CN100377101C - 测试包含快速周边组件互连装置的主机板的方法及系统 - Google Patents

测试包含快速周边组件互连装置的主机板的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种测试一主机板上至少一实体连结及一快速周边组件互连(PCIExpress)装置的方法。该方法包含有：将一测试卡电连至该主机板上一预设输入及输出端口；其中，该测试卡包含一快速周边组件互连(PCIExpress)测试装置；将至少一预设测试模式由该测试卡传至该主机板上的快速周边组件互连(PCIExpress)装置；由该测试卡通过该实体连结由该主机板上的快速周边组件互连(PCIExpress)装置接收一测试结果模式；以及检查该测试结果模式以判断该主机板上的该实体连结的缺点。

Description

测试包含快速周边组件互连装置的主机板的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种采用快速周边组件互连(PCI Express)总线的主机板，特别是涉及一种用以测试该主机板的实体连结路径的方法及相关装置。
背景技术
随着科技的发展，在个人计算机系统及周边装置中，互连接口所要求的频宽及速度越来越高。已知周边组件互连(PCI，Peripheral ComponentInterconnect)总线的低数据传输速率已造成发展较高速计算机系统的瓶颈，一操作于66MHz时钟周期的标准64位周边组件互连(PCI)只有533MB/s的数据传输速率，使得计算机系统中的软件及周边装置的发展受限。
由上可知，随着计算机系统中各组件的数据处理能力不断提升，周边组件互连(PCI)总线的负担也随之加重，因此第三代输入/输出接口(3rdgeneration input and output，3GIO)，亦即快速周边组件互连(PCIExpress)总线正不断发展来取代已知周边组件互连(PCI)总线以提供所需的大量频宽。如业界所已知，快速周边组件互连(PCI Express)总线可利用更高的运作时钟以及应用更多的数据信道(Lane)来提升其效能。更多的数据信道(Lane)可用来产生一输入及输出互连，而该输入及输出互连的频宽是线性可计算的。第一代快速周边组件互连(PCI Express)技术可提供每一方向每一数据信道每秒2.5GB的原始频宽，因而大大地改善了计算机系统的效能，特别是在图形处理方面。
由于目前周边组件互连(PCI)为市场的主流，未来势必会有越来越多兼容于快速周边组件互连(PCI Express)的装置上市，因此需要适当的方法及工具，用以对新发展的快速周边组件互连(PCI Express)装置进行测试。也就是说，目前需要一种有效率的方法及其相关装置，用以在一使用快速周边组件互连(PCI Express)装置的主机板上，测试实体快速周边组件互连(PCI Express)连结路径。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种测试包含快速周边组件互连装置的主机板的方法及其相关装置。
本发明披露了一种用来测试一主机板上至少一实体连结及一快速周边组件互连(PCI Express)装置的方法，该方法包含有：将一测试卡电连至该主机板上一预设输入及输出端口；其中，该测试卡包含一快速周边组件互连(PCI Express)测试装置；将至少一预设测试模式由该测试卡传至该主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置；由该测试卡通过该实体连结由该主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置接收一测试结果模式；以及检查该测试结果模式以判断该主机板上的该实体连结的缺点。
本发明披露一种用以测试一主机板上至少一实体连结及一快速周边组件互连(PCI Express)装置的测试系统，该系统包含有：一处理器；至少一可由该处理器存取的存储装置；一连结组件，用以电连至该主机板上至少一预设可程序化输入及输出端口，以通过该实体连结电连至该主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置；以及至少一快速周边组件互连(PCI Express)测试装置；其中，藉由该处理器的控制，该快速周边组件互连(PCI Express)测试装置传送至少一可程序化测试模式至该主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置并通过该实体连结接收一测试结果模式以判断该主机板上该实体连结的缺点。
附图说明
