USB下行口性能测试系统及测试方法技术方案

本申请提供了一种USB下行口性能测试系统及测试方法，USB下行口性能测试系统包括测试软件和测试治具；测试软件配置在上位机中，测试治具通过被测设备与上位机连接；测试软件通过被测设备向测试治具发送测试指令，以对被测设备的USB下行口的通信速率、带负载能力、输出过载保护功能、输出短路保护功能以及IO是否存在开路、短路现象进行测试。本申请通过自动化方式对被测设备的USB下行口性能进行测试，操作简单，测试效率高，测试结果更准确，能够极大地节省人力成本。地节省人力成本。地节省人力成本。

【技术实现步骤摘要】
USB下行口性能测试系统及测试方法


[0001]本申请属于USB口性能测试领域，具体涉及一种USB下行口性能测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]USB接口是当前最流行的数据传输接口之一，通过USB接口可连接硬盘、U盘、USB声卡、USB显卡、USB网卡、USB读卡器、USB接口打印机、二维码扫描仪、手机、平板电脑等普通用户能用到或看到的设备。在工业应用智能，还可以通过USB接口与RS232接口和RS485接口进行数据交换。随着USB接口的广泛流行，市面上的USB设备越来越多，往往一个家庭里都有多个USB设备。USB接口之所以这么流行，是因为它内置USB2.0、USB3.0数据通道，支持的数据传输的速率十分广，低速、高速、超高速均可自动适应。另外，USB接口还自带电源供电，从而可以省掉外接设备的电源适配器。
[0003]为了能支持较高的数据传输速率，并且还能采用比较长的线缆来稳定地传输信号，USB接口的每一组数据线都采用差分线的形式，即每一组信号都采用两根数据线来传输，且这两根数据线的相位是相反的。差分线可以提高抗干扰性，实现高速通信下的长距离传输，然而，如果差分线中有一根数据线由于生产制程不良而出现虚焊、接触不良等、或跟其它IO出现短路，则往往无法被发现。因为很多USB设备为了提高兼容性而被设计为差分线后即使断开其中的一根数据线的情况下再接入某些USB设备仍可工作，只是支持的传输长度或速率会有所下降。
[0004]另外，USB下行口自带电源供应功能，电源供应分为多种不同的输出能力，例如，USB2.0时的500mA，USB3.0的900mA、USB3.1的1.5A，或者为了兼容更多充电规范的Apple 2.4A和SAMSUNG 2A等。而且USB下行口一般还对带负载下的输出电压有要求，并要求有电源输出的短路保护、过流保护、异常上报。因此，为了保证对外输出的产品的USB接口的功能、性能是正常的，对USB接口作以下的功能、性能测试是十分必要的：
[0005]对USB 2.0设备进行Full Speed通信测试，Full Speed通信通信采用3.3VVp
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p电平格式，最高速率12Mbps；对USB 2.0设备进行Hi Speed通信测试，Hi Speed通信采用500mV Vp
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p电平格式，最高速率480Mbps；对USB 3.0设备进行Gen1 5G通信测试，Gen1 5G通信采用除USB2.0差分对以外的另两对差分对来传输，采用500mV Vp
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p电平格式，最高速率5Gbps；对USB 3.0设备进行Gen2 10G通信测试，Gen2 10G通信此通信采用除USB2.0差分对以外的另两对差分对来传输，采用500mV Vp
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p电平格式，最高速率10Gbps；电源回路的带载测试，让电负载吸收指定的电流值，并测量输出电压是否在正常范围内；电源回路的保护功能的测试，以测试USB下行口的过流、短路保护功能是否正常；测试USB2.0和USB3.0中三对差分线是否存在开路、短路。
[0006]然而，目前，上述测试都是利用人工逐项测试，测试时间长，人力成本高，并且容易出错。特别是当USB接口的IO出现短路、开路时特别不好发现也不好测量。

