CN101882986A - 误码测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种误码测试仪，其包括：误码测试子系统和人机界面子系统，该误码测试子系统包括时钟电路模块和与该时钟电路模块进行信号传输的信号转换接口模块，用于完成伪随机码型的产生，同步及对比检测，计算出误码个数；该人机界面子系统包括微控制单元和显示界面，其中微控制单元采用AVR单片机，控制所述时钟电路模块，以及计算误码率；所述显示界面用于显示误码测试子系统的工作状态。本发明具有高速、低耗、保密、便宜等优点，运行速度更快，在整体上支持了高速运行的误码测试仪，大大地降低了测试中的故障或测试不准确等问题。

Description

误码测试仪

技术领域

本发明涉及数字通信的信号测试领域，特别涉及一种数字信号误码测试仪。

背景技术

在数字通信系统的性能测试中，通常使用误码测试仪对其误码性能进行测量。通过比较经过编解码和信道传输后有多少错误。用于测量通信线路数据通信的误码率和分析线路故障及原因，目前市面上已有多种误码测试仪。随着通信技术的不断发展，通信系统向着工作频率更高，信号处理更快的方向发展。在这种情况下，对于高速通信系统性能的检验，就需要高速误码率测试仪。国内厂家的产品，其信号处理速度较低，很难跟上现代通信系统的发展，国外的产品功能比较完善，处理速度很高，但其价格也相对较高。

现有的误码测试仪，通过GBIC(Giga Bitrate Interface Converter，千兆位接口转换器)与时钟电路模块进行信号传输，再通过C8051F系列的MCU(Micro Control Unit，微控制处理器，或单片机)进行处理，速度慢、功耗大、也不保密；MCU通过MAX232模块(是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片)与显示界面进行信息传输，不方便数据线的插拔连接。还存在以下缺陷：由于误码测试仪的工作频率可高，故在电路设计中需特别考虑信号完整性问题，严格按高速印刷电路板的电路设计方法来进行设计，如：合理的端接、布4层印刷电路板板、利用Altium Designer软件对于关键线路进行仿真等。因此，现有的误码测试仪在调试过程中，常遇到的问题主要是由于硬件不够支持的原因而抑制信号的传输和处理的速度，从而出现故障或测试不准确等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种误码测试仪，旨在支持高速运行的误码测试仪，促进信号的传输速度和处理速度，使得误码测试性能更可靠，同时也降低成本、功耗。

本发明提供一种误码测试仪，其特征在于，包括：

误码测试子系统，包括时钟电路模块和与该时钟电路模块进行信号传输的信号转换接口模块，用于完成伪随机码型的产生，同步及对比检测，计算出误码个数；

人机界面子系统，包括控制单元和显示界面，其中控制单元采用AVR单片机，控制所述时钟电路模块，以及计算误码率；所述显示界面用于显示误码测试子系统的工作状态。

优选地，所述时钟电路模块采用VSC8228芯片，所述信号转换接口模块采用SFP模块。

优选地，所述VSC8228芯片与所述SFP模块通过光通信接口进行输入和输出。

优选地，所述人机界面子系统还包括设置在所述AVR单片机与显示界面之间的接口转换模块，该接口转换模块采用FT232BM模块。

优选地，所述误码测试子系统还包括有作为所述时钟电路模块参考的参考时钟源，该参考时钟源采用晶体振荡器。

优选地，所述显示界面采用PC界面。

优选地，所述AVR单片机采用Mega系列单片机。

优选地，所述FT232BM模块通过USB接口与所述显示界面连接。

优选地，所述VSC8228芯片包括一个双通道重发器或重定时器。

优选地，所述VSC8228芯片包括接收信道、发送信道、码型产生器、检测器和串行接口。

与现有技术相比，本发明采用了AVR单片机(Mega系列MCU)具有高速、低耗、保密、便宜等优点；采用VSC8228芯片与SFP模块并通过光通信接口进行输入和输出，使得传输信号速度更快更可靠；FT232BM模块模块通过USB接口与PC界面连接，更方便插接使用；本发明在整体上支持了高速运行的误码测试仪，也大大地降低了测试中的故障或测试不准确等问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明较佳实例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的结构示意图，包括误码测试子系统和人机界面子系统；