图1为一已知计算机系统的各组件的示意图。
图2为一已知具有一快速周边组件互连(PCI Express)总线的主机板的各组件示意图。
图3为一已知具有多个速周边组件互连(PCI Express)连接器及一快速周边组件互连(PCI Express)装置的主机板的俯视示意图。
图4为一采用已知回路返回测试法的测试系统的示意图。
图5为本发明一实施例测试系统的示意图。
图6为本发明一实施例测试流程的示意图。
附图符号说明
100、200计算机系统
102、202、514中央处理器
104、204存储器模块
106显示卡
206快速周边组件互连显示卡
207、304、400、506、518快速周边组件互连装置
108、208存储器桥路芯片
110、212硬盘
112、214输入及输出装置
114、210输入及输出桥路芯片
116周边组件互连端口
118、216通用序列总线端口
220高速以太网络卡
300主机板
302快速周边组件互连连结器
306、512实体连结路径
402、510、520传输端
404、508、522接收端
500测试系统
502测试模块
504主机板
516只读存储器
600流程
601、602、604、606、608、610、612、614、616、618、620步骤
具体实施方式
请参考图1，图1为一已知计算机系统100的功能方块图。计算机系统100中需要一些基本装置，如：一中央处理器102、一存储器模块104及一设于主机板上的一显示卡106。为使计算机正确运作，这些装置通过芯片组进行连结，如：存储器桥路芯片108。藉由存储器桥路芯片108，中央处理器102可于执行写入或读取存储器模块104时，计算并解出相关的算法。系统存储器(如存储器模块104)通常是随机存取存储器，且直接安装在主机板上。存储器桥路芯片108也可通过一较高频宽的连结，将显示画面数据传至显示卡106。举例来说，加速图形连接端口(accelerated graphicsport，AGP)的结构就可提供上述的较高频宽的连结，而计算机显示器可连结至显示卡106以显示相关画面。
当然，计算机系统可能需要提供其它输入及输出装置的连结，以对该计算机系统输入或输出数据。这些输入及输出装置可能是一光驱、一软盘机及一硬盘110。根据不同使用者的需求，这些装置可以是一计算机系统中最重要的装置之一。举例来说，硬盘110可以永久储存数据，即便是计算机系统100关闭电源以后，硬盘110还是可以保存所记录的数据。在图1中，区块112用以表示连结至计算机系统100的本地输入及输出装置。如一输入及输出桥路芯片114的芯片组，可使存储器桥路芯片108对本地输入及输出装置执行输入及输出运算。而电连于输入及输出桥路芯片114的周边组件互连(PCI)端口116可让使用者直接增加其它装置至计算机系统100中，如调制解调器、网络卡等常见的周边组件互连(PCI)装置。
计算机技术的持续发展，使得人们生活越来越便利，因此能同时满足便利性及易使用性的装置也就一直被人们所期待。这样的需求产生了通用序列总线(USB，Universal Serial Bus)的接口。在图1中，使用者可通过通用序列总线(USB)端口118将相关计算机外接产品直接电连至计算机系统100中，而不用安装在主机板上。由于这类通用序列总线(USB)端口118通常设在计算机系统100的机壳外，因此使用者可以方便地使用通用序列总线(USB)端口118。输入及输出桥路芯片114可将电连至通用序列总线(USB)端口118的装置，视为输入及输出装置而与计算机系统100交换数据。
请参考图2，图2为采用已知快速周边组件互连(PCI Express)总线的计算机系统200的示意图。如同图1所示的计算机系统100，计算机系统200亦需要一些主要装置，如：一中央处理器202、一存储器模块204及一安装于主机板上的显示卡206。由于科技不断的进步，计算机系统中各装置与芯片组间连结的频宽已可大幅增加，如计算机系统200中一存储器桥路芯片208及一输入及输出桥路芯片210间的连结。计算机系统200中的主要元件，如中央处理器202、存储器模块204、一快速周边组件互连(PCIExpress)显示卡206及快速周边组件互连(PCI)装置207，仍通过存储器桥路芯片208连结在一起，而计算机系统200可通过输入及输出桥路芯片210对其它装置执行输入及输出运算。一硬盘212及其它本地输入及输出装置214(如光驱及DVD光驱)皆通过较快的连结技术(如SATA，serialAdvanced Technology Attachment)电连至输入及输出桥路芯片210。输入及输出桥路芯片210亦可通过较高速的通用序列总线(USB 2.0)端口216电连至其它外部装置。频宽较宽的快速周边组件互连(PCI Express)的装置与连结器可以快速周边组件互连(PCI-Express或PCI-X)端口218表示，其可使输入及输出桥路芯片210有较好的输入及输出效能。图2中，计算机系统200亦可包含其它下一代输入及输出技术，如一需要极宽频的高速以太网络卡220。