技术实现思路

[0007]为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种USB下行口性能测试系统及测试方法。
[0008]根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种USB下行口性能测试系统，其包括测试软件和测试治具；所述测试软件配置在上位机中，所述测试治具通过被测设备与所述上位机连接；所述测试软件通过所述被测设备向所述测试治具发送测试指令，以对所述被测设备的USB下行口的通信速率、带负载能力、输出过载保护功能、输出短路保护功能以及IO是否存在开路、短路现象进行测试。
[0009]上述USB下行口性能测试系统中，所述测试软件包括产品数据库、测试治具数据库、测试历史数据库和主程序；
[0010]所述产品数据库用于存储产品的特征参数、测量时机、测量时长和判断范围值，以适应不同产品的测试需求；
[0011]所述测试治具数据库用于存储所述测试治具的功能、能力和测试指令集，以适配不同被测设备的测试；
[0012]所述测试历史数据库用于保存最近测试过的产品型号、序列号、PID、VID、原始测量数据、测试时间点和判定结果，以供用户追溯及导出；
[0013]所述主程序用于导入测试文件，并通过被测设备向测试治具读写所述测试文件，以测试读写速率；所述主程序还用于侦测被测设备的信号，以调用所述产品数据库中的相应测试参数，完成对被测设备的测试；所述主程序还用于获取用户手动选择的某产品的型号，并根据所述型号的产品对应的所述产品数据库中的测试参数对所述产品进行测试。
[0014]进一步地，所述主程序还用于调用第三方的硬盘测速工具，以测试被测设备的USB下行口的读写速率。
[0015]进一步地，所述主程序用于将测试结果推送至综合测试结果界面，界面上显示综合测试结果，所述综合测试结果为OK或NG；当综合测试结果为NG时，界面上同时还显示各子测试项的测试结果及原始测试数据。
[0016]进一步地，所述测试治具包括HUB、第一选择开关、USB高速硬盘、MCU、IO在线测量电路、第二选择开关、可编程电子负载和法拉电容模块；
[0017]所述HUB的上行接口通过所述第一选择开关与USB总线连接，所述USB总线与被测设备的USB下行口连接；所述HUB的下行接口与所述USB高速硬盘连接；
[0018]所述MCU依次通过电源线、USB总线和被测设备与所述上位机连接，所述上位机通过被测设备为所述MCU供电；
[0019]所述MCU与所述HUB和第一选择开关连接，所述MCU控制所述第一选择开关选择导通与所述IO在线测量电路或HUB的连接；
[0020]所述MCU通过所述第二选择开关与所述USB高速硬盘或可编程电子负载连接，以通过所述第二选择开关选择导通与所述USB高速硬盘或可编程电子负载的连接，为所述USB高速硬盘或可编程电子负载供电；
[0021]所述法拉电容模块包括电压降压电路和法拉电容，所述电压降压电路的输入端与电源连接，其输出端与所述MCU和法拉电容的正极连接，法拉电容的负极接地；电源线上的电力供应为所述法拉电容模块充电，当所述MCU在执行电源过流保护测试或电源短路保护
测试时，所述法拉电容为所述MCU供电。
[0022]更进一步地，所述可编程电子负载用于根据所述MCU发送的不同电流设置指令从电源线上吸收不同的电流，还用于根据所述MCU发送的短路指令将电源线短路到GND。
[0023]更进一步地，所述IO在线测量电路包括第一测量开关、负压恒流源、第二测量开关和电压保持电路；
[0024]所述第一测量开关的一端通过所述第一选择开关和USB总线与所述被测设备的USB下行口连接，其另一端与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种USB下行口性能测试系统，其特征在于，包括测试软件和测试治具；所述测试软件配置在上位机中，所述测试治具通过被测设备与所述上位机连接；所述测试软件通过所述被测设备向所述测试治具发送测试指令，以对所述被测设备的USB下行口的通信速率、带负载能力、输出过载保护功能、输出短路保护功能以及IO是否存在开路、短路现象进行测试。2.根据权利要求1所述的USB下行口性能测试系统，其特征在于，所述测试软件包括产品数据库、测试治具数据库、测试历史数据库和主程序；所述产品数据库用于存储产品的特征参数、测量时机、测量时长和判断范围值，以适应不同产品的测试需求；所述测试治具数据库用于存储所述测试治具的功能、能力和测试指令集，以适配不同被测设备的测试；所述测试历史数据库用于保存最近测试过的产品型号、序列号、PID、VID、原始测量数据、测试时间点和判定结果，以供用户追溯及导出；所述主程序用于导入测试文件，并通过被测设备向测试治具读写所述测试文件，以测试读写速率；所述主程序还用于侦测被测设备的信号，以调用所述产品数据库中的相应测试参数，完成对被测设备的测试；所述主程序还用于获取用户手动选择的某产品的型号，并根据所述型号的产品对应的所述产品数据库中的测试参数对所述产品进行测试。3.根据权利要求2所述的USB下行口性能测试系统，其特征在于，所述主程序还用于调用第三方的硬盘测速工具，以测试被测设备的USB下行口的读写速率。4.根据权利要求2所述的USB下行口性能测试系统，其特征在于，所述主程序用于将测试结果推送至综合测试结果界面，界面上显示综合测试结果，所述综合测试结果为OK或NG；当综合测试结果为NG时，界面上同时还显示各子测试项的测试结果及原始测试数据。5.根据权利要求2所述的USB下行口性能测试系统，其特征在于，所述测试治具包括HUB、第一选择开关、USB高速硬盘、MCU、IO在线测量电路、第二选择开关、可编程电子负载和法拉电容模块；所述HUB的上行接口通过所述第一选择开关与USB总线连接，所述USB总线与被测设备的USB下行口连接；所述HUB的下行接口与所述USB高速硬盘连接；所述MCU依次通过电源线、USB总线和被测设备与所述上位机连接，所述上位机通过被测设备为所述MCU供电；所述MCU与所述HUB和第一选择开关连接，所述MCU控制所述第一选择开关选择导通与所述IO在线测量电路或HUB的连接；所述MCU通过所述第二选择开关与所述USB高速硬盘或可编程电子负载连接，以通过所述第二选择开关选择导通与所述USB高速硬盘或可编程电子负载的连接，为所述USB高速硬盘或可编程电子负载供电；所述法拉电容模块包括电压降压电路和法拉电容，所述电压降压电路的输入端与电源连接，其输出端与所述MCU和法拉电容的正极连接，法拉电容的负极接地；电源线上的电力供应为所述法拉电容模块充电，当所述MCU在执行电源过流保护测试或电源短路保护测试时，所述法拉电容为所述MCU供电。6.根据权利要求5所述的USB下行口性能测试系统，其特征在于，所述可编程电子负载
用于根据所述MCU发送的不同电流设置指令从电源线上吸收不同的电流，还用于根据所述MCU发送的短路指令将电源线短路到GND。7.根据权利要求5所述的USB下行口性能测试系统，其特征在于，所述IO在线测量电路包括第一测量开关、负压恒流源、第二测量开关和电压保持电路；所述第一测量开关的一端通过所述第一选择开关和USB总线与所述被测设备的USB下行口连接，其另一端与所述负压恒流源连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪亮，何杰，
申请(专利权)人：安福县海能实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：