CN101605071A - 一种传输协议芯片的验证方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传输协议芯片的验证方法和装置,包括:配置所述第一传输协议格式的协议数据参数,协议数据参数包括负载参数和开销参数;根据所述负载参数生成负载数据,根据所述开销参数获得开销数值,结合所述负载数据和开销数值生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据传送至所述传输协议芯片;所述传输协议芯片将所述第一传输协议数据转换为第二传输协议格式的第二传输协议数据输出;分别提取未经过所述传输协议芯片的第一传输协议数据的负载数据、以及经过所述传输协议芯片后的第二传输协议数据的负载数据,并校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致。本发明提高了传输协议芯片设计的效率。

Description

一种传输协议芯片的验证方法和装置
技术领域
本发明涉及一种传输协议芯片的验证方法和装置,尤其涉及光传输领域传输协议的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)芯片的验证方法和装置。
背景技术
随着数字通信技术的日新月异的发展,传输产品向着更高带宽,更快速度的方向迈进。随之而来的便是对通信产品的设计提出了更高的要求,由于没有专门的专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)芯片可以利用,大规模的FPGA芯片设计成为完成协议传输的主要方式,但是如何在快速完成FPGA芯片逻辑设计的同时,保证FPGA芯片设计的可靠性,成为当前芯片设计的重要任务。
现有技术中,对传输协议芯片的验证关注很少,尤其没有针对所有传输协议芯片的验证都适用的方法和装置。对于FPGA芯片设计而言,不同的协议虽然各自的帧格式不同,但所有的传输协议数据帧结构都具有一定的共性和相似性,一般都包括负载和开销。开销包括帧头、位交叉奇偶校验8(BitInterleaved Parity,简称BIP8)的校验位等。帧头,用来定帧,但各个协议的帧头的定义在长度上会略有不同;BIP8用来检测链接错误,不同的协议数据在算法和放置的开销位置有所不同。除了上述的几部分外,其他具有共性的开销在此不一一列举了。为了克服现有技术中,由于传输协议芯片验证方法和装置的缺乏致使传输芯片设计的可靠性不高的问题,开发出一种对所有的传输协议芯片都通用有效的验证方法和装置,是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种传输协议芯片的验证方法。为了解决上述技术问题,本发明提供了一种传输协议芯片验证的方法,所述芯片用于将第一传输协议格式的数据转换为第二传输协议格式的数据,包括:配置所述第一传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数包括负载参数和开销参数;根据所述负载参数生成负载数据,根据所述开销参数获得开销数值,结合所述负载数据和开销数值生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据传送至所述传输协议芯片;所述传输协议芯片将所述第一传输协议数据转换为第二传输协议格式的第二传输协议数据输出;分别提取未经过所述传输协议芯片的第一传输协议数据的负载数据、以及经过所述传输协议芯片后的第二传输协议数据的负载数据,并校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致。
配置所述第二传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数中包括开销参数;
根据所述第二传输协议的开销参数,提取经过所述传输芯片后的第二传输协议数据的实际开销数值;
根据所述第二传输协议的开销参数,获得第二传输协议数据的标准开销数值;
校验所述实际开销数值与所述标准开销数值是否一致。
进一步地,校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致,还包括:在经过所述传输协议芯片后的负载数据中确定特征字节,并在未经过所述传输协议芯片的负载数据中查找该特征字节,使未经过所述传输协议芯片的负载数据与经过所述传输协议芯片后的负载数据同步。
进一步地,配置所述第二传输协议格式的协议数据参数,包括:从所述经过传输协议芯片后的传输协议数据中获取负载数据的帧长,并根据所述负载数据的帧长,查找对应的协议格式,然后根据该协议格式生成协议数据参数。
