专利名称：一种电缆测试装置及方法
技术领域：
本发明属于测量装置及方法类，尤其涉及电缆的测试装置及方法。
背景技术：
在通讯设备(或其它电子设备)中，应用了大量电缆，如背板电缆等，用于连接系统内部的各个模块传递通讯信号。通常要对这种电缆进行通断测试和短路测试。由于这种电缆检测经常是由生产厂商自己定义的，即每根电缆芯应该分别连接电缆两端插头的哪些脚，这些都由厂商自己定义，于是这样就形成了电缆测试的多样性。
通常在制造生产线上，有的厂商是运用手工测试的方法，即利用万用表对电缆内部的每一根芯进行通断测试，这是一种效率很低的测试方法。有的厂商尽管设计了自己的测试设备，但是由于内部使用了单片机(如8051等)做主控MCU，利用MCU发送测试矢量。即每增加一种新电缆就需要生成一套新的测试矢量，于是软件和硬件都有可能要升级。面对种类繁多的电缆，这种设备仍然缺乏灵活性。
还有，在专利网站上看到利用LED来标识电缆通断和利用MCU来制作电缆测试设备的两种方法其一，利用LED来测试电缆的方法，就是在电缆的两端加上一个LED。当给电缆测试设备两端加电压时，如果电缆通则LED亮，反之则不亮。测试设备中也有用于标识电缆短路的LED。显然，这种设备上需要大量的LED，直观性很差。尤其当电缆芯数很大的时候，设备上的LED会成倍增加，是一种比较笨拙的设计方法。
其二，利用MCU来设计电缆测试设备的方法，它引入了测试矢量的概念，但是测试矢量不是串行发出，而是通过MCU的总线并行发出。这种方法举出了一个实例，是用8051来设计。因受制于8051的总线宽度只有8位，所以如果总线不扩展的话，这种设计方法本身最多只能测试8芯的电缆。如果需要测试大于8芯的电缆，则需要扩展总线宽度，并增加扩展并口芯片。比如讲，对于一种96芯的电缆(这是通信设备中经常用到的一种背板电缆)，就需要加96÷8＝12个扩展并口及相应的驱动电路，这样电路设计就会显得比较复杂，可靠性也会下降。除了硬件上升级以外，软件可能也要升级，要重新生成适用于大芯数电缆的测试矢量。当然，也可以在这种设计里面引入总线宽度足够大的MCU，但是成本会大大增加，而且目前主流型的MCU总线宽度不会超过64，因此同样也无法满足大芯数电缆测量的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种电缆测试装置及方法，解决上述难题，以满足对任何一种电缆进行快速测试的需要。
本发明的目的是这样实现的一种电缆测试装置由测试矢量生成和检测设备，及电缆测试�？樽槌桑缋虏馐阅？橛蒍TAG器件A、电缆插头A、JTAG器件B、电缆插头B构成，测试矢量生成和检测设备的一端与JTAG器件A、电缆插头A顺序连接，测试矢量生成和检测设备的另一端与JTAG器件B、电缆插头B顺序连接。
一种电缆测试装置的测试方法，包括下列步骤1，在测试矢量生成和检测设备中，生成标准输入测试矢量；2，将被测电缆的一段标准电缆的两端分别与测试矢量生成和检测设备中的JTAG器件A的电缆插头A，和JTAG器件B的电缆插头B连接起来；a.由测试矢量生成和测试设备向电缆测试�？槭淙氡曜际淙氩馐允噶浚籦.将标准输入测试矢量在JTAG器件A和JTAG器件B的边界扫描元串行传输，直至把JTAG器件A和JTAG器件B的每个边界扫描元都填满；c.对JTAG器件A执行一个写出操作，然后再对JTAG器件B执行一个读入操作，把JTAG器件A写出的数据读入到JTAG器件B的内部边界扫描元里面；d.继续使JTAG器件B边界扫描元内部的数据在JTAG器件B的边界扫描元上串行传输，直至输出JTAG器件B；e.