一種存儲設備的通斷測試裝置及系統的製作方法

2023-07-24 00:16:26 1

本實用新型涉及存儲設備測試技術領域，特別涉及一種存儲設備的通斷測試裝置及系統。

背景技術：

目前車載多媒體系統需要Micro SD Card（即TF卡）、SD卡(Secure Digital Memor卡電源開關 Card)或U盤作為地圖卡或者多媒體的存儲設備，因此需要對這些存儲設備和主機的連接做通斷實驗。

現有技術大多採用人工測試，即人工將存儲設備在主機中插拔，然後檢測連接的通斷狀態。然而，人工插拔測試費時費力，一卡多次插拔操作不方便；若未完全插入會影響測試結果，測試精確度不高。且測試不同的卡需要在對應的接口插拔，多次插拔會使接口的彈片鬆動，影響接觸效果從而影響測試。

因此，有必要對現有技術進行改進。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在於提供一種存儲設備的通斷測試裝置及系統，以解決現有存儲設備由人工進行插拔測試操作繁瑣的問題。

為了達到上述目的，本實用新型採取了以下技術方案：

一種存儲設備的通斷測試裝置，連接主機和存儲設備，其中，所述存儲設備包括卡設備和USB設備；所述通斷測試裝置包括：卡通斷控制模塊、USB通斷控制模塊、控制模塊、卡接口和USB接口；

所述控制模塊輸出卡控制信號和USB控制信號；卡通斷控制模塊根據卡控制信號控制卡設備與卡接口之間卡數據、卡電源、卡檢測信號的傳輸狀態，卡接口傳輸卡數據、卡電源、卡檢測信號給主機進行測試；

USB通斷控制模塊根據USB控制信號控制USB設備與USB接口之間USB數據和USB電源的傳輸狀態，USB接口傳輸USB數據和USB電源給主機進行測試。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述卡通斷控制模塊包括：

用於根據第一開關信號控制卡設備與卡接口之間卡電源的傳輸和截斷的卡電源開關單元；

用於根據第二開關信號控制卡設備與卡接口之間卡數據的傳輸和截斷的卡數據開關單元；

用於根據觸發信號輸出對應的卡檢測信號給卡接口的卡檢測單元；

所述卡電源開關單元連接控制模塊、卡設備和卡接口；卡數據開關單元連接控制模塊、卡設備和卡接口；卡檢測單元連接控制模塊、卡設備和卡接口。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述USB通斷控制模塊包括：

用於根據第三開關信號控制USB設備與USB接口之間USB電源的傳輸和截斷的USB電源開關單元；

用於根據第四開關信號控制USB設備與USB接口之間USB數據的傳輸和截斷的USB數據開關單元；

所述USB電源開關單元連接控制模塊、USB設備和USB接口；USB數據開關單元連接控制模塊、USB設備和USB接口。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述控制模塊包括型號為STM32的控制晶片；所述控制晶片的PA4腳連接卡電源開關單元，控制晶片的PA6腳連接卡數據開關單元，控制晶片的PB12腳連接卡檢測單元，控制晶片的PA5腳連接USB電源開關單元，控制晶片的PB10腳連接USB數據開關單元；控制晶片的VBAT腳、NRST腳、VDDA腳、VDD_1腳、VDD_2腳、VDD_3腳均連接工作電壓端。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述卡電源開關單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一三極體和第一MOS管；

所述第一電阻的一端連接第一三極體的基極，第一電阻的另一端連接控制晶片的PA4腳，第一三極體的發射極接地，第一三極體的集電極連接第三電阻的一端，第三電阻的另一端連接第二電阻的一端和第一MOS管的柵極，第一MOS管的源極連接第二電阻的另一端連接卡接口，第一MOS管的漏極連接卡設備的電源端。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述卡數據開關單元包括型號為MAX4947的第一開關晶片、第四電阻和第一電容；

所述第一開關晶片的COM1腳、COM2腳、COM3腳、COM4腳、COM5腳和COM6腳均連接卡接口；第一開關晶片的NC1腳、NC2腳、NC3腳、NC4腳、NC5腳和NC6腳均連接卡設備；第一開關晶片的VCC腳連接供電端、還通過第一電容接地；第一開關晶片的CB12腳連接CB34腳、CB56腳和第四電阻的一端，第四電阻的另一端連接控制晶片的PA6腳；第一開關晶片的GND腳接地。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述卡檢測單元包括第二三極體、第五電阻和第六電阻；

所述第二三極體的基極連接第五電阻的一端，第五電阻的另一端連接控制模塊的PB12腳，第二三極體的發射極接地；第二三極體的集電極連接卡接口、還通過第六電阻連接卡設備的電源端。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述USB電源開關單元包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第三三極體和第二MOS管；

