CN101763299A

CN101763299A - 一种通用串行总线设备测试方法和装置

Info

Publication number: CN101763299A
Application number: CN200810187902A
Authority: CN
Inventors: 孙纪彪; 郭平日; 项春亮
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2028-12-23
Also published as: CN101763299B

Abstract

本发明公开了一种通用串行总线设备测试方法，将通用串行总线设备控制器(USB DEVICE Controller)、USB主机以及USB物理收发器(PHY)均以数字逻辑的形式来实现，并将USB主机和USB PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型，利用该仿真模型来模拟USB主机和USB PHY的功能，并通过与USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行通讯，来达到对USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行测试的目的。本发明同时公开了一种通用串行总线设备测试装置。应用本发明所述的方法和装置，能够提高USB设备的开发效率并降低成本。

Description

一种通用串行总线设备测试方法和装置

技术领域

本发明涉及通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)技术，特别涉及一种USB设备开发过程中的测试方法和装置。

背景技术

现有USB设备主要由USB物理收发器(PHY)以及USB设备控制器(DEVICE Controller)两部分组成。USB设备可通过USB接口接入到USB主机(HOST)中。如图1所示，图1为现有USB设备与USB主机之间的连接方式示意图。当USB设备插入到USB主机(也包括一个USB PHY)中后，USB主机通过USB接口的电压变化来确定是否有USB设备插入，如果有，则进一步确定该USB设备是高速设备、低速设备还是全速设备；再之后，进行枚举过程，直至USB设备正常工作。

在开发USB设备的过程中，需要对USB设备中的USB DEVICEController的各种逻辑功能进行测试。现有方式中，由于测试时所使用的USB主机和USB PHY均为设备实体(本发明中所提到的USB主机均指包含USBPHY的USB主机，而USB PHY专指USB设备中的USB PHY)，所以通常也需要将待测试的USB DEVICE Controller做成设备实体，然后才能进行测试。但是这样处理就会带来以下问题：如果在测试过程中发现USB DEVICEController的某一或某些逻辑功能存在问题，则需要对设备实体进行修改，实现起来很不方便，从而大大降低USB设备的开发效率，并增加了成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通用串行总线设备测试方法，能够提高USB设备的开发效率并降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种通用串行总线设备测试装置，能够提高USB设备的开发效率并降低成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种通用串行总线设备测试方法，预先根据待测试的通用串行总线设备控制器USB DEVICE Controller需要实现的逻辑功能，确定测试时所需的测试指令，将所述测试指令写入到文本文件中，并将USB主机和USB物理收发器PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型；

当需要进行测试时，该方法包括：

A、所述仿真模型读取所述文本文件中的测试指令，根据所述USB DEVICEController接口时序的要求，将所述测试指令依次发送给所述USB DEVICEController对应的数字逻辑电路；并根据所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路返回的测试结果，确定所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路是否符合要求，如果是，则对所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行相应地调试；否则，结束流程。

一种通用串行总线设备测试装置，包括：

保存单元，用于根据待测试的通用串行总线设备控制器USB DEVICEController需要实现的逻辑功能，确定测试时所需的测试指令，并将所述测试指令写入到文本文件中；

测试单元，用于将USB主机和USB物理收发器PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型，并在当需要对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行测试时，由所述仿真模型读取所述文本文件中的测试指令，根据所述USB DEVICE Controller接口时序的要求，将所述测试指令依次发送给所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路，并根据所述USB DEVICEController对应的数字逻辑电路返回的测试结果，确定所述USB DEVICEController对应的数字逻辑电路是否符合要求，如果是，则对所述USB DEVICEController对应的数字逻辑电路进行调试；否则，结束测试。

可见，采用本发明的技术方案，将USB DEVICE Controller、USB主机以及USB PHY均以数字逻辑的形式来实现，并将USB主机和USB PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型，利用该仿真模型来模拟USB主机和USBPHY的功能，并通过与USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行通讯，来达到对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行测试的目的。这样，对于在测试过程中发现的问题，即可在USB DEVICE Controller做成设备实体之前进行实时修改，从而提高了USB设备的开发效率，并降低了成本。