进一步地,所述方法还包括:根据所述第一传输协议格式生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据作为负载数据生成第二传输协议数据,传送给所述传输协议芯片;所述传输协议芯片解出第一传输协议数据和第二传输协议数据,将该第一传输协议数据和第二传输协议数据分别转换为第二传输协议数据和第一传输协议数据,并将所述第二传输协议数据嵌套第一传输协议数据中输出;分别解出第二传输协议数据和第一传输协议数据,校验完第二传输协议数据的负载数据和开销数值后,检验第一传输协议数据的开销数值。
本发明所要解决的另一个技术问题是,提供一种传输协议芯片的验证装置,
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种传输协议芯片验证装置,其特征在于,包括:激励发生器和验证器,所述传输协议芯片连接在所述激励发生器和验证器之间;所述激励发生器包括第一参数配置器、负载数据产生器、协议数据产生器;所述验证器包括协议数据接收器、负载数据提取器、负载数据接收器和负载数据比较器;所述第一参数配置器配置所述第一传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数包括负载参数和开销参数;所述负载数据产生器根据所述负载参数生成负载数据,所述协议数据产生器根据所述开销参数获得开销数值,并结合所述负载数据和开销数值生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据传送至所述传输协议芯片;所述传输协议芯片将所述第一传输协议数据转换为第二传输协议格式的第二传输协议数据输出;所述负载数据接收器提取未经过所述传输协议芯片的第一传输协议数据的负载数据,所述负载数据提取器提取经过所述传输协议芯片后的传到所述协议数据接收器中的第二传输协议数据的负载数据,所述负载数据比较器校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致。
进一步地,所述验证器还包括有第二参数配置器、开销提取器和开销验证器;所述第二参数配置器用于配置所述第二传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数中包括开销参数;根据所述第二传输协议的开销参数,所述开销提取器提取经过所述传输芯片后的第二传输协议数据的实际开销数值;并根据所述第二传输协议的开销参数,获得第二传输协议数据的标准开销数值;所述开销校验器用于校验所述实际开销数值与所述标准开销数值是否一致。
进一步地,所述协议数据接收器在经过所述传输协议芯片后的负载数据中确定特征字节,所述负载数据接收器在未经过所述传输协议芯片的负载数据中查找该特征字节,使未经过所述传输协议芯片的负载数据与经过所述传输协议芯片后的负载数据同步。
进一步地,所述第二参数配置器从所述经过传输协议芯片后的传输协议数据中获取负载数据的帧长,并根据所述负载数据的帧长,查找对应的协议格式,然后根据该协议格式生成协议数据参数。
进一步地,所述激励发生器包括第三参数配置器,所述验证器包括第四参数配置器;所述协议数据产生器根据所述第一传输协议格式生成第一传输协议数据,所述第三参数配置器配置第二协议数据参数,所述协议数据产生器根据所述第二协议数据参数将所述第一传输协议数据作为负载数据生成第二传输协议数据,传送给所述传输协议芯片;所述传输协议芯片解出第一传输协议数据和第二传输协议数据,将该第一传输协议数据和第二传输协议数据分别转换为第二传输协议数据和第一传输协议数据,并将所述第二传输协议数据嵌套第一传输协议数据中输出;所述数据接收器分别解出第二传输协议数据和第一传输协议数据,所述第四参数配置器配置第一传输协议参数,所述验证器校验完第二传输协议数据的负载数据和开销数值后,根据所述第一传输协议参数检验第一传输协议数据的开销数值。
本发明的方法和装置,由于其能应用于所有的传输协议芯片的验证,从而大大的提高了传输协议芯片设计的效率。
附图说明
图1是本发明的验证方法示意图;
图2是本发明的验证装置的结构框图;
图3是本发明的负载数据提取器和负载数据接收器的同步控制流程。
具体实施方式
本实施例中的方法和装置,对所有传输协议设计的芯片均适用,尤其是FPGA芯片,其基本思想是,验证芯片的协议数据的负载数据处理和开销数值处理是否正确。
在传输协议参数配置的过程中,各种传输协议的开销定义虽然各有不同,但是都是针对逻辑位置的操作,可以通过配置开销位置、开销数值、或通过配置开销算法来生成开销数值的方法生成不同协议的开销数值;而对于不同传输协议里面各自定义的负载数据,则可以通过配置负载参数,并根据配置的负载参数来随机的生成负载数据或定制的生成负载数据,以满足固定协议帧格式的要求,从而找到一种能对各种芯片验证都通用的方法和装置,做到设计的最大重用,节省重复开发成本。
