PCBA功能测试案例-Marvin高性能动态数字IO GX5055用于更换 Fluke 3050B数字子系统

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简介

本文提供了使用基于PXI的Marvin数字子系统替换Trendar / Fluke 3050B数字子系统的方法。该方法仅针对Fluke 3050B的数字测试功能的一部分，参考文档基于1983年2月的3050B数字/模拟测试系统手册（Rev. 1,2 / 8）获得的信息。

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背景

Fluke 3050B测试系统为PCBA提供自动数字和模拟的功能测试。通过连接器适配器与UUT连接，该连接器适配器连接到（4）156针ZIF连接器。图1为系统图片。

图1：Fluke 3050B系统

3050B具有两种pass/fail测试模式 - 比较模式和签名模式。比较模式通过比较已确定为良好的UUT和被测UUT之间的数字刺激响应来实现；将I/O引脚状态，电路板的IC夹具和逻辑探针逐步进行比较。签名模式仅使用单个板，并且通过将UUT的I/O引脚生成的CRC（循环冗余校验）签名与先前测试的已知良好板的签名进行比较，实现pass/fail决策。

3050B还包括使用称为ADS环境进行故障诊断，该环境是一种引导探测算法，可以根据UUT原理图，拓扑和组件进行故障诊断。ADS执行诊断所需的输入包括：

IC类型和位置文件

IC类型定义文件

优先级节点文件（可选）

从 - 到互连文件

板边优先文件（可选）

标签文件（用于文档）

3050B提供了两个探测器，用于监视/比较UUT上的节点。探头逻辑阈值可选择1 V，2 V，5 V，7 V或可变（-10至+10 V）。IC夹（16针）的使用具有类似的特性，可变范围为0至+10V

3050B数字子系统的主要功能总结如下：

最多240个I / O引脚，以32引脚为增量; 基本配置是64针

低电平驱动器输出小于或等于0.7 V @ 10 mA

高电平驱动器输出可通过连接器适配器中的跳线,进行编程选择（输出范围见图2）

驱动器测试速率：1 MHz，（某些模式下为2 MHz）

接收器阈值范围：基于驱动器电压电平的1.8 V至3.5 V（见图3）

存储序列：最多2048 bits

测试长度：可编程为20K，40K，100K，200K，400K，1M，2M，4M，10M，20M，40M

测试仪时钟频率：可编程为1 Hz至9.99 MHz的3位数字

图2：输出驱动器范围

图3：接收器阈值范围

序列执行包括以下功能：

将四个引脚组中的任何一个从当前模式切换到自动序列，存储序列或高阻抗

根据编程的自动序列算法，在自动序列模式下更改引脚组中的驱动器状态

根据编程的存储顺序，在存储序列模式下更改引脚组中驱动程序的状态

启用或禁用所有接收器

执行下表中定义的存储序列的操作码

图4：存储序列的操作码

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3050B数字子系统更换

替换3050B的数字子系统为Marvin的6U PXI GX5055数字I / O卡，该板卡可以提供32个数字I / O通道和更宽驱动/检测电压范围（-14 V至+25 V）。为了容纳240个引脚，该子系统将包含（8）GX5055数字I / O卡，安装在GX7005高功率PXI机箱中。该数字子系统可以工作在50 MHz，具有可编程压摆率，有助于匹配3050B的驱动器性能特性。此外，子系统还具有每引脚和每个测试步进方向控制以及可编程的每个引脚驱动/检测电平。所有这些功能都提供了灵活性，便于将3050B测试程序适配/迁移到所提出的数字子系统。

如上文所述，3050B支持多种测试模式，包括比较和签名模式的pass/fail测试。 下面详细介绍了基于GX5055数字子系统的功能和差异：

签名模式，仅pass/fail。签名模式的使用需要计算来自UUT的获取数据的CRC，然后与已知的良好设备的CRC进行比较。GX5055不支持CRC计算，因此需要在系统控制器（PC）采集后完成，不过这就要求CRC计算方法已知。

如果可以从已知的良好UUT获得刺激/响应矢量，则可以支持比较模式。已知的良好测试向量将应用于UUT，响应将由GX5055的内存捕获。在采集后，将来自UUT的采集的矢量与已知的良好矢量进行比较。GX5055的功能库包括支持此比较功能的函数。请注意，尽管3050B仅支持2K向量，但序列长度可能高达40M。GX5055支持最长512K的序列长度，因此对于长序列（> 512K），测试和比较过程需要分成多个序列。

概念子系统没有规定将引导探针算法用于故障诊断。探针可以连接到备用DIO通道，但探针算法的开发将由最终用户负责。

GX5055数字子系统与支持存储序列模式最为一致。GX5055的矢量深度为2K vectors，远大于3050B。但是，GX5055的序列深度限制为512K。 3050B支持40M的序列。 GX5055的操作码非常类似于3050B，这有助于重新托管存储序列。对于大序列，需要加载多个序列并将其作为多个突发执行。

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采用GX5055数字子系统进行3050B更换 - 注意事项

GX5055子系统（图5）可以提供3050B支持的基本数字测试功能。

图5：GX7005机箱和数字子系统

作为此替换解决方案的一部分，需要考虑的其他问题包括：

夹具：需要构建适配器以使3050B的连接器适配器/测试接口适应GX5055的I / O连接器。或者，需要构建新的固定装置/布线。Marvin为GX5055数字子系统提供了由Virginia Panel和Mac Panel提供的多种不同质量终端接口。

软件：需要创建一种迁移3050B测试向量和相关测试程序的方法。GX5055数字子系统的控制是通过现代基于文本的语言（如C或 MarvinATEasy®）完成的，通过基于PC的控制器显示/控制测试程序。与3050B测试程序关联的任何操作员界面都需要迁移到基于PC的环境。

3050B特定波形：3050B支持各种复杂波形以及时钟，格雷码时钟和八相时钟。如果要迁移的测试程序需要这些波形，则需要用户创建它们作为测试程序迁移过程的一部分。这些波形与自动序列相关联，自动序列由3050B的自动序列处理器生成。

通过/失败测试模式：如前文所述，3050B支持两种模式 - 比较模式和签名模式。如果为程序迁移工作实现签名模式，则用户将需要知道已知的良好CRC签名以及完全了解如何计算CRC签名。

引导探头：数字子系统未随附任何引导探头软件。最终用户需要开发任何诊断程序。

如您想快速更换旧有的3050B数字子系统，欢迎联系Marvin中国授权代理商-广州虹科电子科技有限公司！

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