專利名稱：電路板測試用例生成系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路板測試技術，尤其涉及通信系統(tǒng)中單板信號質量測試用例的自動生成方法及其系統(tǒng)。
背景技術：
電路板(或稱為單板)，通常指由印刷電路板(PCB)及其安裝的器件組成的，具有某種功能的電路部件。在單板開發(fā)過程中，單板信號質量測試是一個重要環(huán)節(jié)。在單板信號質量測試之前，為了保證信號質量測試的科學性和準確性，通常需要針對單板設計出相應的單板信號質量測試用例，以便指導測試人員按照測試用例進行測試以及對所測數據進行判斷。設計單板信號質量測試用例傳統(tǒng)方法為首先，由工程師參照單板原理圖，結合單板印制板電氣特性以及器件電氣特性等情況，憑借經驗從單板信號中選擇需要測試的信號以及其測試點位置。其次，將已選擇的被測信號(名)及其測試點位置記錄到測試用例中。 再次，根據信號連接關系和信號所連接的器件類型，判斷信號流向，找出信號測試點。最后， 查閱資料找出被測信號電氣特性要求值，并將需要的電氣特性要求值記錄到測試用例。由于這種方法基本上依靠測試人員經驗來制定測試用例，測試信號選擇有很大隨意性，生成的測試用例既不精確，也不嚴密。同時，單板信號質量測試需要測試的信號一股在幾百條以上。如果采用上訴方法，單板信號質量測試用例設計所需工作量巨大，且存在易漏測試條目、填寫錯誤、測試點選擇錯誤等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題，就是針對現(xiàn)有技術依靠人工，憑經驗編制電路板測試用例存在的工作量巨大，容易出錯的缺點，提供一種能夠根據電路板拓撲結構(即電路原理圖拓撲結構)、PCB電氣特性以及器件電氣特性，自動生成單板信號質量測試用例的方法及其系統(tǒng)，從而提高測試用例設計效率，同時保證測試用例的科學性和精確性。本發(fā)明解決所述技術問題采用的技術方案是，電路板測試用例生成系統(tǒng)及方法。 其電路板測試用例生成系統(tǒng)，包括器件數據庫，用于存儲器件電氣特性數據；數據檢入單元，用于檢入電路板參數；數據解析單元，與數據檢入單元和器件數據庫連接，用于解析數據檢入單元輸入的電路板參數，并調用器件數據庫中的相關器件電氣特性數據，按照預訂測試規(guī)則進行運算；測試用例生成單元，與數據解析單元連接，根據數據解析單元的運算結果，按照輸出規(guī)范輸出電路板測試用例。所述電路板參數包括電路板拓撲結構數據和電路板信號線電氣特性數據。所述電路板信號線電氣特性數據包括信號線長度、信號線經過的電路板層數、信號線上的過孔數量、信號線連接的器件類型、信號線上傳輸信號的名稱。
所述器件電氣特性數據包括器件編號、重要性等級、引腳屬性。所述引腳屬性包括引腳編號、引腳連接信號的傳輸方向及參數要求。本發(fā)明的電路板測試用例生成方法，包括步驟1 檢入電路板參數；步驟2 找出器件編號，并根據器件編號讀取相應器件電氣特性數據；步驟3 解析電路板中信號線上傳輸信號的名稱，依照該名稱解析出該信號線拓撲結構；完成電路板上所有信號線的解析后進入步驟4 ；步驟4 判定信號類型和信號流向；步驟5 根據信號類型選擇該信號的測試項目；步驟6 根據解析出的信號線拓撲結構，結合器件電氣特性數據庫進行總線類型劃分；步驟7 根據檢入的電路板參數，解析電路板信號線電氣特性；步驟8 根據總線劃分結果，在同一類總線中按照既定的測試規(guī)范選擇需要測試的信號線；步驟9 根據信號流向和信號線上器件封裝類型，按照既定測試規(guī)范，判斷能否在器件管腳直接測試該信號，如果能直接測試，那么確認該器件管腳就是測試點，然后進入步驟11，如果不能直接測試則進入步驟10 ；步驟10 判斷該信號線上是否有過孔，如果沒有過孔，測試點是離器件管腳最近并且外露的信號段上；如果有過孔，并且過孔和器件管腳的走線長度在規(guī)定的長度以內，則測試點為該過孔；步驟11 判斷所測信號線是否是需要測試的最后一條，是則進入步驟12，如果不是則返回步驟7;步驟12 按照預訂的測試用例格式，輸出測試用例。