CN103200040A

CN103200040A - 基于专用芯片的接口信号质量的测试方法及系统

Info

Publication number: CN103200040A
Application number: CN2012104417518A
Authority: CN
Inventors: 邱建峰; 梁芳
Original assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Current assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN103200040B

Abstract

本发明提供一种基于专用芯片的接口信号质量的测试方法及系统，其方法包括：S1、获取所述专用芯片上各物理接口对应的信号眼图模板；S2、逐一选定该专用芯片的物理接口作为被测对象，启动所述专用芯片自身的信号采集功能，以采集该物理接口上对应于不同时间点的多组眼高、眼宽数据，并根据所述多组眼高、眼宽数据绘制对应于该物理接口的信号眼图；S3、将所测物理接口的信号眼图与其对应的信号眼图模板相比较，判断所测物理接口的信号眼图的轨迹处于相应的眼图模板外围，若是，则信号质量符合预定要求；反之则不符合。本发明不需依赖信号分析仪，也无需人工的参与，准确性高，成本低，可满足交换设备的批量生成时的测试需求。

Description

基于专用芯片的接口信号质量的测试方法及系统

技术领域

本发明涉及网络通信领域技术，尤其涉及一种基于专用芯片的接口信号质量的自动测试方法及相关系统。

背景技术

目前，数据通信设备厂商的交换机设备在研发和生产过程中，通常需要关注到交换芯片与其他芯片之间物理接口的信号质量是否符合要求，以避免因交换机设备上的交换芯片信号质量不合格，影响交换机设备的基本功能及性能。

现有技术中，设备厂商为了验证芯片物理接口的信号质量，普遍做法是采购价格极其昂贵的逻辑分析仪，通过逻辑分析仪的测量数据来分析信号质量。然而，专用于信号测试的逻辑分析仪价格不菲，无疑增加厂商的投入成本，并且在交换设备研发及生产阶段频繁使用逻辑分析仪，易导致仪器损坏。随着目前交换芯片更新换代，物理接口速度不断提高，逻辑分析仪也必须进行相应的升级，才能对高频信号进行分析，其带来的成本代价直线上升，更为重要的是，此类逻辑分析仪需要人工参与，易出错，难以满足设备大批量生产需求。

因此，非常有必要提供一种新的芯片接口信号质量的测试方法以应对上述技术问题。

发明内容

本发明所需解决的技术问题在于提供一种基于专用芯片的接口信号质量的自动测试方法，以较低的成本应对设备大批量生产需求。

相应地，本发明还提供一种基于专用芯片的接口信号质量的自动测试系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种基于专用芯片的接口信号质量的测试方法，其包括如下步骤：

S1、获取所述专用芯片上各物理接口对应的信号眼图模板；

S2、逐一选定该专用芯片的物理接口作为被测对象，启动所述专用芯片自身的信号采集功能，以采集该物理接口上对应于不同时间点的多组眼高、眼宽数据，并根据所述多组眼高、眼宽数据绘制对应于该物理接口的信号眼图；

S3、将所测物理接口的信号眼图与其对应的信号眼图模板相比较，判断所测物理接口的信号眼图的轨迹处于相应的眼图模板外围，若是，则该物理接口的信号质量符合预定要求；若否，则该物理接口的信号质量不符合预定要求。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还具体包括：设置当前待测物理接口所对应的信号采样频率。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中“绘制物理接口信号眼图”的步骤具体包括：启动信号抓取动作，并以启动时间点为中点；获取所述启动时间点的瞬时眼高、瞬时眼宽数据，并以此该中点为参考点，设置多个采集时间点，分别采集各时间点所对应的眼高、眼宽数据；将所采集的数据进行单位换算，计算出与逻辑分析仪参考单位相一致的标准数据，并根据所有时间点的标准数据描绘眼图的轨迹。

作为本发明的进一步改进，该方法还包括：获取被测物理接口的编号；将被测物理接口的编号及该接口的测试结果相关联，并保存于测试记录中。

作为本发明的进一步改进，所述专用芯片包括自带信号采集功能的ASIC芯片、FPGA芯片。

此外，本发明提供的一种基于专用芯片的接口信号质量的测试系统，其包括如下单元：

眼图模板匹配单元、用于获取所述专用芯片上各物理接口对应的信号眼图模板；

眼图测试单元、用于逐一选定该专用芯片的物理接口作为被测对象，启动所述专用芯片自身的信号采集功能，以采集该物理接口上对应于不同时间点的多组眼高、眼宽数据，并根据所述多组眼高、眼宽数据绘制对应于该物理接口的信号眼图；