所述第七電阻的一端連接第三三極體的基極，第七電阻的另一端連接控制晶片的PA5腳，第三三極體的發射極接地，第三三極體的集電極連接第九電阻的一端，第九電阻的另一端連接第八電阻的一端和第二MOS管的柵極，第二MOS管的源極連接第八電阻的另一端連接USB接口，第二MOS管的漏極連接USB設備的電源端。

所述的存儲設備的通斷測試裝置中，所述USB數據開關單元包括型號為MAX4947的第二開關晶片、第十電阻和第二電容；

所述第二開關晶片的COM1腳、COM2腳、COM3腳、COM4腳、COM5腳和COM6腳均連接USB接口；第二開關晶片的NC1腳、NC2腳、NC3腳、NC4腳、NC5腳和NC6腳均連接USB設備；第二開關晶片的VCC腳連接供電端、還通過第二電容接地；第二開關晶片的CB12腳連接CB34腳、CB56腳和第十電阻的一端，第十電阻的另一端連接控制晶片的PB10腳；第二開關晶片的GND腳接地。

一種存儲設備的通斷測試系統，其包括主機和所述的通斷測試裝置，所述通斷測試裝置連接主機，存儲設備與通斷測試裝置插接；

通斷測試裝置控制存儲設備與主機之間的電源通斷和數據通斷，以模擬存儲設備在主機中的插拔操作。

相較於現有技術，本實用新型提供的存儲設備的通斷測試裝置及系統，控制模塊輸出卡控制信號和USB控制信號；卡通斷控制模塊根據卡控制信號控制卡設備與卡接口之間卡數據、卡電源、卡檢測信號的傳輸狀態，卡接口傳輸卡數據、卡電源、卡檢測信號給主機進行測試；USB通斷控制模塊根據USB控制信號控制USB設備與USB接口之間USB數據和USB電源的傳輸狀態，USB接口傳輸USB數據和USB電源給主機進行測試。由通斷測試裝置自動模擬卡設備和USB設備的插拔狀態，無需人為多次插拔，大大節省了人力。解決了現有存儲設備由人工進行插拔測試操作繁瑣的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的存儲設備的通斷測試系統的結構框圖；

圖2為本實用新型實施例提供的通斷測試裝置中控制模塊的電路圖；

圖3為本實用新型實施例提供的通斷測試裝置中卡電源開關單元的電路圖；

圖4為本實用新型實施例提供的通斷測試裝置中卡數據開關單元的電路圖；

圖5為本實用新型實施例提供的通斷測試裝置中卡檢測單元的電路圖；

圖6為本實用新型實施例提供的通斷測試裝置中USB電源開關單元的電路圖；

圖7為本實用新型實施例提供的通斷測試裝置中USB數據開關單元的電路圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種存儲設備的通斷測試裝置及系統。為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

請參閱圖1，本實用新型提供的一種存儲設備的通斷測試系統包括通斷測試裝置10和主機20。所述通斷測試裝置10與主機20通過接口連接，存儲設備插入通斷測試裝置10中。通斷測試裝置10控制存儲設備與主機20之間的電源通斷和數據通斷，從而模擬存儲設備在主機中的插拔操作。這樣只需將存儲設備插入通斷測試裝置10中，由通斷測試裝置10自動模擬插拔狀態，無需人為多次插拔，大大節省了人力。

本實施例中，所述存儲設備可以為卡設備（如SD卡、TF卡）和USB設備。兩者的區別在於卡設備需要進行插入檢測，而USB設備不需要（USB接口上的電源腳VUSB兼容插入檢測功能）。所述通斷測試裝置10內置電路板，電路板上設置卡通斷控制模塊110、USB通斷控制模塊120、控制模塊130、卡接口140和USB接口150。卡通斷控制模塊110連接卡設備、控制模塊130和卡接口140，USB通斷控制模塊120連接USB設備、控制模塊130和USB接口150。

所述控制模塊130輸出卡控制信號和USB控制信號。卡通斷控制模塊110根據卡控制信號控制卡設備與卡接口140之間卡數據、卡電源、卡檢測信號的傳輸狀態，卡接口140傳輸卡數據、卡電源、卡檢測信號給主機進行測試。USB通斷控制模塊120根據USB控制信號控制USB設備與USB接口150之間USB數據和USB電源的傳輸狀態，USB接口150傳輸USB數據和USB電源給主機進行測試。