由测试矢量生成和检测设备接收JTAG器件B的输出数据，这些数据即为被测电缆的一段标准电缆的标准测试输出矢量；3，将被测电缆的两端分别与测试矢量生成和检测设备中的JTAG器件A的电缆插头A，和JTAG器件B的电缆插头B连接起来；a.由测试矢量生成和测试设备向电缆测试�？槭淙氡曜际淙氩馐允噶浚籦.将标准输入测试矢量在JTAG器件A和JTAG器件B的边界扫描元串行传输，直至把JTAG器件A和JTAG器件B的每个边界扫描元都填满；c.对JTAG器件A执行一个写出操作，然后再对JTAG器件B执行一个读入操作，把JTAG器件A写出的数据读入到JTAG器件B的内部边界扫描元里面；d.继续使JTAG器件B边界扫描元内部的数据在JTAG器件B的边界扫描元上串行传输，直至输出JTAG器件B；e.由测试矢量生成和检测设备接收JTAG器件B的输出数据，这些数据即为被测电缆的测试输出矢量；4，由测试矢量生成和检测设备，将被测电缆的测试输出矢量，和该电缆的一段标准电缆的标准测试输出矢量进行对比，如果两者相同，则被测电缆内部的连接关系正确；否则，即知被测电缆内部的连接错误，即短路或者断路。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，使用的芯片数极少，只用了两片JTAG器件，硬件设计很简单，所以在可靠性、价格、易携带性等方面具有无可比拟的优势。
2，设计简单，可靠性高，价格低廉，设备小巧，维修方便，具有自适应性，软、硬件基本上不用升级，就可满足任一种大芯数电缆测试的需要。
图1是本发明的一种边界扫描技术的基本原理示意图；图2是本发明的一种利用边界扫描技术进行电缆测试的原理示意框图；图3是图2的一种电缆测试装置的示意框图；图4是本发明的一种电缆测试方法的流程示意图；图5是本发明的一种电缆测试装置的测试环境实例示意图。
图中1，测试矢量生成和检测设备2，电缆测试�？� 3，JTAG器件A4，JTAG器件B 5，边界扫描元6，串行数据输入脚(TDI)7，串行数据输出脚(TDO) 8，电缆插头A 9，电缆插头B10，待测电缆具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述在图1中，现有大规模集成电路都提供JTAG口和边界扫描的机制。在这样的集成电路中，每个管脚都和JTAG器件内部的一个边界扫描元一一对应。
在图中设有两个具有JTAG口的JTAG器件A3和JTAG器件B4。通过控制其JTAG口，可以将一组串行数据从串行数据输入脚(TDI)(Serial Data In)6输入到JTAG器件A3中，这组数据再依次经过JTAG器件A3内部的每一个边界扫描元(Boundary-Scan Cell)5后，最后被从JTAG器件A3的串行数据输出脚(TDO)7输送出去。由于边界扫描元5位于器件的最外边界(因为再靠外边就是管脚了)，象这样串行数据在各个边界扫描元5中串行传输的过程就叫做边界扫描。
图中，JTAG器件A3的串行数据输出脚7和JTAG器件B4的串行数据输入脚6相连接。如果数据继续串行传输的话，数据会在JTAG器件B4的边界扫描元5内串行传送一圈，最后从JTAG器件B4的串行数据输出脚7输送出去。