眼图比对单元、用于将所测物理接口的信号眼图与其对应的信号眼图模板相比较，判断所测物理接口的信号眼图的轨迹处于相应的眼图模板外围，若是，则该物理接口的信号质量符合预定要求；若否，则该物理接口的信号质量不符合预定要求。

作为本发明的进一步改进，所述眼图测试单元还包括一用于设置当前待测物理接口所对应的信号采样频率的测试模式设置单元。

作为本发明的进一步改进，所述眼图测试单元中“绘制物理接口信号眼图”的具体过程包括：启动信号抓取动作，并以启动时间点为中点；获取所述启动时间点的瞬时眼高、瞬时眼宽数据，并以此该中点为参考点，设置多个采集时间点，分别采集各时间点所对应的眼高、眼宽数据；将所采集的数据进行单位换算，计算出与逻辑分析仪参考单位相一致的标准数据，并根据所有时间点的标准数据描绘眼图的轨迹。

作为本发明的进一步改进，该系统还包括测试记录单元，其用于：获取被测物理接口的编号，并将被测物理接口的编号及该接口的测试结果相关联，并保存于测试记录中。

作为本发明的进一步改进，该测试系统中的专用芯片包括自带信号采集功能的ASIC芯片、FPGA芯片。

根据以上技术方案可以看出，由于本发明采用专用芯片所自带的信号采集功能，抓取专用芯片与其他物理层芯片之间的信号数据（眼高、眼宽），并根据所采集的信号数据自动生成对应于各物理接口的眼图，在此之后，根据测试得到的眼图与对应的眼图模板的比较，得出专用芯片的物理接口的信号质量是否满足预定要求，从而完成对专用交换芯片的信号质量的自动化测试，本发明不需依赖信号分析仪，也无需人工的参与，准确性高，成本低，可满足交换设备的批量生成时的测试需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术的技术方案，下面将对本发明具体实施例或现有描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下述附图仅为本发明的一部分附图，对于本领域普通技术人员而言，在不作出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式中基于专用芯片的接口信号质量的测试方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式中专用芯片自测系统的硬件架构示意图；

图3是本发明具体实施方式中预定义的眼图模板的示意图；

图4示出了本发明具体实施方式中眼图模板的参数定义；

图5是本发明具体实施方式中测试过程中描绘出的实际眼图示意图；

图6是本发明具体实施方式中测试结果为合格的眼图示意图；

图7是本发明具体实施方式中测试结果为不合格的眼图示意图；

图8是本发明具体实施方式中基于专用芯片的接口信号质量的测试系统的单元示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，基于本发明的各实施例，本领域的普通技术人员在未作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均应包含在本发明的保护范围内。

参图1所示，本发明一具体实施方式中，为实现低成本、自动化测试交换芯片的物理接口的信号质量，所述基于专用芯片的接口信号质量的测试方法，其包括如下三个步骤（S1、S2、S3），具体地：

S1、获取所述专用芯片上各物理接口对应的信号眼图模板；其中，本发明的专用功能芯片包括各类自身集成了信号采集功能或者眼图自动测试功能的ASIC（Application Specific Integrated Circuit）芯片、各类FPGA（Field－Programmable Gate Array）芯片等。专用功能芯片除了能够实现二三层交换功能、满足交换机设备需求以外，还能够通过其物理接口上自带的信号检测能力，实现芯片信号质量自动测试分析功能。

参图2所示，本发明交换芯片测试系统在硬件架构上，主要包括用于控制整个系统的CPU单元1、一个或多个专用功能芯片2以及多个设置于专用功能芯片2外围并与其相互通信的其他物理层芯片3，CPU单元1通过控制总线控制专用功能芯片2，专用功能芯片2通过数据总线与其他物理层芯片3相互连接，所述专用功能芯片2包括多个物理接口，其中，图中虚线框所示的部分即为进行数据采集、眼图生产、获得测试结果的部位。

参图3、4所示，其为本发明对应专用芯片的物理接口的眼图模板的示意图。本发明在测试到实际眼图后，通过与预设的规范的眼图模板进行对比，从而判别当前接口的信号质量是否达标。其中，这些对应于特定专用芯片、特定物理接口的眼图模板都被预先设定参数，并将设定好的各眼图模板存储于数据库中，以便于在测试过程中系统自动查找到相关眼图模板，特别地，眼图模板可根据实际需要进行删除或修改。具体地，上述眼图模板及相关参数取自芯片的数据手册，它定义了接口正常工作必须满足的信号质量要求。从图3中可以看出，该模板要求眼图的眼高必须在A1~A2之间，眼宽外围必须在X1~X2之间，其中，眼高包括正眼高、负眼高，图中白色区域即为符合规范的眼图轨迹所应坐落的区域。图4示出了某专用芯片、某物理接口的眼图模板的具体参数值。