附图说明

图1为现有USB设备与USB主机之间的连接方式示意图。

图2为本发明实施例中仿真模型与USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路之间的关系示意图。

图3为本发明测试方法实施例的流程图。

图4为本发明测试装置实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种全新的USB设备测试方案。

既然将USB DEVICE Controller做成设备实体进行测试会存在问题，那么则可考虑将USB DEVICE Controller以代码的形式进行测试，这样，如果测试过程中发现问题，可以很方便地进行调试。但是，如果USB DEVICEController为数字逻辑电路，而USB主机和USB PHY仍为设备实体形式，那么，如何将它们整合在一起进行仿真测试将会很难实现。

所以，本发明所述方案中，考虑到USB DEVICE Controller与USB PHY之间只有数字接口，因此，将USB主机和USB PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型，利用该仿真模型来模拟USB主机和USB PHY的功能，并通过与USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行通讯，来达到对USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行测试的目的。这里所提到的建立仿真模型，即指将USB主机和USB PHY设备实体具有的功能用代码的形式进行实现，即用程序模拟出USB主机和USB PHY设备实体的功能。如图2所示，图2为本发明实施例中的仿真模型与USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路之间的关系示意图。事实上，在建立仿真模型时，USB主机和USB PHY之间的关系并不需要体现出来。

这样一来，USB主机、USB PHY和USB DEVICE Controller均以数字逻辑的形式来实现，从而克服了现有技术中存在的问题。

基于上述介绍，本发明所述方案的具体实现包括：预先根据待测试的USBDEVICE Controller需要实现的逻辑功能，确定测试时所需的测试指令，并将所述测试指令写入到文本文件中，同时将USB主机和USB PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型；当需要进行测试时，仿真模型读取文本文件中的测试指令，根据USB DEVICE Controller接口时序的要求，将各条测试指令依次发送给USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路，并根据USB DEVICEController对应的数字逻辑电路返回的测试结果，确定USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路是否符合要求，如果是，则对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行相应地调试，否则，结束流程。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。

图3为本发明测试方法实施例的流程图。如图3所示，包括以下步骤：

步骤301：根据待测试的USB DEVICE Controller需要实现的逻辑功能，确定测试时所需的测试指令，并将确定出的测试指令写入到文本文件中。

在实际应用中，对于待测试的USB DEVICE Controller，其需要实现的逻辑功能是预先可以知道。比如，该USB DEVICE Controller可能是要用在mp3中、U盘中、数码相机中或是其它设备中，那么根据不同设备的功能需求，USBDEVICE Controller需要完成的逻辑功能是可以确定的。

然后，根据USB协议(现在通常使用USB 2.0协议)的要求，生成针对不同逻辑功能的测试指令。如何生成测试指令为本领域公知，不再赘述。并且，为了减小仿真模型的冗余度，将这些测试指令写入到一文本文件中，以便后续仿真模型进行读取。

步骤302：仿真模型读取文本文件中的第一条测试指令，发送给USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路。

与现有技术中一样，在执行本步骤之前，仿真模型还需要按照USB2.0协议的要求，对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行高低速检测，以确定USB DEVICE Controller的速度模式，即USB DEVICE Controller为高速、低速还是全速设备。具体检测方式可以是：仿真模型读取USB DEVICEController对应的数字逻辑电路中反映设备速度属性的信号，根据该信号确定USB DEVICE Controller为高速、低速还是全速设备。

进一步地，仿真模型还可根据高低速检测结果，向USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送帧开始包(SOF)，以便为USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路提供读写等操作时所需的时间戳。具体来说，如果检测结果表明USB DEVICE Controller为高速设备，则仿真模型每隔125us向USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送一次SOF；如果检测结果表明USBDEVICE Controller为全速设备或低速设备，则仿真模型每隔1ms向USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送一次SOF。SOF的作用和现有技术中相同，只是现有技术中SOF是由USB主机来发送，而本实施例中是由仿真模型来发送。USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路如何根据接收到的SOF进行相应地处理为本领域公知，不再赘述。

