一种电容式触控按键芯片检测标定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电容式触控按键芯片检测标定系统及方法，该系统包括有插入检测及标定模块、通信控制及寄存器配置模块、数据存储模块、按键处理模块、对比分析模块、差错处理模块、电源控制模块和终端控制模块；该检测系统及方法能够对多个触控按键芯片进行灵敏度性能测量及时钟标定，具备芯片插入检测、双层模式下终端图形化性能显示、对比分析、多电压输出控制、控制软件实时记录保存数据和系统差错处理等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种电容式触控按键芯片检测标定系统及方法
本专利技术属于集成电路
，特别涉及一种触控按键芯片的检测系统及方法。
技术介绍
为了满足触控按键高可靠性和耐久性的应用需要，对电容触控按键产品的性能指标应用场景提出了很高的要求。传统的电容触控按键芯片测试系统局限于可操作性与通用性较差，且模块化耦合程度较高，每种配置需要不同的硬件设计，成本较高；采用外搭电路的方法，使得电路不稳定和测试数据不可靠；缺乏相同指标的业界对比分析；测试数据需要人工手动记录，操作不当容易引进人为干扰，重复性工作量较大，人力成本和时间成本较高；没有专用的触控按键芯片测试系统，对于测试人员来说，如何才能设计出一个稳定的测试系统将触控芯片性能指标准确的检测出来，以提高芯片设计的可靠性及稳定性，显得非常重要。如专利申请201210082956.1公开了一种测试触控面板的方法包括下列步骤：提供该触控面板；提供触控面板测试软件，其包含数据可变参数，该数据可变参数包括接口设定可变参数、触控芯片可变参数、自动测试可变参数及手动测试可变参数中的至少一种；以及决定对应于该触控面板的数据可变参数，以对该触控面板进行测试。然而，目前的电容触控按键检测装置在进行灵敏度性能指标测量及标定时可靠性和稳定性差，测试实现困难且通用性差，需要搭建电路实现，人为操作加进干扰存在，使得测试数据在一定程度上真实性降低，复测造成测试重复劳动量大，不同项目的电容触控按键芯片测试需要重新搭建测试平台而造成通用性较差，且无法对芯片进行在线接触性检测，只能进行单颗芯片测试，模块之间的耦合性太强，模块无法进行快速的移植。
技术实现思路
基于此，因此本专利技术的首要目地是提供一种电容式触控按键芯片检测标定系统及方法，该检测系统及方法能够对多个触控按键芯片进行灵敏度性能测量及时钟标定，具备芯片插入检测、双层模式下终端图形化性能显示、对比分析、多电压输出控制、控制软件实时记录保存数据和系统差错处理等功能。本专利技术的另一个目地在于提供一种电容式触控按键芯片检测标定系统及方法，该检测系统及方法利用软硬件协同设计的方法，最大程度的节省硬件成本和软件设计周期，利用板载集成设计思想避免外搭电路带来的不稳定因素，系统利用率高，结合控制终端统一控制增加自动化元素，研发测试和批量测试两种用户体验模式，给芯片设计提供更多的参考依据，同时提高人员工作效率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种电容式触控按键芯片检测标定系统，其特征在于该系统包括有插入检测及标定模块、通信控制及寄存器配置模块、数据存储模块、按键处理模块、对比分析模块、差错处理模块、电源控制模块和终端控制模块，所述插入检测及标定模块，主要是对所接触芯片管脚的电气连接特性进行检测，对被检测芯片的烧录接口及其他通信管脚进行连接性检查即开短路测试，分为管脚开路和管脚短路两种方式的检测，两种检测方式以提示用户烧录接口的电气连接是否正常，以保证后续测试和操作的有效性；所述数据存储模块是存放文件索引表、客户hex的代烧录程序文件、触控按键检测hex文件、芯片型号及标识信息及芯片设计指标等相关数据，系统收到数据存储命令，进行存储模块