一种背板测试方法.pdf

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明如下：

图1是本发明方法所采用的测试系统的结构框图。该测试系统包括计算机、测试控制模块和接口适配器；测试控制模块分别与计算机和多个接口适配器连接；多个接口适配器连接于背板的不同槽位中，每个槽位对应一定数量的端子，从而由这多个接口适配器连接到背板的各个端子上。计算机中采集、存储有背板的标准电路网络关系表，并发送测试指令，对测试所得的电路网络关系表与背板的标准电路网络关系表进行对比分析处理得到分析结果，并存储分析结果数据以作备录；测试控制模块用于收测试指令，并根据测试指令控制接口适配器对待测背板上各个端子的电平信号测试过程，并将各个端子的电平信号测试结果解析处理为电路网络关系信息，发送至计算机进行整合和分析处理；接口适配器用于测试待测背板上各个端子的电平信号，并发送至测试控制模块进行解析处理。所有测试指令都由作为人机交互界面的计算机发出，送给测试控制模块，再由测试控制模块控制接口适配器进行测试；接口板适配器获取所有端子的信号电平状态并传送给测试控制模块，测试控制模块将信息解析处理为待测背板的电路网络关系信息，并发回计算机；计算机对测试所得的电路网络关系信息进行整合处理，得到待测背板的电路网络关系表，并将之与待测背板相应的标准电路网络关系表进行对比分析，得出分析结果。

计算机主要包括硬件部分和软件部分。计算机的硬件部分实现计算机的具体功能，包括必要的计算机系统电路及存储设备，在存储设备中建立标准数据库和分析结果数据库，分别作为背板测试的标准数据存储单元和分析结果数据存储单元。标准数据库中预先存储了多种型号背板的相关参数及其标准数据；背板的相关参数包括背板的型号、端子总数及端子序号、槽位数量及槽位序号、各个槽位中对应的端子数量等参数信息；背板的标准数据可以是与背板型号相对应的标准电路网络关系表或者标准电路网络图等，标准数据中记录了表征背板上各个端子之间标准电连接关系的标准电路网络关系信息。计算机的软件部分提供人机交互界面，它包括数据采集模块、设置模块、测试模块和分析模块；其中，数据采集模块负责多种型号背板的标准数据及其相关参数的采集工作，将采集到的数据存储到标准数据库中；设置模块实现参数设置功能，对待测背板的型号、端子总数及端子序号、槽位数量及槽位序号、各个槽位中对应的端子数量等参数进行设置；测试模块发送含有设置参数的测试指令，并且监控整个系统的测试进程；分析模块接收测试所得的电路网络关系信息，将其整合处理为待测背板的电路网络关系表，并根据所设置的背板类型从标准数据库中提取相应型号的背板的标准电路网络关系表，对待测背板的电路网络关系表与标准电路网络关系表进行对比分析，然后将分析结果数据发送至人机交互界面显示输出，并将分析结果数据转存入分析结果数据库中。

接口适配器是一个数字化接口单元，集成有电平测试模块和端子连接器。其中，电平测试模块采用的可编程逻辑器件PLD实现，如XC3S1000型可编程逻辑芯片；端子连接器即为多端口连接器件，其端口位置与背板槽位中的端子位置相匹配。PLD的部分I/O口作为数据通信端口通过以太网连接到测试控制模块，以实现高速的数据传输；部分I/O口作为测试端口，通过端子连接器连接到背板的端子上，每个作为测试端口的I/O口都是双向I/O接口，可以三态输出，对端子进行电平测试。待测背板的每个槽位对应连接一个接口适配器进行测试，各个接口适配器的电平测试模块可为其所在槽位的各个端子分别编制一个端口地址，用来识别槽位中不同的端子所对应的电平信号。各个接口适配器通过串行数据总线或以太网与测试控制模块进行通信连接，保证较高的数据传输速率，以便各个接口适配器分别将其电平测试结果一并发送至测试控制模块。

测试控制模块是背板端子测试过程的控制器，主要用于解读、执行计算机指令，以及对接口适配器回传的测试信息进行解析处理，可采用可编程逻辑器件PLD实现。测试控制模块根据计算机的设置进行测试准备工作，主要是根据设置的槽位数量及槽位序号参数为连接于待测背板各个槽位上的接口适配器分别编制一个通道地址，以便根据通道地址和各接口适配器编制的端口地址，结合设置的端子总数及端子序号、槽位数量及槽位序号、各个槽位中对应的端子数量，通过解析处理得到各个端子在待测背板上的端子序号。在进行测试准备工作的同时，测试控制模块控制接口适配器完成初始化，将接口适配器连接的各端子通过上拉电阻置为初始电平；完成初始化后，测试控制模块会返回一个准备就绪信号给计算机，通知计算机可以启动测试进程。在测试过程中，测试控制模块接收测试指令，控制接口适配器进行测试，并对接口适配器发送来的各个端子的电平测试结果进行识别解析处理，识别出每一次测试中哪些端子在同一电路网络中，进而解析出一条电路网络关系信息，作为待测背板的电路网络关系表的组成元素。测试控制模块通过串行数据总线或以太网与计算机进行通信连接，接收计算机发送的测试指令，完成测试控制和测试结果解析后，再测试所得的电路网络关系信息发送给计算机进行整合及对比分析处理。