步驟2還包括判斷是否有新器件，如果沒有則進入步驟3 ；如果有新器件則向器件數據庫添加新器件電氣特性數據后進入步驟3。步驟8中所述既定的測試規(guī)范為抽樣方案。本發(fā)明的有益效果是，能夠排除人為因數(失誤)的影響，提高測試用例設計效率，并能夠有效保證測試用例的科學性和精確性。


圖1是系統(tǒng)結構示意圖。圖2是單板信號質量測試用例生成流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例，詳細描述本發(fā)明的技術方案。如圖1所示，本發(fā)明的電路板測試用例生成系統(tǒng)由器件數據庫10、數據檢入單元 11、數據解析單元12及測試用例生成單元13構成。器件數據庫10可以存在于本地計算機中，也可以是系統(tǒng)中專門的數據庫。主要用于存儲器件電氣特性數據，包括器件編號、重要性等級、引腳屬性如引腳編號、引腳連接信號的傳輸方向及參數要求等。這些器件電氣特性數據可以從相關的軟件中導入，如電路板繪圖軟件等。數據檢入單元11，用于檢入電路板參數，包括電路板拓撲結構數據，如器件布置、 連接關系等，以及電路板信號線電氣特性數據，如信號線長度、信號線經過的電路板層數、 信號線上的過孔數量、信號線連接的器件類型、信號線上傳輸信號的名稱。數據解析單元12，為本發(fā)明的運算處理中心，由計算機中央處理系統(tǒng)構成，與數據檢入單元11和器件數據庫10連接，根據數據檢入單元11輸入的電路板參數，并調用器件數據庫10中的相關器件電氣特性數據，按照預訂測試規(guī)則進行解析運算，并將運算結果輸入測試用例生成單元13。測試用例生成單元13根據數據解析單元12的運算結果，按照輸出規(guī)范輸出電路板測試用例，可以打印出表格，或生成相應文件。本發(fā)明的電路板測試用例生成方法，根據原理圖連線拓撲數據，解析信號流向，再結合單板信號線電氣特性以及器件數據庫中的數據，按照預先制定的測試規(guī)則進行運算， 確定測試點位置和選擇相應的測試項目，最后按照既定的單板信號質量測試用例模板輸出測試用例。電路板測試用例生成方法步驟如圖2所示，包括步驟1 檢入電路板參數；包括器件連接關系以及信號線長度、信號線經過的電路板層數、信號線上的過孔數量、信號線連接的器件類型、信號線上傳輸信號的名稱。步驟2 找出器件編號，并根據器件編號讀取相應器件電氣特性數據；包括對應器件編號的器件重要性等級及其引腳屬性，如引腳編號、引腳連接信號的傳輸方向及參數要求等。該步驟中，還包括判斷是否有新器件，如果沒有則進入步驟3 ；如果有新器件則向器件數據庫添加新器件電氣特性數據，然后進入步驟3。步驟3 解析電路板中信號線上傳輸信號的名稱，依照該名稱解析出該信號線拓撲結構；完成電路板上所有信號線的解析后進入步驟4。步驟4 判定信號類型和信號流向。步驟5 根據信號類型選擇該信號的測試項目。步驟6 根據解析出的信號線拓撲結構，結合器件電氣特性數據庫進行總線類型劃分。步驟7 根據檢入的電路板參數，解析電路板信號線電氣特性。步驟8 根據總線劃分結果，在同一類總線中按照既定的測試規(guī)范選擇需要測試的信號線，如在同一類總線中以一定的抽樣率抽取需要測試的信號線。步驟9 根據信號流向和信號線上器件封裝類型，按照既定測試規(guī)范，判斷能否在器件管腳直接測試該信號，如果能直接測試，那么確認該器件管腳就是測試點，然后進入步驟11，如果不能直接測試，則進入步驟10。步驟10 判斷該信號線上是否有過孔，如果沒有過孔，測試點是離器件管腳最近并且外露的信號段上；如果有過孔，并且過孔和器件管腳的走線長度在規(guī)定的長度以內，則測試點為該過孔。步驟11 判斷所測信號線是否是需要測試的最后一條，是則進入步驟12，如果不是則返回步驟7;