如图1所示,本发明的传输协议芯片的验证方法,包括
如图2所示,本发明的传输协议芯片的验证装置由以下两部分组成:激励发生器和验证器。
传输协议芯片也就是被测器件(Device under test,简称DUT),通常用于将一种传输协议格式的数据转换为另一种传输协议格式的数据进行传输。为了便于描述,我们上述的一种传输协议称为第一传输协议,另一种传输协议称为第二传输协议。验证时,将传输协议芯片连接在激励发生器和验证器之间。
激励发生器主要用于配置和生成第一传输协议的协议数据参数和协议数据。激励发生器包括第一参数配置器、负载数据产生器,协议数据产生器。
第一参数配置器,用于根据第一协议标准配置协议数据的相关参数,例如:配置协议数据速率和位宽;负载数据相关参数,如帧数据的长度等;开销相关参数,例如开销位置、开销长度、开销数值或开销算法等。参数的配置,可以预先将各种传输协议相关的参数存入到配置器中,配置时根据某个具体的传输协议,自动选择相应的数值参数;或者根据某个具体的传输协议,逐一输入配置相应的数值参数。
负载数据产生器,根据参数配置的负载参数产生满足要求的传输负载数据,可以随机的产生负载数据,也可以根据负载参数定制负载数据,即预先根据各种协议的各种负载参数制定相对应的负载数据,并存入负载数据产生器中。
协议数据产生器,根据参数配置器配置的开销数值、或者根据开销参数和开销算法产生所需的开销数值,连接负载数据产生器产生的负载数据,结合上述开销数值和负载数据产生所需的满足传输协议帧格式的协议数据。
验证器主要对经过传输协议芯片后的协议数据进行验证。验证器包括协议数据接收器,负载数据提取器,负载数据接收器、负载数据比较器、第二参数配置器、开销提取器、和开销校验器。
协议数据接收器接收并缓存协议数据产生器产生的数据经过DUT后满足第二协议帧格式的数据。
负载数据提取器,从协议数据接收器接收的协议数据中将各种开销剔除,仅保留传输的负载数据。
负载数据接收器接收和缓存负载数据产生器产生的未经DUT传输的负载数据。
负载数据比较器,将负载数据提取器中的经过DUT传输后的负载数据和负载数据接收器中的未经过DUT传输的负载数据进行比较,以验证DUT的负载数据处理是否正确。
第二参数配置器,用于为DUT输出的符合第二协议帧格式的协议数据配置参数。
开销提取器,根据第二参数配置器配置的开销参数,将协议数据的各个实际开销数值提取出来,并提取参数配置器配置的标准开销数值、或者根据配置的开销参数生成的标准开销数值,将上述实际开销数值和标准开销数值均传递给开销验证器。
开销验证器,验证上述实际开销数值和标准开销数值是否一致,以校验DUT的开销数值处理是否正确。
下面对本发明所述的传输协议芯片验证方法的流程,以光传送网(optical transport network,简称OTN)协议为例进行描述。
步骤1:配置第一参数配置器,根据第一协议标准配置协议数据的相关参数:
配置协议数据速率和位宽,根据DUT的数据速率和数据宽度配置激励产生器输出的位宽和速率。
配置负载数据的相关参数,包括帧数据的长度等;例如OTN协议的帧格式为4080x4,因为在实际操作过程中,数据长度太大可能会导致缓存太大,数据处理不过来,一段配置需要分成几段进行处理,可以将4080x4分成几段如680x24,每次处理680个数据,分24次进行,所以可以配置处理次数为24。
配置开销相关参数,例如开销位置、开销长度、开销数值或开销算法等。开销的位置和开销数值的配置,例如配置帧对齐信号(Frame AlignmentSignal,简称FAS)的位置为1~3,开销数值为F6;或者配置FAS的位置为4~6,开销数值为28等等。又例如,根据开销位置处的负载数据和开销算法计算出BIP8的开销数值。
步骤2:负载数据产生器根据第一参数配置器配置的负载参数,随机的产生规定长度的负载数据,或固定的产生负载数据,并将负载数据发送至验证器的负载数据接收器中进行缓存。
步骤3:协议数据产生器,根据第一参数配置器配置的开销数值、或者根据开销参数和开销算法产生的开销数值,并连接负载数据产生器产生的负载数据,产生所需的满足第一传输协议帧格式数据,用来给DUT产生激励。
步骤4:DUT将所述满足第一传输协议帧格式的数据转换成为满足第二传输协议帧格式的数据,并将满足第二传输协议帧格式的数据输出到协议数据接收器。
步骤5:协议数据接收器接收DUT输出的协议数据,与负载数据接收器进行协同工作,控制负载数据接收器的缓存数据的深度,调整缓存的数据数量,以保证负载数据接收器缓存的数据与负载数据提取器提取的数据保持同步;
负载数据接收器缓存激励发生器产生的负载数据,并与协议数据接收器交互,调整缓存的数据数量,以保证负载数据接收器缓存的数据与负载数据提取器提取的数据保持同步。