请参考图3，图3为已知兼容于快速周边组件互连(PCI Express)的主机板300的俯视图。主机板300包含有多个快速周边组件互连(PCIExpress)连结器302及一快速周边组件互连(PCI Express)装置304。在图3中，快速周边组件互连(PCI Express)连结器302与快速周边组件互连(PCI Express)装置304直接通过实体连结路径306电连在一起。实体连结路径306必需完整无缺陷，以保证周边组件互连(PCI)槽能与周边组件互连(PCI)装置正确作用。因此，主机板的制造商必需对实体连结路径306执行相关测试，以保证周边组件互连(PCI)槽能正确运作。
请参考图4，图4为采用已知回路返回测试(Loopback Test)法测试快速周边组件互连(PCI Express)装置400的示意图。藉由将快速周边组件互连(PCI Express)装置400的一传输端402直接电连至一接收端404，已知回路返回测试(Loopback Test)法可测试快速周边组件互连(PCIExpress)装置400是否正确运作。也就是说，由传输端402输出的讯号通过回路传送至接收端404，因此快速周边组件互连(PCI Express)装置400可自我测试其可靠性。然而，上述的回路返回测试法在测试使用快速周边组件互连(PCI Express)装置的主机板时却有许多限制，因为该方法无法测试连结快速周边组件互连(PCI Express)装置的实体快速周边组件互连(PCI Express)路径，而只能测试快速周边组件互连(PCI Express)装置的某些功能。
请参考图5，图5为本发明一实施例测试系统500的示意图。测试系统500通过介于一测试模块502与一主机板504间的实体测试连结，测试主机板504上一快速周边组件互连(On-board PCI Express)装置506的效能。快速周边组件互连(PCI Express)装置506包含一接收端508及一传输端510，其可以是一存储器桥路芯片、输入及输出桥路、移动坞(MobileDocking)、显示接口及其它芯片组或接口。接收端508用以通过一实体连结路径512接收一外部装置的数据，而传输端510用以通过实体连结路径512将讯号传至外部装置。
测试模块502可包含一中央处理器(Central Processing Unit)514、一只读存储器(Read Only Memory)516、一快速周边组件互连(PCI Express)装置518、一传输端520及一接收端522。中央处理器514可控制或指示快速周边组件互连(PCI Express)装置518产生一嵌入式测试位序列，而只读存储器516则用以支持中央处理器514的运作。快速周边组件互连(PCIExpress)装置518将嵌入式测试位序列传至传输端520并导引至欲传的目地。嵌入式测试位序列为一串位，用以测试主机板504的实体连结路径512及主机板504上的快速周边组件互连(PCI Express)装置506的状态。这些测试位序列可为电气和电子工程师协会(IEEE，Institute of Electricaland Electronic Engineers)所规范的测试模式(Test Pattern)，或由个别厂商所规定的测试模式用以测试一快速周边组件互连(PCI Express)装置，而这些测试模式可程序化并可改变。除此之外，由于不同主机板厂所生产的主机板可能有不同的延迟，因此测试模块502可使用一时序测试模式以检测延迟信息。
测试模块502可以插在主机板504的一个槽或一可程序化输入及输出端口。因此，若要测式主机板上某个槽的状态，只要将测试模块插入该槽即可。传输端520可通过测试模块502的金手指(Finger)部分输出讯号，而接收端522亦可通过测试模块502的金手指(Finger)部分接收讯号。同样的，实体连结512的输出端510及接收端508可通过主机板上该槽的槽壁的接脚输出及接收讯号。每一金手指均符合槽中对应的接脚。当测试模块502插入一槽后而在快速周边组件互连(PCI Express)测试装置传送可程序化测试模式前，快速周边组件互连(PCI Express)测试装置会接收到指令而通过主机板504上的实体连结路径建立一介于传输端520与接收端522间的连结。因此，数据链路形成于主机板上传输端520与接收端508之间以及模块上接收端522与传输端510之间。特别注意的是，数据链路可以通过外接的连接器及转接器而无需将测试模块502插在主机板504上。