步驟12 按照預訂的測試用例格式，輸出測試用例。實施例本例以交換機主控板信號質量測試為例，描述本發(fā)明的電路板測試用例生成方法。通過數據檢入單元檢入原理圖拓撲結構數據信號名PCI_CLK(局部總線時鐘信號)；信號線連接的器件R232. 1、U21. E2 ；(注R232、U21是器件位號，其后的“· 1 ”、“ · E2 ”是引腳號)器件材料編號:R232編號為=0012578 ；U21編號為:0011123。解析過程第一步，判斷信號線連接的器件是否是關鍵器件。根據器件位號命名規(guī)范，位號以 “R”開頭的器件為電阻，屬于非關鍵器件。位號以“U”開頭的器件為集成電路器件，屬于關鍵器件。第二步，根據關鍵器件U21的編號(001112 到器件數據庫查詢是否有該器件，找到器件后，再根據器件管腳號查詢相應的電氣特性要求值。查詢U21.E2引腳的“方向”屬性，發(fā)現(xiàn)其為方向屬性為“輸入”。而測試規(guī)范中，“輸入”引腳為被測試引腳。故將編號為 0011123的器件的E2引腳的電氣特性要求值和器件電氣特性信息從器件數據庫中導入單板信號質量測試用例表。U21. E2引腳電氣特性要求值及器件電氣特性信息如下器件編號0011123引腳號U21.E2器件封裝BGA信號類型時鐘引腳類型輸入腳上升沿時間最大3ns下降沿時間最大3ns頻率33MHz 士 50ppm占空比45% 55%抖動<Ips低電平<0.8V高電平>2.4V管腳允許輸入的最大電壓值3. 6V管腳允許輸入的最小電壓值-0. 3V脈沖上升沿過沖700mV，持續(xù)時間3ns脈沖下降沿過沖700mV，持續(xù)時間3ns第三步，根據信號類型，確定其測試項目。因該信號類型為“時鐘”，則確定其測試項目為時鐘類信號測試類項目。時鐘類信號測試類項目包含基本測試頻率測試
占空比測試抖動測試其中，“基本測試”包括高電平、低電平、上升時間、下降時間、上升沿過沖、下降沿 過沖等基礎測試項。第四步，確定測試點位置。根據單板印制板電氣特性檢入的數據第一次走線走線層面為頂層，長度為37mil走線經過的第一個過孔(編號N5760 連接頂層與三層走線第二次走線走線層面為第三層，長度為2000mil走線經過的第二個過孔(編號N5766)連接三層與底層走線第三次走線走線層面為底層，長度為300mil器件封裝BGA根據器件U21封裝為BGA，測試點必須是在靠近管腳的背面的一個過孔或者是頂 層的一段走線。由數據可知，其在頂層的信號線長度是在40mil以內(37mil)，因此確定測 試點在編號為N5765的過孔上。根據電路板參數，獲取該測試點坐標，并將坐標值輸出到單 板測試用例表中。第五步，按照測試規(guī)范，輸出電路板上該信號的信號質量測試用例。其輸出格式如 下信號名PCI_CLK測試點位置過孔N5765 (2354,1253)高電平要求值> 2. 4V 高電平實際測試值_低電平要求值< 0. 8V 低電平實際測試值_上升時間要求值< 3ns 上升時間實際測試值_下降時間要求值< 3ns 下降時間實際測試值_占空比要求45% 55% 占空比要求_抖動要求< Ips抖動實際值_電壓幅度MAX:實際電壓幅度MAX:_電壓幅度MIN:實際電壓幅度MIN:_頻率精度要求33MHz 士 50ppm頻率實際測試值_頻率實際測試值_脈沖上升沿過沖要求值700mV，持續(xù)時間3ns脈沖上升沿過沖實際測試值_脈沖下降沿過沖要求值700mV,持續(xù)時間3ns脈沖下降沿過沖實際測試值_
權利要求