初始化，将数据存储于数据存储模块，在研发测试阶段准备接收hex烧录及测试文件，并将数据存储到外部存储器模块，同时反馈数据传输信息以提示，在批量测试阶段从存储模块读取触控按键专用测试hex数据；所述通信控制及寄存器配置模块，包含研发测试模式下和批量模式下的人机交互处理和寄存器配置的功能，研发测试模式下主要是接收PC端发送的控制命令，利用ARM处理器内置的USB模块实现对USB电源管理、USB描述符、USB枚举、USB读写传输、端点分配管理、命令解析和数据传输等功能，调试根据解析的数据提取出命令和数据，然后将配置数据通过寄存器配置模块对被测芯片进行相应的读写操作；批量模式下主要是接收按键信息，提取出相应的功能及配置数据，然后根据配置数据进行寄存器的读写操作，完成此模式下的功能配置；所述按键处理模块，主要包含触摸芯片按键检测和输入按键检测两个部分，触摸芯片按键检测是检测触控按键的灵敏度，进而根据分析对比方法来判断芯片触控指标性能的优劣；输入按键是检测在批量测试模式下人机接口，主要完成用户输入的命令和数据的操作，完成批量测试模式下触控按键芯片性能的激励输入等功能；所述对比分析模块，主要是对利用标准模块和被测芯片的触控按键依据检测原理对检测到的数据进行对比分析，被测芯片按键处理模块将采集到的数据传送给对比分析模块，对比分析模块运行标准检测单元采集同源触控信息，然后将触控信息和设计标准进行对比分析，进而得到在不同模式下所需要的触控按键性能差别信息；差错处理模块，主要是检测上下位机之间通信数据帧是否正确、判断USB插入的错误处理、被测芯片管脚是否接触良好和触控按键时钟频率标定出错处理等，差错处理实现各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。系统与DUT在通信中数据的读写需要相应的等待时间，如果超出程序设定的时间则会进行溢出处理；效验处理，当接收到的效验码与计算出的效验码不匹配时丢弃本次数据重新接收。所述电源控制模块包含被测DUT烧录电压控制和DUT供电电压控制等，被测DUT烧录电压控制是PC端通过发送指令实现对不同ID类型芯片输出不同烧录电压的操作；DUT供电电压控制是控制多个芯片中哪一个芯片供电或者掉电的控制，作为被测芯片进入烧录模式的一个自动控制方式；所述终端控制模块，包含PC控制和LCD显示终端等两个部分，负责不同模式下测试执行的人机接口，不同工作模式下系统可自动切换显示方式，也可以在研发测试阶段由PC控制选择显示方式，此时PC端使能控制，负责命令的收发、数据接收和处理、图形绘制及模式选择等功能，主要功能描述为(1)寄存器配置区，是被测芯片选择，选择范围为1到4，初始值为0，即默认选择全部测量，以轮训的方式遍历；被测芯片读写寄存器是写入或读取指定寄存器的数据，配置参数组成消息帧通过通信接口下发给底层检测装置；(2)被测芯片指标测试区，是根据采集到的触控按键信息，利用相关方法计算参数，并将计算得到的相关参数显示；C/F是测试按键电容变化对RC震荡频率的影响；按键测试是测试多按键大小、按键形式情况下的指标；按键切换速度测试是指与使能的按键数量之间的关系指标；电源测试是指电器设备长期工作会被电网上的噪声干扰，尤其是打雷和附近有较大的电器设备启、停时更是有强烈的干扰；(3)触控按键数据及图形显示区，是将接收到的触控按键数据、灵敏度图像(标称图像、对比图像及实测图像)等信息显示。一种电容式触控按键芯片检测标定方法，该方法包括如下步骤：101、检测标定系统(简称系统)上电，配置系统内部启动寄存器，接着系统时钟、外部接口、复用端口、IO端口、USB通信、对比分析模块、插入检测和通信接口等模块初始化，进而进行系统外设模块自检，完成自检后调用显示报警模块蜂鸣器警示、LED绿灯常亮指示启动完成。