误码测试子系统，包括时钟电路模块2和与该时钟电路模块2进行信号传输的信号转换接口模块3，用于完成伪随机码型的产生，同步及对比检测，计算出误码个数；

人机界面子系统，包括控制单元4和显示界面6，其中控制单元4采用AVR单片机，控制所述时钟电路模块2，以及计算误码率；所述显示界面6用于显示误码测试子系统的工作状态。

采用了AVR单片机具有高速、低耗、保密、便宜等优点，在整体上支持了高速运行的误码测试仪，也大大地降低了测试中的故障或测试不准确等问题。

如图2所示，本发明一较佳实例，包含了上述的技术方案，所述时钟电路模块2采用VSC8228芯片21，VSC8228芯片21支持多种速率，内置PBRS(Pseudo-Random Bit Sequence伪随机码序列)数据及其他码型的产生及探测模块，其测试码型有2⁷、2²³、2³¹的伪随机码，40或64比特用户定义码型以及光纤信号CRPAT、CJTPAT、CSPAT码型，一次可测误码高达43亿个，测码速高达4.25Gbps。

上述信号转换接口模块3采用SFP(Small Form-factor Pluggables，小形状因子可插拔)模块31，即紧凑型收发器，用于通信和数据传输中，其作用是将母板和光纤或者没有屏蔽的双绞线相连接起来，可以简单地理解为GBIC(Giga Bitrate Interface Converter，千兆位接口转换器)的升级版本，SFP模块31的体积比GBIC模块减少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口数量。VSC8228芯片21在SFP模块31光收发中实现了误码测试，取得较好的效果，而且功耗低。

上述VSC8228芯片21与所述SFP模块31通过光通信接口进行输入和输出，可大大地提高了信号传输的速度和质量。

上述人机界面子系统还包括设置在所述AVR单片机与显示界面之间的接口转换模块，该接口转换模块采用FT232BM模块51。FT232BM模块51是USB转RS232/RS422/RS485的32pin LQFP(Low-profile Quad Flat Package，薄型的方型扁平式封装技术)单芯片转换IC。FT232BM模块51提供的USB转232串口在RS232和USB口之间非常容易地建立可靠的连接。通过利用USB接口具有的即插即用和热插拔的能力给串口RS232外围设备提供非常容易使用的环境。并提供高达3Mbps的传输速率。利用FT232BM模块51进行USB接口的开发，简单、容易，开发周期短，易于为工程实践所采用。因而本例FT232BM模块51通过USB接口与上述显示界面连接，即插即用，方便数据线的连接使用。

上述误码测试子系统还包括有作为所述时钟电路模块2参考的参考时钟源1，该参考时钟源1采用晶体振荡器11，其工作频率为155MHz，频偏小于50PPM。时钟电路模块2(本例采用VSC8228芯片21)参考晶体振荡器11获得单一的时钟频率与本地的参考时钟同步。

上述显示界面采用PC(Personal Computer，个人计算机)界面61，该PC界面6可采用C语言编写。

上述AVR单片机41采用Mega系列单片机，更达到高速、低耗、保密的效果。

上述VSC8228芯片21包括一个双通道重发器或重定时器。能应用于光纤信道、千兆比特以太网以及无限带宽等多个领域。设备支持速率从125Mbps到4.25Gbps。利用获得的单一的时钟频率，该芯片可以将输入的串行数据在重定时器模式下与本地的参考时钟同步，或者在重发器模式下，与从输入数据中提取的时钟同步。在重定时器模式下，通过增加或减少弹性缓冲器插入，删除光纤信道填充字来调整输入数据与本地参考时钟的时序差异。

