一种存储设备的通断测试装置及系统的制作方法

本实用新型涉及存储设备测试技术领域，特别涉及一种存储设备的通断测试装置及系统。

背景技术：

目前车载多媒体系统需要Micro SD Card（即TF卡）、SD卡(Secure Digital Memor卡电源开关 Card)或U盘作为地图卡或者多媒体的存储设备，因此需要对这些存储设备和主机的连接做通断实验。

现有技术大多采用人工测试，即人工将存储设备在主机中插拔，然后检测连接的通断状态。然而，人工插拔测试费时费力，一卡多次插拔操作不方便；若未完全插入会影响测试结果，测试精确度不高。且测试不同的卡需要在对应的接口插拔，多次插拔会使接口的弹片松动，影响接触效果从而影响测试。

因此，有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种存储设备的通断测试装置及系统，以解决现有存储设备由人工进行插拔测试操作繁琐的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种存储设备的通断测试装置，连接主机和存储设备，其中，所述存储设备包括卡设备和USB设备；所述通断测试装置包括：卡通断控制模块、USB通断控制模块、控制模块、卡接口和USB接口；

所述控制模块输出卡控制信号和USB控制信号；卡通断控制模块根据卡控制信号控制卡设备与卡接口之间卡数据、卡电源、卡检测信号的传输状态，卡接口传输卡数据、卡电源、卡检测信号给主机进行测试；

USB通断控制模块根据USB控制信号控制USB设备与USB接口之间USB数据和USB电源的传输状态，USB接口传输USB数据和USB电源给主机进行测试。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述卡通断控制模块包括：

用于根据第一开关信号控制卡设备与卡接口之间卡电源的传输和截断的卡电源开关单元；

用于根据第二开关信号控制卡设备与卡接口之间卡数据的传输和截断的卡数据开关单元；

用于根据触发信号输出对应的卡检测信号给卡接口的卡检测单元；

所述卡电源开关单元连接控制模块、卡设备和卡接口；卡数据开关单元连接控制模块、卡设备和卡接口；卡检测单元连接控制模块、卡设备和卡接口。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述USB通断控制模块包括：

用于根据第三开关信号控制USB设备与USB接口之间USB电源的传输和截断的USB电源开关单元；

用于根据第四开关信号控制USB设备与USB接口之间USB数据的传输和截断的USB数据开关单元；

所述USB电源开关单元连接控制模块、USB设备和USB接口；USB数据开关单元连接控制模块、USB设备和USB接口。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述控制模块包括型号为STM32的控制芯片；所述控制芯片的PA4脚连接卡电源开关单元，控制芯片的PA6脚连接卡数据开关单元，控制芯片的PB12脚连接卡检测单元，控制芯片的PA5脚连接USB电源开关单元，控制芯片的PB10脚连接USB数据开关单元；控制芯片的VBAT脚、NRST脚、VDDA脚、VDD_1脚、VDD_2脚、VDD_3脚均连接工作电压端。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述卡电源开关单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管和第一MOS管；

所述第一电阻的一端连接第一三极管的基极，第一电阻的另一端连接控制芯片的PA4脚，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接第二电阻的一端和第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接第二电阻的另一端连接卡接口，第一MOS管的漏极连接卡设备的电源端。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述卡数据开关单元包括型号为MAX4947的第一开关芯片、第四电阻和第一电容；

所述第一开关芯片的COM1脚、COM2脚、COM3脚、COM4脚、COM5脚和COM6脚均连接卡接口；第一开关芯片的NC1脚、NC2脚、NC3脚、NC4脚、NC5脚和NC6脚均连接卡设备；第一开关芯片的VCC脚连接供电端、还通过第一电容接地；第一开关芯片的CB12脚连接CB34脚、CB56脚和第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接控制芯片的PA6脚；第一开关芯片的GND脚接地。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述卡检测单元包括第二三极管、第五电阻和第六电阻；

所述第二三极管的基极连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接控制模块的PB12脚，第二三极管的发射极接地；第二三极管的集电极连接卡接口、还通过第六电阻连接卡设备的电源端。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述USB电源开关单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三三极管和第二MOS管；