下面以一个简单的实施例来说明本发明方法的具体测试过程：

实施例：

如图2所示，待测的H001型背板上只有2个槽位，每个槽位中有6个端子，整个H001型背板共12个端子，包含5个电路网络。从图2中能够看到，如果按照先从上至下、再从右至左的顺序排列H001型背板的端子序号，其第1和2号端子连接于同一电路网络，第3和9号端子连接于同一电路网络，第4、5、7和8号端子连接于同一电路网络，第6、10和11号端子连接于同一电路网络；第12号端子是孤立端子，其自身构成一电路网络。

测试过程按照以下步骤进行：

首先利用计算机的数据采集模块，采集H001型背板的相关参数和标准数据。H001型背板的相关参数中，型号即为“H001”；端子总数12个，按照先从上至下、再从右至左的顺序排列的端子序号分别为第1～12号端子；槽位共2个，从右至左分别为1号槽位和2号槽位，每个槽位中各6个端子。再根据H001型背板的电路连接关系，得到其标准电路网络关系表，形如表1所示：

表1

采集到的H001型背板的标准电路网络关系表存储到标准数据库中。

然后，工作人员通过计算机的人机交互界面进行设置，待测的背板型号为H001型，端子序号按照先从上至下、再从右至左的顺序分别为第1～12号端子，共2个槽位，每个槽位中有6个端子。设置完成后，计算机即将上述设置参数连同准备测试指令一起发送给测试控制模块；

测试控制模块根据设置参数编制通道地址，将连接在1号槽位的接口适配器编址为通道1、连接在2号槽位的接口适配器编址为通道2，而两个接口适配器各自为其所在槽位的6个端子分别编制端口地址为端口1～6，从而，若以“通道-端口”的形式对背板上各个端子进行编址，H001型背板上的第1～12号端子被分别编址为1.1、1.2、…、1.6以及2.1、2.2、…、2.6；同时，测试控制模块根据准备测试指令对两个接口适配器进行初始化，控制其进入测试准备状态，此时，各端子通过上拉电阻都被置为高电平(即初始电平为高电平)；完成初始化后，测试控制模块会返回一个准备就绪信号给计算机；

计算机收到准备就绪信号，即逐次发送测试指令，获取背板上各个端子之间的电路网络关系信息；每次发送测试指令后，计算机等待获取该次的测试数据，并分析所有已获取测试数据中已确定电路网络关系的端子，再发送下一次测试指令，并在下一次的测试指令中指示不再对已确定电路网络关系的端子进行重复测试。具体到本实施例中：计算机发送第1次测试指令，指示对H001型背板的第1号端子进行测试，即进入测试等待状态；根据第1次测试指令，测试控制模块以低电平为测试电平，先控制通道1所对应接口适配器的端口1(即端子1.1)为低电平，将除端子1.1以外的其它端子的电平设置为输入测试状态，让接口适配器测试除端子1.1以外的各端子的电平状态；两块接口适配器将测试所得的各电平测试结果一并传送给测试控制模块，此次测得只有端子1.1和1.2为低电平，其它端子均为高电平；测试控制模块获取上述电平测试结果后，将端子1.1～端子2.6通过端子序号解析为H001型背板的第1～12号端子，同时通过对电平测试结果的解析，确定第1、2号端子在同一电路网络中，并形成第1条电路网络关系信息“电路网络1#：1、2”，将此测试所得的电路网络关系信息作为第1次测试的测试数据传送至计算机，完成一个测试周期。计算机获取第1次测试数据后，将其临时保存下来，并分析获知除第1、2号端子的电路网络关系已经确定以外，其它端子的电路网络关系都还未确定，需要继续进行测试。因此，计算机再发送第2次测试指令，由于第1、2号端子的电路网络关系已经确定，因此不再对第2号端子进行重复测试，第2次测试指令直接指示对第3号端子进行测试；根据第2次测试指令，测试控制模块控制端子1.3为低电平，将除端子1.1、1.2和1.3以外的其它9端子设置为输入测试状态，测试这9个端子的电平状态，此次测得只有端子1.3和2.3为低电平，其它端子均为高电平；测试控制模块获取上述电平测试结果后，通过解析确定第3、9号端子在同一电路网络中，并形成第2条电路网络关系信息“电路网络2#：3、9”，将此测试所得的电路网络关系信息作为第2次测试的测试数据传送至计算机；计算机获取第2次测试数据后，再次将其临时保存下来，并分析前2次测试数据获知第1、2、3、9号端子的电路网络关系已经确定。接着，计算机发送第3次测试指令……；重复这样的测试步骤，计算机每发送一次测试指令后，都能够测试得到H001型背板中的一个电路网络的电路网络关系信息，因此只需要进行5个测试周期，计算机即可确定H001型背板上的全部12个端子之间的电路网络关系。

