠位231b。依此類推，各個擴充連接埠234與對應的USB埠位usb形成可資料存取的狀態。在第5圖中，外部USB 裝置30插入擴充連接埠234c，因此，主機板DUT的USB埠位usb3可透過測試治具20來存取外部USB裝置30。

根據上述的實施例，可以增加USB連接埠測試系統的擴充性，能夠隨時將測試作業切換成一般使用USB裝置的作業，並且簡化作業之間切換的複雜度。

上述已揭露之特徵能以任何適當方式與一或多個已揭露之實施例相互組合、修飾、置換或轉用，並不限定於特定之實施例。例如，上述第一至第四信號的高低位準的組合分別對應的各個USB型態的觸發信號或選擇信號僅為例示，本發明也可以任意調整高低位準的組合各自代表的USB型態的觸發信號或選擇信號。

本揭露雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本揭露的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本揭露之範圍，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。