所述第七电阻的一端连接第三三极管的基极，第七电阻的另一端连接控制芯片的PA5脚，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第八电阻的一端和第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极连接第八电阻的另一端连接USB接口，第二MOS管的漏极连接USB设备的电源端。

所述的存储设备的通断测试装置中，所述USB数据开关单元包括型号为MAX4947的第二开关芯片、第十电阻和第二电容；

所述第二开关芯片的COM1脚、COM2脚、COM3脚、COM4脚、COM5脚和COM6脚均连接USB接口；第二开关芯片的NC1脚、NC2脚、NC3脚、NC4脚、NC5脚和NC6脚均连接USB设备；第二开关芯片的VCC脚连接供电端、还通过第二电容接地；第二开关芯片的CB12脚连接CB34脚、CB56脚和第十电阻的一端，第十电阻的另一端连接控制芯片的PB10脚；第二开关芯片的GND脚接地。

一种存储设备的通断测试系统，其包括主机和所述的通断测试装置，所述通断测试装置连接主机，存储设备与通断测试装置插接；

通断测试装置控制存储设备与主机之间的电源通断和数据通断，以模拟存储设备在主机中的插拔操作。

相较于现有技术，本实用新型提供的存储设备的通断测试装置及系统，控制模块输出卡控制信号和USB控制信号；卡通断控制模块根据卡控制信号控制卡设备与卡接口之间卡数据、卡电源、卡检测信号的传输状态，卡接口传输卡数据、卡电源、卡检测信号给主机进行测试；USB通断控制模块根据USB控制信号控制USB设备与USB接口之间USB数据和USB电源的传输状态，USB接口传输USB数据和USB电源给主机进行测试。由通断测试装置自动模拟卡设备和USB设备的插拔状态，无需人为多次插拔，大大节省了人力。解决了现有存储设备由人工进行插拔测试操作繁琐的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的存储设备的通断测试系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的通断测试装置中控制模块的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的通断测试装置中卡电源开关单元的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的通断测试装置中卡数据开关单元的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的通断测试装置中卡检测单元的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的通断测试装置中USB电源开关单元的电路图；

图7为本实用新型实施例提供的通断测试装置中USB数据开关单元的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种存储设备的通断测试装置及系统。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的一种存储设备的通断测试系统包括通断测试装置10和主机20。所述通断测试装置10与主机20通过接口连接，存储设备插入通断测试装置10中。通断测试装置10控制存储设备与主机20之间的电源通断和数据通断，从而模拟存储设备在主机中的插拔操作。这样只需将存储设备插入通断测试装置10中，由通断测试装置10自动模拟插拔状态，无需人为多次插拔，大大节省了人力。

本实施例中，所述存储设备可以为卡设备（如SD卡、TF卡）和USB设备。两者的区别在于卡设备需要进行插入检测，而USB设备不需要（USB接口上的电源脚VUSB兼容插入检测功能）。所述通断测试装置10内置电路板，电路板上设置卡通断控制模块110、USB通断控制模块120、控制模块130、卡接口140和USB接口150。卡通断控制模块110连接卡设备、控制模块130和卡接口140，USB通断控制模块120连接USB设备、控制模块130和USB接口150。

所述控制模块130输出卡控制信号和USB控制信号。卡通断控制模块110根据卡控制信号控制卡设备与卡接口140之间卡数据、卡电源、卡检测信号的传输状态，卡接口140传输卡数据、卡电源、卡检测信号给主机进行测试。USB通断控制模块120根据USB控制信号控制USB设备与USB接口150之间USB数据和USB电源的传输状态，USB接口150传输USB数据和USB电源给主机进行测试。

卡通断控制模块110和USB通断控制模块120相互独立且互不影响，这样可以同时检测卡型设备和USB设备，也可分开检测，提高了通断测试装置10的利用率。

需要理解的是，卡接口140和USB接口150为现有技术，这两个接口通过数据线连接至主机的对应接口中，用于传输数据；此处对其型号不作限定。控制模块130输出的控制信号可为系统预先编辑的测试程序，或测试人员人为控制输出。在具体实施时，通断测试装置10可设置为一独立的设备，设置有外壳、外壳上设置控制面板（用于实现对通断测试装置进行开关、发出控制指令等操作），其内部还包括供电模块、接口（用于插入USB设备），卡槽（用于插入SD卡、TF卡之类的卡设备），现有技术比较常见。本实施例主要阐述其内部的控制电路结构。