如图3所示,保证负载数据提取器中的负载数据和负载数据接收器中的负载数据同步的方法如下:在协议数据接收器中的负载数据流中,任意选择一段负载数据作为特征字节,在负载数据接收器中的负载数据流中查找该特征字节,然后,比较上述两种数据流中该特征字节后面的一个数是否相等。这样不但可以使负载数据接收器中的负载数据与负载数据提取器中的负载数据同步,还可以使数据流很快稳定下来进行比较。
步骤6:负载数据提取器从数据接收器中提取出协议数据中的负载数据,传送给负载数据比较器。负载数据的提取为即时的,不进行缓存。
步骤7:负载数据比较器将负载数据接收器传来的负载数据与负载数据提取器传来的负载数据进行比较,验证DUT的负载数据处理是否正确。
步骤8:配置第二参数配置器。
第二参数配置器可以自动配置,从协议数据接收器中自动接收协议负载数据,并根据负载数据的帧长,查找对应的协议格式,然后根据该协议格式生成开销位置、开销数值或者开销算法,并将所述开销位置和开销数值传给协议数据接收器。
或者,根据第二传输协议格式,逐一配置第二参数配置器中的协议数据的开销位置、标准开销数值或者开销算法,然后将所述开销参数传给协议数据接收器。
步骤9:开销提取器,根据第二参数配置器传来的开销位置,从接收到的负载数据中的具体位置提取每个相关的实际开销数值,同时提取第二参数配置器传来的标准开销数值、或者提取根据开销算法和负载数据计算出的标准开销数值,并将实际开销数值和标准开销数值传递给开销验证器进行验证;
步骤10:开销校验器验证实际开销数值与标准开销数值是否一致,校验DUT的开销传输是否正确。
另外,协议数据产生器中的协议数据是可以嵌套的。比如在OTN的业务数据里包含64级同步传输模式(synchronization transport module level 64,简称STM64)的数据,那么需要在输入方向增加与第一参数配置器并联的第三参数配置器,所述第三参数配置器用于配置OTN的协议数据参数,协议数据产生器把第一参数配置器生成的协议数据作为负载数据,根据第三参数配置器配置的OTN的协议数据参数生成OTN嵌套STM64的协议数据,并将所述数据传给DUT。
DUT首先将STM64协议数据从OTN协议中分离出来,将OTN协议格式的数据转换为STM64协议格式的数据,经过处理后,DUT再将转换后的STM64协议数据嵌套于OTN中,最后将包含STM64的OTN业务输出到协议数据接收器上。
这时候,验证器中,还包括与第二参数配置器并联的第四参数配置器,协议数据接收器将STM64协议数据从OTN协议数据中分离出来,第二参数配置器用于配置STM64的协议数据参数,并根据所配置的STM64协议参数进行STM64的负载数据和开销数据验证;第四参数配置器用于配置OTN协议数据参数,并根据配置的OTN协议参数进行OTN开销验证,从而验证了将包含STM64的OTN协议数据转换为包含OTN的STM64协议数据的DUT传输数据处理是否正确。
上面嵌套的协议,可以是OTU3嵌套OTU2,还可以是OTU2嵌套OTU1等。
本发明结合当前的验证框架,专门针对传输协议的芯片设计的验证工作进行优化,找到一种高效的装置和方法来实现芯片逻辑设计的验证工作,通过将DUT负载数据和开销数值分别进行验证,从而完成对DUT的验证的方法和装置,对所有传输协议芯片的逻辑功能验证都适用,可以在不同的设计中重复使用,避免了一些重复设计达到了重复利用的效果,节省了重复设计的过程,提高了传输协议芯片设计的效率。

Claims (10)

1、传输协议芯片验证的方法,所述芯片用于将第一传输协议格式的数据转换为第二传输协议格式的数据,包括:
配置所述第一传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数包括负载参数和开销参数;
根据所述负载参数生成负载数据,根据所述开销参数获得开销数值,结合所述负载数据和开销数值生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据传送至所述传输协议芯片;
所述传输协议芯片将所述第一传输协议数据转换为第二传输协议格式的第二传输协议数据输出;
分别提取未经过所述传输协议芯片的第一传输协议数据的负载数据、以及经过所述传输协议芯片后的第二传输协议数据的负载数据,并校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,
配置所述第二传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数中包括开销参数;
根据所述第二传输协议的开销参数,提取经过所述传输芯片后的第二传输协议数据的实际开销数值;