卡通斷控制模塊110和USB通斷控制模塊120相互獨立且互不影響，這樣可以同時檢測卡型設備和USB設備，也可分開檢測，提高了通斷測試裝置10的利用率。

需要理解的是，卡接口140和USB接口150為現有技術，這兩個接口通過數據線連接至主機的對應接口中，用於傳輸數據；此處對其型號不作限定。控制模塊130輸出的控制信號可為系統預先編輯的測試程序，或測試人員人為控制輸出。在具體實施時，通斷測試裝置10可設置為一獨立的設備，設置有外殼、外殼上設置控制面板（用於實現對通斷測試裝置進行開關、發出控制指令等操作），其內部還包括供電模塊、接口（用於插入USB設備），卡槽（用於插入SD卡、TF卡之類的卡設備），現有技術比較常見。本實施例主要闡述其內部的控制電路結構。

請繼續參閱圖1，所述卡通斷控制模塊110包括卡電源開關單元111、卡數據開關單元112和卡檢測單元113。卡控制信號包括第一開關信號、第二開關信號和觸發信號。所述卡電源開關單元111根據第一開關信號控制卡設備與卡接口140之間卡電源的傳輸和截斷。卡數據開關單元112根據第二開關信號控制卡設備與卡接口140之間卡數據的傳輸和截斷。卡檢測單元113根據觸發信號輸出對應的卡檢測信號給卡接口140。所述卡電源開關單元111連接控制模塊130、卡設備和卡接口140；卡數據開關單元112連接控制模塊130、卡設備和卡接口140；卡檢測單元113連接控制模塊130、卡設備和卡接口140。

請一併參閱圖2，所述控制模塊130採用型號為STM32的控制晶片U。控制晶片U的PA4腳連接卡電源開關單元111，控制晶片U的PA6腳連接卡數據開關單元112，控制晶片U的PB12腳連接卡檢測單元113，控制晶片U的PA5腳連接USB電源開關單元121，控制晶片U的PB10腳連接USB數據開關單元122；控制晶片U的VBAT腳、NRST腳、VDDA腳、VDD_1腳、VDD_2腳、VDD_3腳均連接工作電壓端MCU_3V3。

請一併參閱圖3，以卡設備為SD卡為例。所述卡電源開關單元111包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一三極體V1和第一MOS管Q1；所述第一電阻R1的一端連接第一三極體V1的基極，第一電阻R1的另一端連接控制晶片U的PA4腳，第一三極體V1的發射極接地，第一三極體V1的集電極連接第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端連接第二電阻R2的一端和第一MOS管Q1的柵極，第一MOS管Q1的源極連接第二電阻R2的另一端連接卡接口140（相當於連接主機，由主機供電），第一MOS管Q1的漏極連接卡設備的電源端。

其中，第一三極體V1為NPN三極體，第一MOS管Q1為PMOS管，第一開關信號SD_POW_CTRL為高電平時控制第一三極體V1導通，將第一MOS管Q1柵極電壓拉低，第一MOS管Q1導通，則主機20通過卡接口140輸入的卡電源SD_POWER轉換為卡電壓SD_VDD給卡設備（即SD卡）供電。SD卡才能進行後續的檢測和數據傳輸。

請一併參閱圖4，所述卡數據開關單元112包括型號為MAX4947的第一開關晶片IC1、第四電阻R4和第一電容C1。所述第一開關晶片IC1的COM1腳、COM2腳、COM3腳、COM4腳、COM5腳和COM6腳均連接卡接口140；第一開關晶片IC1的NC1腳、NC2腳、NC3腳、NC4腳、NC5腳和NC6腳均連接卡設備；第一開關晶片IC1的VCC腳連接供電端MAX4947_3V3、還通過第一電容C1接地；第一開關晶片IC1的CB12腳連接CB34腳、CB56腳和第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端連接控制晶片U的PA6腳；第一開關晶片IC1的GND腳接地。

其中，MAX4947是六通道SPDT數據開關。第一開關晶片IC1的NC1腳、NC2腳、NC5腳、NC6腳分別輸入卡數據SD_DATA2、SD_DATA3、SD_DATA0、SD_DATA1；NC3腳、NC4腳分別輸入卡指令SD_CMD、卡時鐘SD_CLK。當第二開關信號SD_DATA_CTRL為高電平時，第一開關晶片IC1導通，NC1腳與COM1腳連接，NC2腳與COM2腳連接，NC3腳與COM3腳連接，NC4腳與COM4腳連接，NC5腳與COM5腳連接，NC6腳與COM6腳連接，輸出卡數據（SD_DATA0對應輸出DATA0，以此類推）、卡指令（SD_CMD對應輸出CMD）和卡時鐘（SD_CLK對應輸出CLK）給卡接口140，從而傳輸給主機。當第二開關信號SD_DATA_CTRL為低電平時，NC腳與對應的COM腳斷開，從而停止輸出。通過控制第一開關晶片IC1的切換，從而達到通斷卡設備與主機數據通信的目的。圖4中，信號有前綴「SD_」表示來自卡設備，無前綴的表示輸出至主機。