请继续参阅图1，所述卡通断控制模块110包括卡电源开关单元111、卡数据开关单元112和卡检测单元113。卡控制信号包括第一开关信号、第二开关信号和触发信号。所述卡电源开关单元111根据第一开关信号控制卡设备与卡接口140之间卡电源的传输和截断。卡数据开关单元112根据第二开关信号控制卡设备与卡接口140之间卡数据的传输和截断。卡检测单元113根据触发信号输出对应的卡检测信号给卡接口140。所述卡电源开关单元111连接控制模块130、卡设备和卡接口140；卡数据开关单元112连接控制模块130、卡设备和卡接口140；卡检测单元113连接控制模块130、卡设备和卡接口140。

请一并参阅图2，所述控制模块130采用型号为STM32的控制芯片U。控制芯片U的PA4脚连接卡电源开关单元111，控制芯片U的PA6脚连接卡数据开关单元112，控制芯片U的PB12脚连接卡检测单元113，控制芯片U的PA5脚连接USB电源开关单元121，控制芯片U的PB10脚连接USB数据开关单元122；控制芯片U的VBAT脚、NRST脚、VDDA脚、VDD_1脚、VDD_2脚、VDD_3脚均连接工作电压端MCU_3V3。

请一并参阅图3，以卡设备为SD卡为例。所述卡电源开关单元111包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管V1和第一MOS管Q1；所述第一电阻R1的一端连接第一三极管V1的基极，第一电阻R1的另一端连接控制芯片U的PA4脚，第一三极管V1的发射极接地，第一三极管V1的集电极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第二电阻R2的一端和第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1的源极连接第二电阻R2的另一端连接卡接口140（相当于连接主机，由主机供电），第一MOS管Q1的漏极连接卡设备的电源端。

其中，第一三极管V1为NPN三极管，第一MOS管Q1为PMOS管，第一开关信号SD_POW_CTRL为高电平时控制第一三极管V1导通，将第一MOS管Q1栅极电压拉低，第一MOS管Q1导通，则主机20通过卡接口140输入的卡电源SD_POWER转换为卡电压SD_VDD给卡设备（即SD卡）供电。SD卡才能进行后续的检测和数据传输。

请一并参阅图4，所述卡数据开关单元112包括型号为MAX4947的第一开关芯片IC1、第四电阻R4和第一电容C1。所述第一开关芯片IC1的COM1脚、COM2脚、COM3脚、COM4脚、COM5脚和COM6脚均连接卡接口140；第一开关芯片IC1的NC1脚、NC2脚、NC3脚、NC4脚、NC5脚和NC6脚均连接卡设备；第一开关芯片IC1的VCC脚连接供电端MAX4947_3V3、还通过第一电容C1接地；第一开关芯片IC1的CB12脚连接CB34脚、CB56脚和第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接控制芯片U的PA6脚；第一开关芯片IC1的GND脚接地。

其中，MAX4947是六通道SPDT数据开关。第一开关芯片IC1的NC1脚、NC2脚、NC5脚、NC6脚分别输入卡数据SD_DATA2、SD_DATA3、SD_DATA0、SD_DATA1；NC3脚、NC4脚分别输入卡指令SD_CMD、卡时钟SD_CLK。当第二开关信号SD_DATA_CTRL为高电平时，第一开关芯片IC1导通，NC1脚与COM1脚连接，NC2脚与COM2脚连接，NC3脚与COM3脚连接，NC4脚与COM4脚连接，NC5脚与COM5脚连接，NC6脚与COM6脚连接，输出卡数据（SD_DATA0对应输出DATA0，以此类推）、卡指令（SD_CMD对应输出CMD）和卡时钟（SD_CLK对应输出CLK）给卡接口140，从而传输给主机。当第二开关信号SD_DATA_CTRL为低电平时，NC脚与对应的COM脚断开，从而停止输出。通过控制第一开关芯片IC1的切换，从而达到通断卡设备与主机数据通信的目的。图4中，信号有前缀“SD_”表示来自卡设备，无前缀的表示输出至主机。

