专利名称：计算机主板电源规范符合度测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机领域中的计算机主板电源，特别是涉及一种全面验证计算机主板电源规范符合度的测试系统。
背景技术：
随着IT技术的不断发展，个人计算机、工作站、服务器和交换机等网络设备的使用量日益增大。对个人计算机、工作站、服务器和交换机而言，其主板是整个产品最核心的部件之一。主板是一种复杂的数字和逻辑电路板，集成了各种用途的芯片、电容电阻等半导体器件和用于外接部件的插槽接口。主板上的数字和逻辑电路对主板的工作电压范围、启动和关闭的时序提出了严格要求，因此主板能否和电源配合工作很大程度上决定了个人计算机、工作站、服务器和交换机能否正常工作。为保证主板和电源协调工作，相互兼容，业界针对不同计算机的主板，制定了相应的电源标准和设计规范，电源设备的生产厂商相应的开发了测试设备，对电源的设计进行验证，确保电源符合标准。而对主板是否符合规范却没有有效的验证手段和方法。因此主板的制造厂商只能采用通用的兼容性测试方法，即尽量的收集可能使用的电源，逐个与待验证的主板配合验证，但这样做存在明显的不足(1)整个工作量巨大，需要投入大量的人员完成测试工作，而且容易引入人为误差。
(2)整体投入大。为保证主板对电源良好的兼容性，需采用尽可能多的电源与之配合验证，为此针对不同的电源标准如ATX/ATX12V、MicroATX、SSI/SSI12V；不同的功率，如250W，300W要采购大量不同品牌、型号的电源，而且为保证结果的有效性，还需要妥善的保管和维护这些用于测试的电源，定期的检查和确认这些电源是否符合规范。如果使用了新的标准规范或标准和规范升级变化了，又需要采购一批新的电源，而原有的电源只能废弃不用，造成了较大的浪费。
(3)效果不好。即使收集了较多品牌不同型号的电源，也不能涵盖所有可能的情况；由于人力和投入的限制，无法对多块主板同时验证；无法对主板各种工作情况进行验证，只能选取特定的几种工作情况，而且在每种情况下重复的次数有限。因此对主板和电源的配合处于临界状态，主板器件特性波动造成的隐含问题较难发现。
(4)即使在验证工程中发现了主板和电源的配合问题，也较难定位原因。
(5)测试时间周期长，造成在主板开发的后期发现了主板不符合电源规范，而解决此问题的往往需要修改硬件电路的设计，需要重新制板、再验证，造成开发进度的延误。
(6)虽然现在开发出一些电源的开关机测试系统，虽可提高一定的效率，但因采用主机的电源供电，仍不能提供多种电源启动/关闭的波形和时序用于验证主板电源规范符合度的测试环境。
为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。本发明人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的技术存在的不足，而提供一种计算机主板电源规范符合度测试的系统，使之提供深层、有效的测试环境，并且能进行自动的、闭环式的主板电源规范符合度测试。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种计算机主板电源规范符合度测试系统，包括控制计算机、可编程电源，还包括时序控制器，其中该控制计算机内安装有IEEE488(GPIB)总线控制卡，计算机通过IEEE488(GPIB)总线电缆与可编程电源和时序控制器相连，并通过IEEE488协议与可编程电源和时序控制器通讯；该可编程电源的输出通过电缆和时序控制器相连，时序控制器的输出通过电缆连接被测计算机主板；该控制计算机内还有通讯模块，通过通讯连线和被测计算机主板相连，接收被测计算机主板工作情况的反馈信息。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。
前述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其中所述的可编程电源不超过10个；计算机通过IEEE488连线发出指令，控制可编程电源改变输出电压。
前述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其中所述的时序控制器包括可编程多路控制模块和多路电压调整模块。
前述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其中所述的可编程多路控制模块采用独立的数字-模拟转换控制器；有4路模拟输出，一路数字输入，一路数字输出；IEEE488接口则和IEEE488电缆连接，与控制计算机上的IEEE488总线控制卡实现通讯。
前述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其中所述的多路电压调整模块包括输入接口、控制信号接口、输出接口、电压调整电路以及过流保护电路；输入接口通过电缆和可编程电源的直流输出连接；输入接口上的其中两个端子相连。