在测试主机板504时，与测试模块502的数据链路会先被建立，而模块上的快速周边组件互连(PCI Express)装置518由传输端520通过实体连结路径512传送嵌入式测试位序列至主机板的接收端508。然后，主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置506由传输端510通过实体连结路径512传送该嵌入式测试位序列至模块的接收端522。最后，模块上的快速周边组件互连(PCI Express)装置518比较已传送的与所接收到的嵌入式测试位序列，以判断主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置506与实体快速周边组件互连(PCI Express)连结路径512是否正确将嵌入式测试位序列传至应传的目地。
本发明的主要目的之一是提供一种主机板504上的简易测试，用以判断主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置506与实体连结路径512是否正确运作，而嵌入式测试位序列可以是任意二进制位串。同时，为了简化测试模块502的系统需求以减少测试成本，嵌入式测试位序列不需包含所有用来测试快速周边组件互连(PCI Express)装置506所有功能的指令。
嵌入式测试位序列是由测试模块502传送至主机板504，再由主机板504回传至测试模块502。测试模块502不一定需要连结至其它用来分析主机板504所有功能的外接计算机，其只需要将测试模块502输出的测试位序列，经由实体快速周边组件互连(PCI Express)连结路径512后，回传至测试模块502即可。
请参考图6，图6为本发明测试流程600的示意图。流程600包含有以下步骤：
步骤601：开始；
步骤602：中央处理器传送指令；
步骤604：由模块上的快速周边组件互连(PCI Express)装置产生测试数据；
步骤606：模块上的传输端传输测试数据；
步骤608：测试数据送至主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置；
步骤610：测试数据送至主机板上的传输端；
步骤612：测试数据由主机板上的传输端传至模块上的接收端；
步骤614：测试数据回传至模块上的快速周边组件互连(PCI Express)；
步骤616：模块上的快速周边组件互连(PCI Express)装置检验回传的测试数据；
步骤618：是否有其它测试；
步骤620：结束。
流程600用以测试主机板上一槽的状态。步骤601表示流程600的开始，即当测试模块连结至主机板的一槽。然后，在步骤602中，中央处理器传送一讯号至主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置以设定一测试模式，中央处理器并传送一指令至模块上的快速周边组件互连(PCIExpress)装置以传送存在只读存储器中的数据。步骤604表示由模块上的快速周边组件互连(PCI Express)装置传出的数据会抵达模块的传输端。当测试模块连结至主机板时，模块的传输端与主机板上快速周边组件互连(PCI Express)装置的接收端之间会通过一实体连结路径建立连结。因此，在步骤606中，测试数据传至主机板。由于本测试的目的是快速测试快速周边组件互连(PCI Express)装置与主机板的实体数据路径，因此步骤608及610表示测试数据如何通过实体连结路径传至主机板上快速周边组件互连(PCI Express)装置的接收端，并通过实体连结路径由主机板上快速周边组件互连(PCI Express)装置的传输端传送出去。在步骤612中，回传的测试数据会抵达模块的接收端。在步骤614，测试数据回传至模块上的快速周边组件互连(PCI Express)。在步骤616中，传送到主机板后回传的测试数据可与传送的数据作比较。若回传的数据与传送的数据相吻合，表示测试成功，且主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置及连结路径正确运作。若需要执行其它测试，则在步骤618中，可判断是否要回到步骤602。若无其它测试要执行，则流程600进入步骤620，而测试模块可与主机板断线。
如前所示，本发明测试模块将一嵌入式测试位序列通过一主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置及实体连结路径形成回路。嵌入式测试位序列是一预先程序化无特定功能的讯号串，用以检测实体快速周边组件互连(PCI Express)总线的效能，而无需主机板上装置的完整检查。如此一来，将测试模块的系统需求减少至一极小的程度，从而以一种有效率的方式测试主机板上实体快速周边组件互连(PCI Express)连结路径。