再举一例，JTAG器件A3的一个管脚和JTAG器件B4的一个管脚相连接，不妨把这两个管脚分别叫做管脚a和管脚b。当串行数据传输到JTAG器件A3的管脚a的边界扫描元5时，可以通过控制JTAG器件A3的JTAG口，让数据从a管脚输出，于是数据就会从管脚a传输到管脚b。然后，再通过控制JTAG器件B4的JTAG口，把管脚b上的数据读入到管脚b对应的内部边界扫描元5里面。而后，该数据继续在JTAG器件B4的各个边界扫描元内传输，直到从串行数据输出脚7输出。这时，就可以在JTAG器件B4的串行数据输出管脚7处检查到从管脚a传输过来的数据。如果检查不到，则说明a和b之间的连接断掉了，或者发生了短路现象。
这就是边界扫描及其在在线测试中应用的基本原理。
在图2中，电缆测试装置由测试矢量生成和检测设备1和电缆测试�？�2组成。电缆测试�？�2由JTAG器件A3、电缆插头A8、JTAG器件B4、电缆插头B9构成。测试矢量生成和检测设备1的一端与JTAG器件A3、电缆插头A8顺序连接，测试矢量生成和检测设备1的另一端与JTAG器件B4、电缆插头B9顺序连接。检测时，待测电缆10连接于电缆插头A8与电缆插头B9之间。
在图3中，显示了一个有9个管脚的JTAG器件。从图中可以看到，串行输入数据是从JTAG器件3A3的第一个串行数据输入脚(TDI)6输入，进入到JTAG器件A3内部的边界扫描元5里面，最后进入到JTAG器件A3的第九个串行数据输出脚(TDO)7——即最后一个管脚——对应的边界扫描元5，然后从串行数据输出脚(TDO)7输出。JTAG器件A3的串行数据输出脚(TDO)7和JTAG器件B4的串行数据输入脚(TDI)6相连。所以，数据继续在JTAG器件B4内部的边界扫描元5内传输，最后从JTAG器件B4的串行数据输出脚(TDO)7输出。
在测试的时候，首先向JTAG器件A3输入一串数据，用这串数据把JTAG器件A3和JTAG器件B4的所有边界扫描元填满。比如说，输入的数据最终是在JTAG器件A3的第一个边界扫描元里面填入0，而在其它所有边界扫描元5里面填入1。然后控制两个器件的JTAG口，让它们都执行一个写出的操作，把数据写出到各自的管脚上面。如果JTAG器件A3的第一个管脚和JTAG器件B4的某一个管脚通过电缆芯相连接，比如JTAG器件A3的管脚1连接JTAG器件B4的管脚3，那么由于JTAG器件A3的管脚1输出0，JTAG器件B4的管脚3输出1，两个信号线与一下，即得到信号0。然后再控制JTAG器件A3和JTAG器件B4执行读入动作，JTAG器件B4的管脚3就把0读入到内部的边界扫描元5里面了。然后再控制JTAG器件A3和JTAG器件B4继续进行数据的串行传输动作，把JTAG器件B4内部的9个边界扫描元5里面的数据都从串行数据输出脚(TDO)7输出，那么在输出数据中JTAG器件B4的管脚3所占的位置上，应该有一个数据0。如果JTAG器件A3的管脚1和JTAG器件B4的管脚3之间没有连接关系，那么由于JTAG器件A3管脚1的输出和JTAG器件B4管脚3的输出无法线与，JTAG器件B4的管脚3处的数据仍然应该是1(在执行读入动作之前)，于是最后从JTAG器件B4输出的测试数据中，JTAG器件B4的管脚3所占的位置上的数据应该是1。从上面的描述可以看出，从JTAG器件B4的输出数据上就可判断两个管脚之间的连接关系。
同理，如果JTAG器件A3的管脚不是和JTAG器件B4的管脚3相连，而是和其它JTAG器件B4的一个管脚相连，那么那个管脚在输出数据中所占的位置上应该是一个0；如果JTAG器件A3管脚1不和JTAG器件B4的任何管脚相连接，那么JTAG器件A3管脚1上的数据不会在执行写出动作的时候传到JTAG器件B4上，也就不会影响JTAG器件B4的输出数据，因为在最开始当向JTAG器件A3和JTAG器件B4的所有内部边界扫描元5填数据的时候，除了JTAG器件A3的管脚1对应的边界扫描元5内填0外，其余填的都是1。如果JTAG器件A3管脚1的数据(即数据0)无法从电缆芯传到JTAG器件B4的话，JTAG器件B4只会把最开始向它内部填的1输出去。