前述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其中所述的时序控制器不超过4个；时序控制器接受计算机通过IEEE488连线发出的指令，使输入的多路电压产生出被测计算机主板电源开启和关闭时的电压波形和时序。
前述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其中一个时序控制器可以连接一个或多个被测计算机主板。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明采用计算机的程序控制，按照预先设定的步骤，调整计算机主板工作所需的电压、开启/关闭的电压波形和开启/关闭时各路电压和控制信号的时序，免去了人的参与，提高了效率。
采用了多个可编程电源，精度、稳定度高并可以通过软件较大范围的调整每路输出的电压，增加了对计算机主板工作电压变化的验证范围。
采用了计算机程序控制的模拟电源开启和关闭时序的控制器，可以模拟多种标准的电源器启动/关闭时各路电压输出的波形，各路电压和控制信号的时序。并因为采用独立的硬件，非软件模拟，所以避免了采用计算机控制易出现的实时性问题。
系统采用在被测计算机主板上运行软件，并自动接收和记录被测计算机主板发回的反馈信息，统计分析并自动生成测试报告和日志。
由于系统中的设备均是程序控制的，不用修改或稍微硬件接口就可实现对不同电源规范的计算机主板的规范符合度测试。测试标准可以针对不同的电源规范设定，既可以对一块计算机主板，也可以对多块计算机主板同时验证测试，测试的时间、次数和测试点也可以根据需要方便的设定，提高了测试的有效性。
综上所述，本发明计算机主板电源规范符合度测试系统，具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用，且其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是本发明的测试系统的原理图；图2是本发明的时序控制器的结构原理图；图3是本发明的系统控制软件的流程图；图4是本发明的一个实施例--SSI/12V主板规范符合度测试系统。
图中标号1.控制计算机2、3、4、5、6.可编程电源 7、8.时序控制器9.电源物理插头 10、11、12.被测计算机主板 13.通讯连线14.IEEE488总线电缆 15、16.电缆17.外接硬盘18.数据连线 19.软盘驱动器 20.软驱连线21.电缆101.IEEE488总线控制卡102.通讯模块 103.显示器 104.键盘105.鼠标701.可编程多路控制模块 702.多路电压调整模块7011、7012、7013、7014.模拟输出 7015.数字输入7016.数字输出 7017.IEEE488接口 7021.输入接口7022.输出接口 7024、7025、7026、7027、7028.电压调整电路7029.过流保护电路具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的计算机主板电源规范符合度测试系统，其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
主板电源规范符合度测试系统是这样实现的，包括硬件系统，用于实际产生验证被测计算机主板电源规范符合度的各种工作环境及控制/反馈的数据和信息的传递途径。
软件系统，包括控制计算机上运行的测试系统控制软件和被测计算机主板上运行的检测软件。
硬件系统的原理图参见图1所示。
计算机主板电源规范符合度测试系统硬件包括控制计算机1，可编程电源2、3、4、5、6和时序控制器7、8。控制计算机1是系统最重要的部分，在上面运行着测试系统控制软件。IEEE488(GPIB)总线控制卡101也安装在控制计算机1内的PCI插槽上，使用IEEE488(GPIB)电缆14与可编程电源2、3、4、5、6，时序控制器7、8相连，并通过IEEE488协议与这些设备通讯。可编程电源2、3、4、5、6的输出通过电缆15和时序控制器7、8相连；时序控制器7、8的输出则通过电缆16连接电源物理插头9、被测计算机主板10、11和12。被测计算机主板10、11和12使用通讯连线13和控制计算机上的通讯模块102相连，用于实现被测计算机主板工作情况的反馈信息传递和收集。
可编程电源2、3、4、5、6用于提供被测计算机主板10、11、12所需要的电能，即根据相应电源规范，被测计算机主板所需要的几个不同的电压V1、V2、V3、V4、V5。控制计算机1上运行的系统控制软件通过IEEE488连线14发出的指令可控制可编程电源2、3、4、5、6在一定范围内改变这些电压，如5V的电压可变为标称值的105％≈96％或调整12V电压在±10％甚至是±20％的范围内变化，并从可编程电源2、3、4、5、6读出实际输出的电压值和可编程电源的工作状态。图1中虽然仅画出5个可编程电源，但可以使用多个，考虑到IEEE488协议对设备数量的限制，以及提供电能的可编程电源的并联扩展和实际的需要，建议不超过10个。如果可编程电源并联，输出相同的电压，能提供比单独使用其中一个可编程电源提供更大的输出电流。