藉由一电连于一可程序化的输入及输出端口的测试模块，本发明可通过设于主机板上的实体连结路径及快速周边组件互连(PCI Express)装置，传送测试数据。其中，该测试数据是由测试模块中一快速周边组件互连(PCIExpress)装置所输出。一旦该测试数据通过主机板上的快速周边组件互连(PCI Express)装置及连结路径，该数据会回传至模块中的快速周边组件互连(PCI Express)装置以进行一比较测试。由比较测试所输出的比较结果会判断实体连结及主机板的快速周边组件互连(PCI Express)装置是否正确运作。
相较于已知技术的执行卡，本发明最能节省成本及增加效率是于只有主机板的实体连结路径需要被测试时。本发明不仅可测试装置，更可测试已知回路法无法测试的实体连结路径。因此，本发明特别适合于快速检测主机板中的快速周边组件互连(PCI Express)总线。
上述的图标中以一测试结构的快速周边组件互连(PCI Express)装置作为例子。本发明的测试方法及硬件结构可采一测试模块，通过欲被检测的机载装置及各种接收电路板上的实体连结路径循环一测试模式。举例来说，该接收电路板可以是一交换机系统的背部平面，而该电路板上欲被检测的装置可以是任何种类的一种，只要其包含可与该测试模块串连以交换数据的模块。该测试模块可包含其它相似的装置用以启始及结束数据的交换。其中，该测试模式是可预先程序化的，用以检测该实体连结路径的效能，而无需一电路板上装置的完整检查。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种用来测试一主机板上至少一实体连结及一快速周边组件互连装置的方法，该方法包含有：
将一测试卡电连至该主机板上一预设输入及输出端口，其中，该测试卡包含一快速周边组件互连测试装置；
该测试卡将至少一可程序化测试模式传至该主机板上的快速周边组件互连装置；
由该测试卡通过该实体连结从该主机板上的快速周边组件互连装置接收回传的测试模式，并将该回传的测试模式与所述至少一可程序化测试模式作比较；以及
根据该比较结果判断该主机板上的该实体连结的缺点。
2.如权利要求1所述的方法，其中于将至少一可程序化测试模式由该测试卡传至该主机板上的快速周边组件互连装置时，还包含于该测试卡与该主机板上的快速周边组件互连装置之间交换一可程序化的时序测试模式，用以检测该实体连结及该主机板上的快速周边组件互连装置的一延迟信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中于将至少一可程序化测试模式由该测试卡传至该主机板上的快速周边组件互连装置时，还包含由一处理器由该测试卡中一存储装置取得该可程序化测试模式。
4.如权利要求3所述的方法，其中于将至少一可程序化测试模式由该测试卡传至该主机板上的快速周边组件互连装置时，还包含通过该快速周边组件互连测试装置的一传输端传送该可程序化测试模式。
5.如权利要求1所述的方法，其中于由该测试卡通过该实体连结由该主机板上的快速周边组件互连装置接收回传的测试模式时，还包含通过该快速周边组件互连测试装置的一接收端接收该回传的测试模式。
6.一种用以测试一主机板上至少一实体连结及一快速周边组件互连装置的测试系统，该系统包含有：
一处理器；
至少一可由该处理器存取的存储装置；
一连结组件，用以电连至该主机板上至少一预设输入及输出端口，以通过该实体连结电连至该主机板上的快速周边组件互连装置；以及
至少一快速周边组件互连测试装置；
其中，藉由该处理器的控制，该快速周边组件互连测试装置传送至少一可程序化测试模式至该主机板上的快速周边组件互连装置，通过该实体连结接收回传的测试模式，比较该回传的测试模式与所述至少一可程序化测试模式，根据该比较结果而判断该主机板上该实体连结的缺点。
7.如权利要求6所述的测试系统，其中，该快速周边组件互连测试装置还可于传送该可程序化测试模式前建立一介于该快速周边组件互连测试装置的一传输端及一接收端的联机。
8.如权利要求6所述的测试系统，其中，该快速周边组件互连测试装置还与该主机板上的快速周边组件互连装置交换一可程序化时序测试模式，用以检测该实体连结及该主机板上的快速周边组件互连装置的一延迟信息。
9.如权利要求6所述的测试系统，其中该实体连结介于该主机板上的快速周边组件互连装置的所述至少一预设输入及输出端口与该连结组件之间。
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