计算机对测试所得的电路网络关系信息进行整合处理，得到背板的测试电路网络关系表，形如表2所示：

表2

计算机从标准数据库中调用H001型背板所对应的标准电路网络关系表，将H001型背板的测试电路网络关系表与标准电路网络关系表进行对比分析处理；对比时，计算机将表2和表1中的网络关系数据逐一对比，若对比结果完全相同，即判定所测试的H001型背板正常；若发现表2与表1中相同的电路网络中的端子序号有所不同，即可判定所测试的H001型背板上相应电路网络出现故障；得出对比分析结果后，将其显示在人机交互界面上，并存储于分析结果数据库中以作备录。操作人员只需浏览得出的分析结果数据，即可辨别所测试的H001型背板是否存在短/断路缺陷以及那些端子存在短/断路缺陷。

从这个简单的实例可以看到，本发明方法在测试过程中采用了避免重复测试的过程控制模式，并且计算机每发送一次测试指令后便能够测试得到待测背板中的一个电路网络的测试数据。也就是说，如果实际测试的待测背板中存在n个电路网络，计算机只需发送n次测试指令即可完成测试，避免了测试一个电路网络却需要反复发送多次测试指令，简化了测试控制过程，提高了计算机的执行效率；同时，避免了对已测端子的重复测试，进一步缩短了背板测试时间，提高了测试效率。具体到本实施例，采用本发明方法测试H001型背板，由于H001型背板中存在5个电路网络，计算机仅需要发送5次测试指令便能完成测试。若采用现有技术中的飞针测试法，由于H001型背板中存在12个端子，用4根探针进行全面覆盖测试，第1次需要测试11个端子，即需要发送4次测试指令；第2次需要测试10个端子，也需要发送4次测试指令；第3次需要测试9个端子，即需要发送3次测试指令；……由此测试所有12个端子，计算机总共需要发送25次测试指令。把计算机发送一次测试指令到接收到此次测试指令的测试数据看做一次测试周期，在数据量如此小的情况下，并不会导致数据传输的延时，因此以每次测试周期耗时0.01s计算，本发明方法比飞针测试法的测试时间缩短了4/5。

在实际工业应用中，需要测试的背板上端子密集程度以及端子数量远不止如此，针对端子数量巨大、电路网络密集的背板，采用本方法测试取得的功效更为显著。例如，本公司的M3050型背板有21790个端子，平均计算每个电路网络中含有5个端子，电路网络数达4358个。采用本发明方法测试M3050型背板，由于避免了同一电路网络种各个端子的重复测试，因此整个测试过程计算机仅需发送4358次测试指令。虽然前期每个测试周期的数据量较大，但由于采用了多个接口适配器同时采集背板上各个端子的电平信息，并通过串行数据总线或以太网将一个测试周期中的数据一并传输至测试控制模块，数据传输延时并不会严重影响测试进度；同时，测试过程排除了已确定电路网络关系的端子，使得中、后期测试周期的数据量大大减少，避免了数据传输延时的影响。实际操作中，采用本发明方法测试M3050型背板，接口适配器与测试控制模块之间通过100M以太网进行通信连接计算数据传输延时在内，平均每次测试周期的耗时也不超过0.05s，4358次测试周期共耗时4分钟左右，测试效率非常高。然而，若采用飞针测试法测试M3050型背板，用4根探针进行全面覆盖测试，总共需要经历7900多万次测试周期，即使每次测试周期耗时0.01s，也需要测试近220个小时，这在实际工程中是无法接受的。并且飞针测试机的价格昂贵，与采用飞针测试法相比，采用本发明方法的测试成本更低。

标准数据库中存储的不同类型背板的标准电路网络关系表，可通过人工手动录入的方式，针对不同的背板类型逐一录入各个端子的在背板中的标准电路网络关系信息，得到多个类型背板的标准电路网络关系表。虽然人工手动录入效率较低，但一劳永逸，前期录入的数据在以后的测试过程中可反复使用，为一种背板测试方法的测试应用提供了数据基础。基于本发明方法的特点，背板的标准电路网络关系表还可采用“学习”的方式获得：即利用本发明的背板测试方法，测试不同类型的标准背板进行测试据，以此测试所得的电路网络关系表作为相应型号背板的标准电路网络关系表，存储到标准数据库中备用。由“学习”方式向标准数据库中录入标准电路网络关系表的效率就得以大幅度提高，可大大减少解决编程的时间和复杂度，减轻了操作人员的工作量，使得测试系统具备更好的自适应。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。