102、系统启动完成后，系统自动判断此时有没有接入PC端，如果接入PC端，系统会通过上下位机通信数据包判定进入研发测试模式，如果用户没有进入研发测试模式，系统在此阶段会给予用户提示，在研发测试模式下可以强制进入批量测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式触控按键芯片检测标定系统，其特征在于该系统包括有插入检测及标定模块、通信控制及寄存器配置模块、数据存储模块、按键处理模块、对比分析模块、差错处理模块、电源控制模块和终端控制模块，所述插入检测及标定模块、通信控制及寄存器配置模块、数据存储模块、按键处理模块、对比分析模块、差错处理模块、电源控制模块、终端控制模块集成于ARM处理器中；所述插入检测及标定模块，是对所接触芯片管脚的电气连接特性进行检测，对被检测芯片的烧录接口及其他通信管脚进行连接性检查即开短路测试；所述数据存储模块是存放文件索引表、客户hex的代烧录程序文件、触控按键检测hex文件、芯片型号及标识信息及芯片设计指标等相关数据；所述通信控制及寄存器配置模块，包含研发测试模式下和批量模式下的人机交互处理和寄存器配置的功能；所述按键处理模块，包含触摸芯片按键检测和输入按键检测两个部分，触摸芯片按键检测是检测触控按键的灵敏度，进而根据分析对比方法来判断芯片触控指标性能的优劣；输入按键是检测在批量测试模式下人机接口，主要完成用户输入的命令和数据的操作，完成批量测试模式下触控按键芯片性能的激励输入等功能；所述对比分析模块，是对利用标准模块和被测芯片的触控按键依据检测原理对检测到的数据进行对比分析，被测芯片按键处理模块将采集到的数据传送给对比分析模块，对比分析模块运行标准检测单元采集同源触控信息，然后将触控信息和设计标准进行对比分析，进而得到在不同模式下所需要的触控按键性能差别信息；所述差错处理模块，是检测上下位机之间通信数据帧是否正确、判断USB插入的错误处理、被测芯片管脚是否接触良好和触控按键时钟频率标定出错处理；所述电源控制模块，包含被测DUT烧录电压控制和DUT供电电压控制，被测DUT烧录电压控制是PC端通过发送指令实现对不同ID类型芯片输出不同烧录电压的操作；DUT供电电压控制是控制多个芯片中指定芯片供电或者掉电的控制；所述终端控制模块，包含PC控制和LCD显示终端等两个部分，负责不同模式下测试执行的人机接口，不同工作模式下系统可自动切换显示方式，也可以在研发测试阶段由PC控制选择显示方式。...

【技术特征摘要】
1.一种电容式触控按键芯片检测标定系统，其特征在于该系统包括有插入检测及标定模块、通信控制及寄存器配置模块、数据存储模块、按键处理模块、对比分析模块、差错处理模块、电源控制模块和终端控制模块，所述插入检测及标定模块、通信控制及寄存器配置模块、数据存储模块、按键处理模块、对比分析模块、差错处理模块、电源控制模块、终端控制模块集成于ARM处理器中；所述插入检测及标定模块，是对所接触芯片管脚的电气连接特性进行检测，对被检测芯片的烧录接口及其他通信管脚进行连接性检查即开短路测试；所述数据存储模块是存放文件索引表、客户hex的代烧录程序文件、触控按键检测hex文件、芯片型号及标识信息及芯片设计指标等相关数据；所述通信控制及寄存器配置模块，包含研发测试模式下和批量模式下的人机交互处理和寄存器配置的功能；所述按键处理模块，包含触摸芯片按键检测和输入按键检测两个部分，触摸芯片按键检测是检测触控按键的灵敏度，进而根据分析对比方法来判断芯片触控指标性能的优劣；输入按键是检测在批量测试模式下人机接口，主要完成用户输入的命令和数据的操作，完成批量测试模式下触控按键芯片性能的激励输入等功能；所述对比分析模块，是对利用标准模块和被测芯片的触控按键依据检测原理对检测到的数据进行对比分析，被测芯片按键处理模块将采集到的数据传送给对比分析模块，对比分析模块运行标准检测单元采集同源触控信息，然后将触控信息和设计标准进行对比分析，进而得到在不同模式下所需要的触控按键性