当高低速检测过程完成后，仿真模型即可对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行枚举过程以及数据传输等过程(包括IN和OUT)中的各逻辑功能的测试，即执行步骤302；并且枚举过程的测试先于数据传输过程进行。

另外，需要说明的是，USB DEVICE Controller的速度模式不同，所对应的测试指令也将不同，但本实施例中不会将针对所有速度模式的测试指令均写入到文本文件中，因为对于测试人员来说，USB DEVICE Controller到底是高速设备、低速设备还是全速设备是已知的，所以写入到文本文件中的测试指令只会是针对已知的速度模式的；但仿真模型并不知道USB DEVICE Controller的速度模式，所以还需要根据高低速检测结果，确定USB DEVICE Controller所对应的测试指令。

步骤303：仿真模型判断发送出的测试指令是否为需要接收方返回测试结果的指令，如果是，则执行步骤304；否则，执行步骤305。

对于枚举等过程中的有些测试指令，可能是不需要接收方，即USB DEVICEController对应的数字逻辑电路返回测试结果(有具体含义的数据，不能只是空包)的，而有些测试指令则可能是需要接收方返回测试结果的。所以，本步骤中，仿真模型需要判断发送给USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路的测试指令是否为需要接收方返回测试结果的测试指令，并根据判断结果的不同，后续分别执行不同的操作。

步骤304：仿真模型接收USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路返回的测试结果，并判断该测试结果是否符合要求，如果是，则执行步骤305；否则，执行步骤306。

本步骤中，仿真模型判断测试结果是否符合要求的方式可以根据需要任意设定，比如：仿真模型接收到测试结果后，可将其与预先保存的理论上应该接收到的测试结果(预先设定好不同的测试指令理论上应该对应的测试结果)进行比较，确定两者是否一致，如果是，则判定接收到的测试结果符合要求，否则，判定接收到的测试结果不符合要求；或者，仿真模型可以打印或以仿真波形的形式实时显示测试过程中的测试状态，以便操作人员确定不同阶段的测试结果是否符合要求。这里所提到的打印，是指仿真工具里以文字的形式在对话框中进行显示。通常来说，对于返回的测试结果数据量较少的情况，如枚举过程中的各逻辑功能的测试，可使用上述比较或打印的方式；而对于返回的测试结果数据量较大的情况，如数据传输过程中的各逻辑功能的测试，可使用仿真波形的方式。

举例说明：

仿真模型向USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送了IN请求，即要求USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路向仿真模型上传数据，但测试人员通过观察仿真波形发现仿真模型并没有接收到数据，进而通过对仿真波形进行的分析，确定出是USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路中的读信号产生了问题，所以修改USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路中的读信号的产生逻辑，以得到符合要求的仿真波形，即调试出了符合要求的USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路。

步骤305：仿真模型判断文本文件中的测试指令是否已经读取完毕，如果是，则结束流程；否则，执行步骤307。

步骤306：对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行调试，然后执行步骤305。

如果判断出测试结果不符合要求，那么则说明USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路中与该测试结果对应的逻辑功能存在问题，所以需要暂时中断测试流程，并对所存在的问题进行相应的调试；当问题克服后，执行步骤305。

步骤307：仿真模型读取文本文件中的下一条指令，并发送给USB DEVICEController对应的数字逻辑电路，然后返回执行步骤303。

本步骤之后，重复步骤303～306所述过程，直至文本文件中的测试指令全部读取完毕，结束流程。

之后，即可将调试出的符合要求的USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路做成实际的USB DEVICE Controller设备实体，其接口可根据USB PHY的接口而定。