1.電路板測試用例生成系統(tǒng)，包括 器件數據庫，用于存儲器件電氣特性數據； 數據檢入單元，用于檢入電路板參數；數據解析單元，與數據檢入單元和器件數據庫連接，用于解析數據檢入單元輸入的電路板參數，并調用器件數據庫中的相關器件電氣特性數據，按照預訂測試規(guī)則進行運算；測試用例生成單元，與數據解析單元連接，根據數據解析單元的運算結果，按照輸出規(guī)范輸出電路板測試用例。
2.根據權利要求1所述的電路板測試用例生成系統(tǒng)，其特征在于，所述電路板參數包括電路板拓撲結構數據和電路板信號線電氣特性數據。
3.根據權利要求2所述的電路板測試用例生成系統(tǒng)，其特征在于，所述電路板信號線電氣特性數據包括信號線長度、信號線經過的電路板層數、信號線上的過孔數量、信號線連接的器件類型、信號線上傳輸信號的名稱。
4.根據權利要求1、2或3所述的電路板測試用例生成系統(tǒng)，其特征在于，所述器件電氣特性數據包括器件編號、重要性等級、引腳屬性。
5.根據權利要求4所述的電路板測試用例生成系統(tǒng)，其特征在于，所述引腳屬性包括 引腳編號、引腳連接信號的傳輸方向及參數要求。
6.電路板測試用例生成方法，包括 步驟1 檢入電路板參數；步驟2 找出器件編號，并根據器件編號讀取相應器件電氣特性數據； 步驟3 解析電路板中信號線上傳輸信號的名稱，依照該名稱解析出該信號線拓撲結構；完成電路板上所有信號線的解析后進入步驟4 ； 步驟4 判定信號類型和信號流向； 步驟5 根據信號類型選擇該信號的測試項目；步驟6 根據解析出的信號線拓撲結構，結合器件電氣特性數據庫進行總線類型劃分； 步驟7 根據檢入的電路板參數，解析電路板信號線電氣特性； 步驟8:根據總線劃分結果，在同一類總線中按照既定的測試規(guī)范選擇需要測試的信號線；步驟9 根據信號流向和信號線上器件封裝類型，按照既定測試規(guī)范，判斷能否在器件管腳直接測試該信號，如果能直接測試，那么確認該器件管腳就是測試點，然后進入步驟 11，如果不能直接測試則進入步驟10 ；步驟10 判斷該信號線上是否有過孔，如果沒有過孔，測試點是離器件管腳最近并且外露的信號段上；如果有過孔，并且過孔和器件管腳的走線長度在規(guī)定的長度以內，則測試點為該過孔；步驟11 判斷所測信號線是否是需要測試的最后一條，是則進入步驟12，如果不是則返回步驟7;步驟12 按照預訂的測試用例格式，輸出測試用例。
7.根據權利要求6所述的電路板測試用例生成方法，其特征在于步驟2還包括判斷是否有新器件，如果沒有則進入步驟3 ；如果有新器件則向器件數據庫添加新器件電氣特性數據后進入步驟3。
8.根據權利要求6或7所述的電路板測試用例生成方法，其特征在于 步驟8中所述既定的測試規(guī)范為抽樣方案。
全文摘要
本發(fā)明涉及電路板測試技術。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術依靠人工，憑經驗編制電路板測試用例存在的工作量巨大，容易出錯的缺點，公開了一種電路板測試用例生成系統(tǒng)及方法，能夠自動生成單板信號質量測試用例，從而提高測試用例設計效率，同時保證測試用例的科學性和精確性。本發(fā)明的電路板測試用例生成系統(tǒng)由器件數據庫、數據檢入單元、數據解析單元及測試用例生成單元構成。本發(fā)明的電路板測試用例生成方法，根據原理圖連線拓撲數據，解析信號流向，再結合單板信號線電氣特性以及器件數據庫中的數據，按照預先制定的測試規(guī)則進行運算，確定測試點位置和選擇相應的測試項目，最后按照既定的單板信號質量測試用例模板輸出測試用例。
文檔編號G01R31/28GK102338854SQ20101023774
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權日2010年7月27日
發(fā)明者歐陽本鋮, 王鑫, 王隆峰 申請人:邁普通信技術股份有限公司