能差别信息；所述差错处理模块，是检测上下位机之间通信数据帧是否正确、判断USB插入的错误处理、被测芯片管脚是否接触良好和触控按键时钟频率标定出错处理；所述电源控制模块，包含被测DUT烧录电压控制和DUT供电电压控制，被测DUT烧录电压控制是PC端通过发送指令实现对不同ID类型芯片输出不同烧录电压的操作；DUT供电电压控制是控制多个芯片中指定芯片供电或者掉电的控制；所述终端控制模块，包含PC控制和LCD显示终端等两个部分，负责不同模式下测试执行的人机接口，不同工作模式下系统可自动切换显示方式，也可以在研发测试阶段由PC控制选择显示方式。2.如权利要求1所述的电容式触控按键芯片检测标定系统，其特征在于所述插入检测及标定模块的开短路测试，分为管脚开路和管脚短路两种方式的检测，两种检测方式以提示用户烧录接口的电气连接是否正常，以保证后续测试和操作的有效性。3.如权利要求1所述的电容式触控按键芯片检测标定系统，其特征在于所述通信控制及寄存器配置模块，研发测试模式下主要是接收PC端发送的控制命令，利用ARM处理器内置的USB模块实现对USB电源管理、USB描述符、USB枚举、USB读写传输、端点分配管理、命令解析和数据传输等功能，调试根据解析的数据提取出命令和数据，然后将配置数据通过寄存器配置模块对被测芯片进行相应的读写操作；批量模式下主要是接收按键信息，提取出相应的功能及配置数据，然后根据配置数据进行寄存器的读写操作，完成此模式下的功能配置。4.如权利要求1所述的电容式触控按键芯片检测标定系统，其特征在于所述差错处理模块实现各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理；系统与DUT在通信中数据的读写需要相应的等待时间，如果超出程序设定的时间则会进行溢出处理；效验处理，当接收到的效验码与计算出的效验码不匹配时丢弃本次数据，重新接收。5.一种电容式触控按键芯片检测标定方法，其特征在于该方法包括如下步骤：101、系统启动；102、系统启动完成后，系统自动判断此时有没有接入PC端，如果接入PC端，系统会通过上下位机通信数据包判定进入研发测试模式，如果用户没有进入研发测试模式，则在研发测试模式下可以强制进入批量测试模式，系统在研发测试模式，开始执行研发测试步骤，否则执行批量测试步骤；103、进入研发测试模式后，PC端下发通信握手信号给测试装置建立通信连接，若握手不成功，则进行差错处理后下位机再次尝试与上位机握手，若握手成功，系统发送通信握手成功信息，上位机等待接收选择测试芯片种类和所需测试芯片的编号等信息命令，PC端提示用户选择测试类型和所需测试的芯片；然后，检查没有客户配置文件信息，如果没有检查到配置文件，提示用户将配置文件输入到指定位置，直到文件检查完成才继续执行；104、进入批量测试模式，为方便用户观察测试及标定的整个过程，在LCD显示终端中进行信息显示，如果是代烧录，系统检测存储单元有无配置，提示用户需要联机下载配置文件信息，下载完成配置文件后，将代烧录与否的信息写入芯片配置文件中，将配置文件信息发送给系统保存，继而执行本步骤；105、根据用户的不同需要，系统的按键命令输入端给用户提供了启动对比分析的需要，如果用户需要启动对比分析模块，启动内部定时计数器，利用电容式触控按键检测原理获取充放电时间数据，获取检测到的触控按键信息并保存；否则，执行下一步。106、被测芯片DUT启动触控按键模块，开启内部定时器捕捉触控按键检测信息，将检测到的数据信息按照一定格式发送给系统处理，并将计算出的指标结果保存；107、获取设计指标值，将设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞新洁，
申请(专利权)人：芯海科技深圳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44