可编程电源2、3、4、5、6的输出与时序控制器7、8相连，为时序控制器提供了多路的电压。时序控制器7、8接受控制计算机1上运行的系统控制软件通过IEEE488总线14发来的指令，使输入的多路电压产生出被测计算机主板启动/关闭时的电压波形和时序。整个系统可以使用一个时序控制器或多个时序控制器，如图1中，同时使用了2个时序控制器7、8，原因是1.用于测试不同电源规范的主板；2.同时测试多块主板，但多块被测试计算机主板的总功率超过了1个时序控制器能提供的功率，需要采用多个时序控制器分担负载。
考虑到IEEE488协议对设备数量的限制，以及提供电能的可编程电源的并联扩展和实际的需要，建议不超过4个。
一个时序控制器可以连接一个被测计算机主板，如图1中，时序控制器7的输出与被测计算机主板10连接，也可以连接多个测计算机主板，如图1中，时序控制器8的输出与被测计算机主板11和被测计算机主板12连接。
控制计算机1的上运行的软件采用IEEE488通讯协议控制可编程电源2、3、4、5、6调整输出电压，控制时序控制器7，8调整启动/关闭时各路电压的波形和时序，从而为被测计算机主板创造出符合电源规范甚至超出其电源规范一定范围的多种确定的测试环境，如单独调整5V电压为5.5V，调整3.3V启动波形，上升时间(10％上升为90％的时间)从1ms变化为500ms。在每个确定的环境下，被测计算机主板启动后自动运行检测软件，并通过通讯连线13向控制计算机1反馈被测计算机主板的信息。这种软件可以是固化在被测计算机主板上的硬件程序，也可以是运行在操作系统上的软件程序，如在Dos环境下的检查主板工作状态的可执行程序。
被测计算机主板通过通讯连线13与控制计算机1上的通讯模块102相连，通讯连线13可以是以太网线及交换机，也可以是串行通讯连线RS232，计算机上的通讯模块102与之匹配，如网卡、多串口卡等。
控制计算机的软件通过通讯模块102接受被测计算机主板反馈的信息并自动分析，检查计算机主板是否工作正常，自动记录在报告中。如果超过一定的时间未接到从被测计算机主板发出的信息，可认为被测计算机主板工作异常。
电源符合度测试系统需要产生符合电源规范的一系列的启动/关闭电压的波形和时序，用于验证被测计算机主板，这些波形和时序是由时序控制器产生的。图2为时序控制器7的原理图。
时序控制器7由两部分组成，可编程多路控制模块701和多路电压调整模块702。
可编程多路控制模块701可采用独立的数字一模拟转换控制器，如Iotech DAC488HR/4。有4路模拟输出7011、7012、7013、7014，一路数字输入7015，一路数字输出7016均和多路电压调整模块702的控制信号接口7022连接。IEEE488接口7017则和IEEE488电缆14连接，可与控制计算机1上的IEEE488总线控制卡101实现通讯。采用这种实现方式的好处是，控制计算机1上运行的系统控制软件可事先将各路电压启动/关闭的波形存储在数字-模拟转换控制器的内存中，因其内部有独立的时钟控制器，在收到计算机发出的指令后，能独立的输出内存中波形。如果存储波形时已经考虑多路信号之间的相位和时序，可编程多路控制模块701的4路模拟输出7011、7012、7013、7014，同时启动后可模拟出电源各路电压、控制信号的启动/关闭波形和时序。
多路电压调整模块702分为9个模块，输入接口7021、控制信号接口7022、输出接口7023、电压调整电路7024、7025、7026、7027和7028以及过流保护电路7029。输入接口7021与使用电缆15和可编程电源2、3、4、5、6的直流输出连接。输入接口7021上的端子A4和A6相连，为被测计算机提供Standby电压，这个电压是一直提供给被测计算机主板的。不需要对波形和时序作控制。
图2中可编程电源2的输出电压通过输入接口7021连接到后续的电压调整电路7024，可编程多路控制模块701通道1的模拟输出7011通过控制信号接口7022上的B1也连接到电压调整电路7024，电压调整电路7024的输出则根据模拟输出7011的控制信号的变化而改变。其它4路电压采用类似的电路，但电压调整电路7025、7026都使用了控制信号接口7022上的B2传递的可编程多路控制模块701通道2的模拟输出7012作为控制信号；电压调整电路7027、7028都使用了控制信号接口7022上的B3传递的可编程多路控制模块701通道3的模拟输出7013作为控制信号。可编程多路控制模块701通道4的模拟输出7014用于模拟电源给被测主板的控制信号，通过7022上的B4同电压调整电路7024、7025、7026、7027、7028上的输出、Standby电压经过流保护电路7029都连接到输出接口7023上。可按照被测计算机主板采用的电源规范的要求选择需要的电压和控制信号通过电缆16与物理接口9连接。