請一併參閱圖5，所述卡檢測單元113包括第二三極體V2、第五電阻R5和第六電阻R6；所述第二三極體V2的基極連接第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端連接控制晶片U的PB12腳，第二三極體V2的發射極接地；第二三極體V2的集電極連接卡接口140、還通過第六電阻R6連接卡設備的電源端。

其中，第二三極體V2為NPN三極體。通過將卡檢測信號SD_CD拉高或拉低來模擬SD卡的拔插狀態，具體為：觸發信號SD_CD_CTRL為高電平時，第二三極體V2導通，輸出低電平的卡檢測信號SD_CD給卡接口140，主機識別卡設備已插入。當觸發信號SD_CD_CTRL為低電平時，第二三極體V2截止，卡檢測信號SD_CD被第六電阻R6上拉，主機檢測到高電平的卡檢測信號SD_CD，相當於識別卡設備已拔出。

所述USB通斷控制模塊120包括USB電源開關單元121和USB數據開關單元122。所述USB電源開關單元121根據第三開關信號控制USB設備與USB接口150之間USB電源的傳輸和截斷。USB數據開關單元122根據第四開關信號控制USB設備與USB接口150之間USB數據的傳輸和截斷。所述USB電源開關單元連接控制模塊、USB設備和USB接口；USB數據開關單元連接控制模塊、USB設備和USB接口。USB控制信號包括第三開關信號和第四開關信號。

請一併參閱圖6，所述USB電源開關單元121包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第三三極體V3和第二MOS管Q2；所述第七電阻R7的一端連接第三三極體V3的基極，第七電阻R7的另一端連接控制晶片U的PA5腳，第三三極體V3的發射極接地，第三三極體V3的集電極連接第九電阻R9的一端，第九電阻R9的另一端連接第八電阻R8的一端和第二MOS管Q2的柵極，第二MOS管Q2的源極連接第八電阻R8的另一端連接USB接口150（相當於連接主機，由主機供電），第二MOS管Q2的漏極連接USB設備的電源端（如VUSB腳）。

其中，第三三極體V3為NPN三極體，第二MOS管Q2為PMOS管，第三開關信號USB_POW_CTRL為高電平時控制第三三極體V3導通，將第二MOS管Q2柵極電壓拉低，第二MOS管Q2導通，則主機20通過USB接口150輸入的USB電源USB_POWER轉換為USB電壓USB_VDD給USB設備供電。

請一併參閱圖7，所述USB數據開關單元122包括型號為MAX4947的第二開關晶片IC2、第十電阻R10和第二電容C2。所述第二開關晶片IC2的COM1腳、COM2腳、COM3腳、COM4腳、COM5腳和COM6腳均連接USB接口150；第二開關晶片IC2的NC1腳、NC2腳、NC3腳、NC4腳、NC5腳和NC6腳均連接USB設備；第二開關晶片IC2的VCC腳連接供電端MAX4947_3V3、還通過第二電容C2接地；第二開關晶片IC2的CB12腳連接CB34腳、CB56腳和第十電阻R10的一端，第十電阻R10的另一端連接控制晶片U的PB10腳；第二開關晶片IC2的GND腳接地。

其中，第二開關晶片IC2的NC1腳、NC2腳、NC3腳、NC4腳、NC5腳、NC6腳分別輸入USB數據（USB1_DP、USB1_DN、 USB2_DP、USB3_DN、USB3_DP、USB3_DN）；當第四開關信號USB_DATA_CTRL為高電平時，第二開關晶片IC2導通，NC1腳與COM1腳連接，NC2腳與COM2腳連接，NC3腳與COM3腳連接，NC4腳與COM4腳連接，NC5腳與COM5腳連接，NC6腳與COM6腳連接，輸出USB數據（USB1_DP對應輸出USB1_DP_1，以此類推），信號有後綴「_1」表示輸出給USB接口150，從而傳輸給主機。當第四開關信號USB_DATA_CTRL為低電平時，NC腳與對應的COM腳斷開，從而停止輸出。通過控制第二開關晶片IC2的切換，從而達到通斷USB設備與主機數據通信的目的。

綜上所述，本實用新型通過通斷測試裝置來控制存儲設備與主機之間的通斷狀態，從而模擬出存儲設備在主機上的插拔狀態，無需人為多次插拔，即可實現存儲設備的通斷測試，大大節省了人力。解決了現有存儲設備由人工進行插拔測試操作繁瑣的問題。並且無需真正地插拔，避免了多次插拔使接口的彈片鬆動，影響接觸效果導致測試不準確的問題。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬於本實用新型所附的權利要求的保護範圍。