上面是针对JTAG器件A3的管脚1输入的测试数据。当对这个管脚试结束后，可以对JTAG器件A3的管脚2输入类似的测试数据，即在管脚2对应的边界扫描元5内填入数据0，在其它的边界扫描元5里面都填入1，然后再执行写出、读入及串行传输等动作，通过检查JTAG器件B4的输出数据，就可以知道JTAG器件A3的管脚2与JTAG器件B4的那个管脚连接。
重复上述动作，就可知道JTAG器件A3和JTAG器件B4所有管脚之间的连接关系。
由上所述，这种每次输入的串行测试数据，就是所需测试矢量。从上面的描述过程中可以看到，电缆测试过程中，需要一次次向电缆测试设备输入测试矢量，把JTAG器件A3和JTAG器件B4的所有管脚及其内部边界扫描元5都覆盖；然后根据不同测试矢量生成的输出矢量，就可以知道电缆的连接关系或者知道电缆连接是否正确。
在图4中，电缆测试方法的操作流程具体如下1，生成标准测试矢量，并标准输出测试矢量；2，开始测试，及输出测试矢量，并对测试矢量结果与标准测试矢量是否相同作判断；3，对测试矢量结果与标准测试矢量是否相同作判断若是，则电缆正确，若否，则电缆不正确，并，继续作本类电缆测试；4，对本类电缆测试作测试若是，则重新作开始测试，若否，则进行新电缆测试；5，对新电缆进行测试，若是，则生成标准测试矢量，并标准输出测试矢量，若否，则测试过程结束。
在上述过程中，当要对被测电缆进行测试的时候，首先要找一段被测电缆的标准电缆，用标准测试矢量生成这一段被测电缆(标准电缆)的标准输出测试矢量表。而后，对被测电缆进行测试的时候，只要按照和生成标准输出测试矢量表相同的方法，生成被测电缆的输出测试矢量表。最后，把被测电缆的输出测试矢量表，与标准电缆的标准输出测试矢量表进行对比，如果结果相同，则说明被测电缆无故障，否则说明该电缆有故障(短路或者断路)。
在图5中，显示利用一台电脑做为电缆测试矢量生成和检测设备1，同时电脑还做为控制台。电脑内部设置测试程序，完成诸如JTAG口控制、生成测试矢量、进行输出矢量检测等动作。同时，做为控制台，并提供人机接口，告诉使用者电缆测试的状况。
其中，电缆测试�？�2，可由两片144脚的EPLD芯片和若干电缆插头A8、电缆插头B9连接组成。在电缆测试�？�2上还提供了一个JTAG口的连接器，它用于把EPLD的JTAG口连接到电脑的并口上。
电脑控制EPLD的JTAG口是通过并口控制的。连接电脑并口与EPLD JTAG口用的是电缆EPLD逻辑下载线。实际上这根连接电缆不需要用专门的EPLD逻辑下载线。由于控制JTAG口主要需要JTAG口的四根信号线TDI、串行数据输出脚(TDO)7、TCK和TMS，所以就可自制一根电缆，只要这根电缆可以保证这四根信号线可以连接到电脑并口的数据线上就可以了。
TDI是测试矢量输入的数据线，串行数据输出脚(TDO)7是测试矢量输出的数据线，TCK是控制JTAG口的时钟线，TMS是控制JTAG口内部状态机的控制信号线。至于这四根线怎么控制数据在边界扫描元5里面串行传输、输入写出读入、复位JTAG等，其可以参见IEEE.1194.1标准，或者参考JTAG器件的手册，基本上所有JTAG器件的手册都提供这些资料。并口在电脑内部的地址可以通过PC机的资料查到，这也是标准的。
权利要求