使用过流保护电路7029的目的是避免被测计算机主板和时序控制器因意外短路造成的损坏。过流保护电路7029可检查每路电压上的电流是否超过警戒值，如果超过，则自动截断所有电压的输出，并将报警信息通过控制信号接口7022上的D1传递给可编程多路控制模块701数字输入7015的。控制计算机1上的软件定期读取可编程多路控制模块701数字输入7015的值，发现时序控制器7已经过流保护了，则自动停止测试，报警，关闭可编程多路控制模块701所有模拟输出并等待工程师解决问题。如果问题解决，可以通过软件改变多路控制模块701的数字输出7016通过控制信号街口7022上的D2将过流保护电路7029复位使时序控制器7恢复为初始状态。
系统控制软件的流程图如图3所示。
被测计算机主板上的运行的监测软件重要实现的了开机后自动运行，自动监测主板的工作状态，如芯片组中的信息，BIOS中的信息，和控制计算机1建立通讯联系，并把被测计算机主板的信息传递给控制计算机1。因和自动开关机测试系统中的功能类似，这里不做详细的说明。
本发明的有益效果是(1)测试系统采用计算机的程序控制，按照预先设定的脚本，调整主板的工作电压和启动/关闭的时序，可以创造出多种符合被测主板电源规范的工作环境。
(2)可以改变被测计算机主板的一路或多路的供电电压。
(3)可以单独调整被测计算机主板的主要供电电压的启动/关闭的波形。
(4)可以单独改变被测计算机主板的主要供电电压、控制信号的启动/关闭的时序。
(5)也可以组合的调整供电电压、波形斜率和启动/关闭时序，可建立几百个被测计算机主板复杂的工作环境，通过在这几百个工作环境下对主板的测试，能够实现对被测主板电源规范符合度的全面验证，便于发现计算机主板存在的缺陷。
(6)测试系统能够纪录测试环境、被测计算机主板的工作状态，便于试验数据的分析和对问题的定位。
(7)测试系统能够实现对多块计算机主板同时进行电源规范符合度测试。测试的时间、测试点、同一环境下重复测试次数也可以根据需要方便的设定，提高了测试的有效性。
(8)减轻了人员的工作量，提高了效率，避免误操作。
(9)采用了可编程电源提供各路电压，精度和稳定度高，可方便的调节控制被测计算机主板的供电电压。
(10)采用了时序控制器，能够准确的控制电压和其他信号的启动/关闭时序和波形，支持多种计算机主板电源的标准规范，如ATX、Micro-ATX、ATX-12V、SSI、SSI-12V，提高的测试系统的兼容性。
图4是本发明的一个较佳实施例现在结合实例说明电源规范符合度测试系统是如何工作的控制计算机1上外插有PCI接口的IEEE488总线控制卡101，和与被测计算机主板通讯的多串口卡102。
IEEE488总线控制卡101通过IEEE488连线14与可编程电源2、3、4、5、6，时序控制器7连接，可传送给这些设备系统控制软件发出的指令，也可以向系统控制软件反馈设备的工作状态。
因为不同的电源规范对供电的电压要求不同，SSI/12V的电源标准要求提供3.3V，±5V，±12V，和5V standby电压。图4中可编程电源2提供3.3V，可编程电源3提供12V，可编程电源4提供-12V，可编程电源5提供5V，可编程电源6提供-5V等不同的电压来满足被测计算机主板的需要，并通过电缆15输出到时序控制器7。
系统控制程序设定完可编程电源的输出电压之后，按照脚本中的要求，先产生出符合SSI/12V规范的3.3V，±5V，±12V和PWOK的启动波形和时序，并通过IEEE488连线14传递给时序控制器7，时序控制器7先将波形和时序存储下来，然后在系统控制程序的命令下独立的输出存储的波形。这就产生了一种符合SSI-12V规范的启动测试环境。
时序控制器7的输出通过电缆16(实际上是一组电缆)输送给被测计算机主板10，被测计算机主板启动，如果能够工作并自动运行放置在外接硬盘17中的检测程序，检测程序读取被测主板芯片组寄存器的状态，主板BIOS的信息，通过串行通讯连线13将信息发送给控制计算机1，控制计算机1上的多串口卡102则接受这些信息，传递给系统控制程序。系统控制程序分析这些信息的内容，判断被测计算机主板是否工作正常，并记录下来，如果在规定的时间内计算机主板未能反馈信息，则可能是被测计算机主板未能正常启动，系统控制程序将认为被测计算机主板启动失败。
接下来，系统控制程序仍先产生出符合SSI/12V规范的3.3V，±5V，±12V和PWOK的关闭波形和时序，产生了一种符合SSI-12V规范的关闭测试环境，通过IEEE488连线14传递给时序控制器7，时序控制器7则按此波形和时序关闭被测计算机主板。
按照系统控制程序的要求重复一定次数后，将按照预定的测试脚本，改变可编程电源的输出电压或改变启动/关闭的波形和时序，产生出新的主板电源规范符合度测试环境。测试脚本是根据SSI-12V规范制定的，涵盖了多种实际可能出现的情况，通过对被测计算机主板在脚本要求的多种启动/关闭情况下表现出来的特性的测试，可以全面的验证和评价被测计算机主板是否符合SSI-12V的规范。