请一并参阅图5，所述卡检测单元113包括第二三极管V2、第五电阻R5和第六电阻R6；所述第二三极管V2的基极连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接控制芯片U的PB12脚，第二三极管V2的发射极接地；第二三极管V2的集电极连接卡接口140、还通过第六电阻R6连接卡设备的电源端。

其中，第二三极管V2为NPN三极管。通过将卡检测信号SD_CD拉高或拉低来模拟SD卡的拔插状态，具体为：触发信号SD_CD_CTRL为高电平时，第二三极管V2导通，输出低电平的卡检测信号SD_CD给卡接口140，主机识别卡设备已插入。当触发信号SD_CD_CTRL为低电平时，第二三极管V2截止，卡检测信号SD_CD被第六电阻R6上拉，主机检测到高电平的卡检测信号SD_CD，相当于识别卡设备已拔出。

所述USB通断控制模块120包括USB电源开关单元121和USB数据开关单元122。所述USB电源开关单元121根据第三开关信号控制USB设备与USB接口150之间USB电源的传输和截断。USB数据开关单元122根据第四开关信号控制USB设备与USB接口150之间USB数据的传输和截断。所述USB电源开关单元连接控制模块、USB设备和USB接口；USB数据开关单元连接控制模块、USB设备和USB接口。USB控制信号包括第三开关信号和第四开关信号。

请一并参阅图6，所述USB电源开关单元121包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三三极管V3和第二MOS管Q2；所述第七电阻R7的一端连接第三三极管V3的基极，第七电阻R7的另一端连接控制芯片U的PA5脚，第三三极管V3的发射极接地，第三三极管V3的集电极连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第八电阻R8的一端和第二MOS管Q2的栅极，第二MOS管Q2的源极连接第八电阻R8的另一端连接USB接口150（相当于连接主机，由主机供电），第二MOS管Q2的漏极连接USB设备的电源端（如VUSB脚）。

其中，第三三极管V3为NPN三极管，第二MOS管Q2为PMOS管，第三开关信号USB_POW_CTRL为高电平时控制第三三极管V3导通，将第二MOS管Q2栅极电压拉低，第二MOS管Q2导通，则主机20通过USB接口150输入的USB电源USB_POWER转换为USB电压USB_VDD给USB设备供电。

请一并参阅图7，所述USB数据开关单元122包括型号为MAX4947的第二开关芯片IC2、第十电阻R10和第二电容C2。所述第二开关芯片IC2的COM1脚、COM2脚、COM3脚、COM4脚、COM5脚和COM6脚均连接USB接口150；第二开关芯片IC2的NC1脚、NC2脚、NC3脚、NC4脚、NC5脚和NC6脚均连接USB设备；第二开关芯片IC2的VCC脚连接供电端MAX4947_3V3、还通过第二电容C2接地；第二开关芯片IC2的CB12脚连接CB34脚、CB56脚和第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端连接控制芯片U的PB10脚；第二开关芯片IC2的GND脚接地。

其中，第二开关芯片IC2的NC1脚、NC2脚、NC3脚、NC4脚、NC5脚、NC6脚分别输入USB数据（USB1_DP、USB1_DN、 USB2_DP、USB3_DN、USB3_DP、USB3_DN）；当第四开关信号USB_DATA_CTRL为高电平时，第二开关芯片IC2导通，NC1脚与COM1脚连接，NC2脚与COM2脚连接，NC3脚与COM3脚连接，NC4脚与COM4脚连接，NC5脚与COM5脚连接，NC6脚与COM6脚连接，输出USB数据（USB1_DP对应输出USB1_DP_1，以此类推），信号有后缀“_1”表示输出给USB接口150，从而传输给主机。当第四开关信号USB_DATA_CTRL为低电平时，NC脚与对应的COM脚断开，从而停止输出。通过控制第二开关芯片IC2的切换，从而达到通断USB设备与主机数据通信的目的。

综上所述，本实用新型通过通断测试装置来控制存储设备与主机之间的通断状态，从而模拟出存储设备在主机上的插拔状态，无需人为多次插拔，即可实现存储设备的通断测试，大大节省了人力。解决了现有存储设备由人工进行插拔测试操作繁琐的问题。并且无需真正地插拔，避免了多次插拔使接口的弹片松动，影响接触效果导致测试不准确的问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。