基于上述方法，图4为本发明测试装置实施例的组成结构示意图。如图4所示，该装置包括：

保存单元41，用于根据待测试的USB DEVICE Controller需要实现的逻辑功能，确定测试时所需的测试指令，并将所述测试指令写入到文本文件；

测试单元42，用于将USB主机和USB PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型，并在当需要对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行测试时，由仿真模型读取文本文件中的测试指令，根据USB DEVICEController接口时序的要求，将各条测试指令依次发送给USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路，并根据USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路返回的测试结果，确定USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路是否符合要求，如果是，则对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行调试；否则，结束测试。

其中，仿真模型还可进一步用于，对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行高低速检测，以确定USB DEVICE Controller为高速、低速还是全速设备，并根据高低速检测结果向USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送SOF，以便为USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路提供读写操作时所需的时间戳。

图4所示装置实施例的具体工作流程请参照图3所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。

总之，采用本发明的技术方案，将USB DEVICE Controller、USB主机以及USB PHY均以数字逻辑的形式来实现，并将USB主机和USB PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型，利用该仿真模型来模拟USB主机和USBPHY的功能，并通过与USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行通讯，来达到对USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行测试的目的。这样一来，对于在测试过程中发现的问题，即可在USB DEVICE Controller做成设备实体之前进行实时修改，从而提高了USB设备的开发效率，并降低了成本。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种通用串行总线设备测试方法，其特征在于，预先根据待测试的通用串行总线设备控制器USB DEVICE Controller需要实现的逻辑功能，确定测试时所需的测试指令，将所述测试指令写入到文本文件中，并将USB主机和USB物理收发器PHY作为一个整体，建立它们的纯逻辑仿真模型；

当需要进行测试时，该方法包括：

A、所述仿真模型读取所述文本文件中的测试指令，根据所述USB DEVICEController接口时序的要求，将所述测试指令依次发送给所述USB DEVICEController对应的数字逻辑电路；并根据所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路返回的测试结果，确定所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路是否符合要求，如果是，则对所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行调试；否则，结束流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1、所述仿真模型读取所述文本文件中的第一条测试指令，并发送给所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路；

A2、所述仿真模型判断发送出的测试指令是否为需要接收方返回测试结果的指令，如果是，则执行步骤A3；否则，执行步骤A4；

A3、所述仿真模型接收所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路返回的测试结果，并判断所述测试结果是否符合要求，如果是，则执行步骤A4；否则，对所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行调试，然后执行步骤A4；

A4、所述仿真模型判断所述文本文件中的测试指令是否已经全部读取完毕，如果是，则结束流程；否则，读取所述文本文件中的下一条测试指令，发送给所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路，并返回执行步骤A2。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前，进一步包括：

所述仿真模型对所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行高低速检测，以确定所述USB DEVICE Controller为高速、低速还是全速设备；

并根据高低速检测结果向所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送帧开始包SOF，以便为所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路提供读写操作所需的时间戳。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据高低速检测结果向所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送SOF包括：

如果确定出所述USB DEVICE Controller为高速设备，则所述仿真模型每隔125us向所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送一次SOF；

如果确定出所述USB DEVICE Controller为全速设备或低速设备，则所述仿真模型每隔1ms向所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送一次SOF。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述仿真模型对所述USBDEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行高低速检测包括：

所述仿真模型读取所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路中反映设备速度属性的信号，根据所述信号确定所述USB DEVICE Controller为高速、低速还是全速设备。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述测试结果是否符合要求包括：

所述仿真模型接收到所述测试结果后，将其与预先保存的理论上应该接收到的测试结果进行比较，确定两者是否一致，如果是，则判定接收到的测试结果符合要求；否则，判定接收到的测试结果不符合要求。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述测试结果是否符合要求包括：

所述仿真模型以打印或以仿真波形的形式实时显示测试过程中的测试状态，以便操作人员确定不同阶段的测试结果是否符合要求。

8.一种通用串行总线设备测试装置，其特征在于，该装置包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述仿真模型进一步用于，对所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路进行高低速检测，以确定所述USB DEVICE Controller为高速、低速还是全速设备，并根据高低速检测结果，向所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路发送帧开始包SOF，以便为所述USB DEVICE Controller对应的数字逻辑电路提供读写操作时所需的时间戳。