根据所述第二传输协议的开销参数,获得第二传输协议数据的标准开销数值;
校验所述实际开销数值与所述标准开销数值是否一致。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致,还包括:
在经过所述传输协议芯片后的负载数据中确定特征字节,并在未经过所述传输协议芯片的负载数据中查找该特征字节,使未经过所述传输协议芯片的负载数据与经过所述传输协议芯片后的负载数据同步。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,配置所述第二传输协议格式的协议数据参数,包括:
从所述经过传输协议芯片后的传输协议数据中获取负载数据的帧长,并根据所述负载数据的帧长,查找对应的协议格式,然后根据该协议格式生成协议数据参数。
5、如权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述第一传输协议格式生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据作为负载数据生成第二传输协议数据,传送给所述传输协议芯片;
所述传输协议芯片解出第一传输协议数据和第二传输协议数据,将该第一传输协议数据和第二传输协议数据分别转换为第二传输协议数据和第一传输协议数据,并将所述第二传输协议数据嵌套第一传输协议数据中输出;
分别解出第二传输协议数据和第一传输协议数据,校验完第二传输协议数据的负载数据和开销数值后,检验第一传输协议数据的开销数值。
6、传输协议芯片验证装置,其特征在于,包括:
激励发生器和验证器,所述传输协议芯片连接在所述激励发生器和验证器之间;所述激励发生器包括第一参数配置器、负载数据产生器、协议数据产生器;所述验证器包括协议数据接收器、负载数据提取器、负载数据接收器和负载数据比较器;
所述第一参数配置器配置所述第一传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数包括负载参数和开销参数;
所述负载数据产生器根据所述负载参数生成负载数据,所述协议数据产生器根据所述开销参数获得开销数值,并结合所述负载数据和开销数值生成第一传输协议数据,并将所述第一传输协议数据传送至所述传输协议芯片;
所述传输协议芯片将所述第一传输协议数据转换为第二传输协议格式的第二传输协议数据输出;
所述负载数据接收器提取未经过所述传输协议芯片的第一传输协议数据的负载数据,所述负载数据提取器提取经过所述传输协议芯片后的传到所述协议数据接收器中的第二传输协议数据的负载数据,所述负载数据比较器校验所述未经过传输协议芯片的负载数据与所述经过传输协议芯片后的负载数据是否一致。
7、如权利要求6所述的装置,其特征在于:
所述验证器还包括有第二参数配置器、开销提取器和开销验证器;
所述第二参数配置器用于配置所述第二传输协议格式的协议数据参数,所述协议数据参数中包括开销参数;
根据所述第二传输协议的开销参数,所述开销提取器提取经过所述传输芯片后的第二传输协议数据的实际开销数值;并根据所述第二传输协议的开销参数,获得第二传输协议数据的标准开销数值;
所述开销校验器用于校验所述实际开销数值与所述标准开销数值是否一致。
8、如权利要求7所述的装置,其特征在于:
所述协议数据接收器在经过所述传输协议芯片后的负载数据中确定特征字节,所述负载数据接收器在未经过所述传输协议芯片的负载数据中查找该特征字节,使未经过所述传输协议芯片的负载数据与经过所述传输协议芯片后的负载数据同步。
9、如权利要求8所述的装置,其特征在于:
所述第二参数配置器从所述经过传输协议芯片后的传输协议数据中获取负载数据的帧长,并根据所述负载数据的帧长,查找对应的协议格式,然后根据该协议格式生成协议数据参数。
10、如权利要求9所述的装置,其特征在于:
所述激励发生器包括第三参数配置器,所述验证器包括第四参数配置器;
所述协议数据产生器根据所述第一传输协议格式生成第一传输协议数据,所述第三参数配置器配置第二协议数据参数,所述协议数据产生器根据所述第二协议数据参数将所述第一传输协议数据作为负载数据生成第二传输协议数据,传送给所述传输协议芯片;
所述传输协议芯片解出第一传输协议数据和第二传输协议数据,将该第一传输协议数据和第二传输协议数据分别转换为第二传输协议数据和第一传输协议数据,并将所述第二传输协议数据嵌套第一传输协议数据中输出;
所述数据接收器分别解出第二传输协议数据和第一传输协议数据,所述第四参数配置器配置第一传输协议参数,所述验证器校验完第二传输协议数据的负载数据和开销数值后,根据所述第一传输协议参数检验第一传输协议数据的开销数值。
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