上述例的VSC8228芯片21还包括接收信道、发送信道、码型产生器、检测器和串行接口。当VSC8228芯片21应用于SGMII的标准时，接收信道能够提供一个从数据中提取的时钟，除了这种情况之外，接收信道和发送信道完全相同。每个信道都有一个输入缓冲器，时钟恢复单元，提供反馈和可编程的输出驱动。每个信道可以由各自的内部寄存器和硬件I/O口来独立控制。VSC8228芯片21的状态寄存器与控制寄存器的地址从00h到77h，一共128个寄存器。通过设置相关寄存器，可以实现误码检测功能。

误码率测试原理：VSC8228芯片21产生伪随机码序列数据，驱动SFP模块，产生光信号，光信号经过光纤后被另一个SFP模块还原成电信号，电信号被VSC8228芯片21接收。经过单片机进行误码检测，统计当前误码个数，并根据测试时间计算出当前误码率。

误码率计算公式：Pe＝Ne/N

式中Pe为误码率；Ne为其中出错的位数；N为传输的数据总数。

单片机将计算的结果通过FT232BM模块51和USB接口传输到显示界面6显示。

AVR单片机41简便易学，便于升级，AVR程序写入是直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作，这样便于产品升级。AVR单片机41费用低廉，学习AVR单片机41可使用ISP在线下载编程方式(即把PC机上编译好的程序写到单片机的程序存储器中)，不需购买仿真器、编程器、擦抹器和芯片适配器等，即可进行所有AVR单片机41的开发应用，这可节省很多开发费用。程序存储器擦写可达10000次以上，不会产生报废品。

AVR单片机41具有高速、低耗、保密等特点，它是高速嵌入式单片机，耗能低，对于典型功耗情况，WDT(Watchdog Timer，看门狗)关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备，最低1.8V即可工作。保密性能好，它具有不可破解的位加密锁Lock Bit技术，保密位单元深藏于芯片内部，无法用电子显微镜看到。还具有I/O口功能强，具有A/D转换等电路，有功能强大的定时器/计数器及通讯接口。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种误码测试仪，其特征在于，包括：

误码测试子系统，包括时钟电路模块和与该时钟电路模块进行信号传输的信号转换接口模块，用于完成伪随机码型的产生，同步及对比检测，计算出误码个数；

人机界面子系统，包括控制单元和显示界面，其中控制单元采用AVR单片机，控制所述时钟电路模块，以及计算误码率；所述显示界面用于显示误码测试子系统的工作状态。

2.根据权利要求1所述的误码测试仪，其特征在于，所述时钟电路模块采用VSC8228芯片，所述信号转换接口模块采用SFP模块。

3.根据权利要求2所述的误码测试仪，其特征在于，所述VSC8228芯片与所述SFP模块通过光通信接口进行输入和输出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的误码测试仪，其特征在于，所述人机界面子系统还包括设置在所述AVR单片机与显示界面之间的接口转换模块，该接口转换模块采用FT232BM模块。

5.根据权利要求4所述的误码测试仪，其特征在于，所述误码测试子系统还包括有作为所述时钟电路模块参考的参考时钟源，该参考时钟源采用晶体振荡器。

6.根据权利要求5所述的误码测试仪，其特征在于，所述显示界面采用PC界面。

7.根据权利要求4所述的误码测试仪，其特征在于，所述AVR单片机采用Mega系列单片机。

8.根据权利要求4所述的误码测试仪，其特征在于，所述FT232BM模块通过USB接口与所述显示界面连接。

9.根据权利要求5所述的误码测试仪，其特征在于，所述VSC8228芯片包括一个双通道重发器或重定时器。

10.根据权利要求9所述的误码测试仪，其特征在于，所述VSC8228芯片包括接收信道、发送信道、码型产生器、检测器和串行接口。

Images