时序控制器7通过电缆16连接了一个符合SSI-12V定义的主板电源插头9，可连接另一块SSI-12V标准的被测计算机主板。
显示器103、键盘104、鼠标105连接到切换器15上，切换器15使用传送显示和键盘、鼠标控制信号的连接电缆21和控制计算机1、被测计算机主板10连接，通过按键切换，操作人员可以切换对控制计算机1和对被测计算机主板10的监视和控制。
外接硬盘17通过数据连线18和被测计算机主板10连接，软盘驱动器19通过软驱连线20与主板连接，连接这些基本的外设为被测计算机主板提供了标准的输入、输出系统。既可以运行测试程序、也提供了被测计算机主板基本的外接负载。
整个系统可扩展性好，可完成多个被测主板的同时测试，当可编程电源2、3、4、5、6的功率不足时，可以并连接入相同型号的电源；计算机可独立控制4个时序控制器；多串口卡102可接受8路串行RS232的信号输入，即可接受8个被测计算机主板的反馈；键盘鼠标显示器切换器15也可以连接多个被测计算机主板，方便操作人员的控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种计算机主板电源规范符合度测试系统，包括控制计算机(1)、可编程电源(2、3、4、5、6)，其特征在于还包括时序控制器(7、8)，其中该控制计算机内安装有IEEE488(GPIB)总线控制卡(101)，计算机通过IEEE488(GPIB)总线电缆(14)与可编程电源和时序控制器相连，并通过IEEE488协议与可编程电源和时序控制器通讯；该可编程电源的输出通过电缆(15)和时序控制器相连，时序控制器的输出通过电缆(16)连接被测计算机主板(10、11、12)；该控制计算机内还有通讯模块(102)，通过通讯连线(13)和被测计算机主板相连，接收被测计算机主板工作情况的反馈信息。
2.根据权利要求1所述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其特征在于其中所述的可编程电源不超过10个；计算机(1)通过IEEE488连线发出指令，控制可编程电源改变输出电压。
3.根据权利要求1所述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其特征在于所述的时序控制器包括可编程多路控制模块(701)和多路电压调整模块(702)。
4.根据权利要求3所述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其特征在于所述的可编程多路控制模块采用独立的数字-模拟转换控制器；有4路模拟输出(7011、7012、7013、7014)，一路数字输入(7015)，一路数字输出(7016)；IEEE488接口(7017)则和IEEE488电缆(14)连接，与控制计算机(1)上的IEEE488总线控制卡(101)实现通讯。
5.根据权利要求3所述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其特征在于所述的多路电压调整模块包括输入接口(7021)、控制信号接口(7022)、输出接口(7023)、电压调整电路(7024、7025、7026、7027、7028)以及过流保护电路(7029)；输入接口(7021)通过电缆(15)和可编程电源的直流输出连接；输入接口上的其中两个端子(A4、A6)相连。
6.根据权利要求1、3、4或5所述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其特征在于其中所述的时序控制器不超过4个；时序控制器接受计算机(1)通过IEEE488连线发出的指令，使输入的多路电压产生出被测计算机主板电源开启和关闭时的电压波形和时序。
7.根据权利要求1、3、4或5所述的计算机主板电源规范符合度测试系统，其特征在于一个时序控制器可以连接一个或多个被测计算机主板。
全文摘要
本发明涉及一种计算机主板电源规范符合度测试系统，包括控制计算机、可编程电源，还包括时序控制器，其中该控制计算机内安装有IEEE488(GPIB)总线控制卡，计算机通过IEEE488(GPIB)总线电缆与可编程电源和时序控制器相连，并通过IEEE488协议与可编程电源和时序控制器通讯；该可编程电源的输出通过电缆和时序控制器相连，时序控制器的输出通过电缆连接被测计算机主板；该控制计算机内还有通讯模块，通过通讯连线和被测计算机主板相连，接收被测计算机主板工作情况的反馈信息。本发明克服了现有的技术存在的不足，对计算机主板提供深层、有效的测试环境，并且能进行自动的、闭环式的主板电源规范符合度测试。
文档编号G06F11/22GK1508685SQ0215730
公开日2004年6月30日 申请日期2002年12月19日 优先权日2002年12月19日
发明者周操, 周 操 申请人:联想(北京)有限公司