1.一种电缆测试的装置，其特征在于，电缆测试装置由测试矢量生成和检测设备，及电缆测试�？樽槌桑缋虏馐阅？橛蒍TAG器件A、电缆插头A、JTAG器件B、电缆插头B构成，测试矢量生成和检测设备的一端与JTAG器件A、电缆插头A顺序连接，测试矢量生成和检测设备的另一端与JTAG器件B、电缆插头B顺序连接。
2.根据权利要求1所述的一种电缆测试装置，其特征在于，电缆测试�？橛闪狡�144脚的EPLD芯片和若干电缆插头A8、电缆插头B9连接组成。
3.根据权利要求1所述的一种电缆测试装置的测试方法，包括下列步骤1)在测试矢量生成和检测设备中，生成标准输入测试矢量；2)将被测电缆的一段标准电缆的两端分别与测试矢量生成和检测设备中的JTAG器件A的电缆插头A，和JTAG器件B的电缆插头B连接起来；a.由测试矢量生成和测试设备向电缆测试�？槭淙氡曜际淙氩馐允噶浚籦.将标准输入测试矢量在JTAG器件A和JTAG器件B的边界扫描元串行传输，直至把JTAG器件A和JTAG器件B的每个边界扫描元都填满；c.对JTAG器件A执行一个写出操作，然后再对JTAG器件B执行一个读入操作，把JTAG器件A写出的数据读入到JTAG器件B的内部边界扫描元里面；d.继续使JTAG器件B边界扫描元内部的数据在JTAG器件B的边界扫描元上串行传输，直至输出JTAG器件B；e.由测试矢量生成和检测设备接收JTAG器件B的输出数据，这些数据即为被测电缆的一段标准电缆的标准测试输出矢量；3)将被测电缆的两端分别与测试矢量生成和检测设备中的JTAG器件A的电缆插头A，和JTAG器件B的电缆插头B连接起来；a.由测试矢量生成和测试设备向电缆测试�？槭淙氡曜际淙氩馐允噶浚籦.将标准输入测试矢量在JTAG器件A和JTAG器件B的边界扫描元串行传输，直至把JTAG器件A和JTAG器件B的每个边界扫描元都填满；c.对JTAG器件A执行一个写出操作，然后再对JTAG器件B执行一个读入操作，把JTAG器件A写出的数据读入到JTAG器件B的内部边界扫描元里面；d.继续使JTAG器件B边界扫描元内部的数据在JTAG器件B的边界扫描元上串行传输，直至输出JTAG器件B；e.由测试矢量生成和检测设备接收JTAG器件B的输出数据，这些数据即为被测电缆的测试输出矢量；4)由测试矢量生成和检测设备，将被测电缆的测试输出矢量，和该电缆的一段标准电缆的标准测试输出矢量进行对比，如果两者相同，则被测电缆内部的连接关系正确；否则，即知被测电缆内部的连接错误，即短路或者断路。
全文摘要
电缆测试的装置其测试矢量生成和检测设备的一端与JTAG器件A3、电缆插头A顺序连接，另一端与JTAG器件B、电缆插头B顺序连接。方法有1.在测试矢量生成和检测设备中，生成标准输入测试矢量；2.将标准电缆的一段标准电缆分别与测试矢量生成和检测设备中的JTAG器件A、JTAG器件B连接起来，得到该类电缆的一段标准测试输出矢量；3.把被测电缆的两端分别与JTAG器件A，和JTAG器件B连接起来，得到被测电缆的测试输出矢量；4.将被测电缆的输出测试矢量表，与标准电缆的标准输出测试矢量表进行对比，如果结果相同，则说明被测电缆无故障，否则说明该电缆有故障(短路或者断路)。本发明适用任一电缆测试。
文档编号G01R31/02GK1475810SQ0213655
公开日2004年2月18日 申请日期2002年8月16日 优先权日2002年8月16日
发明者毕毓龙 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