具体地，本实施方式中，上述步骤S2中“绘制物理接口信号眼图”的步骤具体包括：

S21、启动信号抓取动作，并以启动时间点为中点；其中，由系统CPU发起测试启动信号。

S22、获取所述启动时间点的瞬时眼高、瞬时眼宽数据，并以此该中点为参考点，设置多个采集时间点，分别采集各时间点所对应的眼高、眼宽数据；

如图5所示，在本发明一示范性实施例中，在采集到启动时间点（中点）的瞬时眼高、瞬时眼宽数据，向前或向后移动1/32位传输时间间隔，获取相应时间点的眼高（包括正眼高和负眼高），最多支持向前或向后各16个时间点，总计采集32个时间点的信号数据。

S23、将所采集的数据进行单位换算，计算出与逻辑分析仪参考单位相一致的标准数据（本发明中，眼高单位为毫伏，眼宽单位为皮秒），并根据所有时间点的标准数据描绘眼图的轨迹。

特别地，在本发明步骤S2中，还需要设置当前待测物理接口所对应的信号采样频率。针对不同的专用芯片、物理接口的不同，其测试所要求的采用频率也不尽相同，采样频率包括每512bit/次、16256bit/次等。

本发明可借助于示波器来进行信号质量的判别，参图6所示，其为信号质量达标的物理接口的信号眼图示意图，在此图中，眼图的轨迹线条于图中灰色区域无交点，完全坐落于图中白色区域。参图7所示，其为信号质量未达标的物理接口的信号眼图示意图，在此图中，眼图的轨迹线条于图中灰色区域有交点，不是完全坐落于图中白色区域。

在上述方法中，在测试出上述测试结果后，本发明为了保证便于查询测试结果，上述方法还包括如下步骤：获取被测交换设备的ID号、设备上交换芯片的ID号、以及物理接口的编号，并将被测交换设备的ID号、交换芯片的ID号、物理接口的编号统统与当前测试结果相关联，并保存于测试记录中。如此，通过将上述测试结果存储在数据库、或者本地硬盘等硬件设备中，在设备生产过程中，配合计算机调取、查阅所有合格与不合格的具体物理接口的编号，完善整个测试流程。

接下来，请参图8所示，在本发明具体实施方式中，一种基于专用芯片的接口信号质量的测试系统100，其包括如下单元：

眼图模板匹配单元101、用于获取所述专用芯片上各物理接口对应的信号眼图模板；本发明中，该测试系统中的专用芯片包括自带信号采集功能的ASIC芯片、FPGA芯片，但并不限于上述类型的芯片。

眼图测试单元102、优选地，该单元包括测试模式设置单元1021、数据抓取单元1023及眼图生成单元1025，其中，眼图测试单元102通过逐一选定待测专用芯片的某物理接口作为被测对象，并通过测试模式设置单元1021选定当前物理接口对应的测试模式（采样频率），启动所述专用芯片自身的信号采集功能，通过数据抓取单元1023采集该物理接口上对应于不同时间点的多组眼高、眼宽数据，并在上述眼图生成单元1025中，根据所述多组眼高、眼宽数据绘制对应于该物理接口的信号眼图；

眼图比对单元103、用于将所测物理接口的信号眼图与其对应的信号眼图模板相比较，判断所测物理接口的信号眼图的轨迹处于相应的眼图模板外围，若是，则该物理接口的信号质量符合预定要求；若否，则该物理接口的信号质量不符合预定要求。

在本发明某些实施例中，所述眼图测试单元102中“绘制物理接口信号眼图”的具体过程包括：启动信号抓取动作，并以启动时间点为中点；获取所述启动时间点的瞬时眼高、瞬时眼宽数据，并以此该中点为参考点，设置多个采集时间点，分别采集各时间点所对应的眼高、眼宽数据；将所采集的数据进行单位换算，计算出与逻辑分析仪参考单位相一致的标准数据，并根据所有时间点的标准数据描绘眼图的轨迹。

在本发明某些实施例中，该系统还包括测试记录单元，其用于：获取被测交换设备的ID号、设备上交换芯片的ID号、以及物理接口的编号，并将被测交换设备的ID号、交换芯片的ID号、物理接口的编号统统与当前测试结果相关联，并保存于测试结果库104中。如此，通过将上述测试结果存储在数据库、或者本地硬盘等硬件设备中，在设备生产过程中，配合计算机调取、查阅所有合格与不合格的具体物理接口的编号，完善整个测试流程。

综上所述，通过运用上述系统及方法，本发明在专用交换功能芯片组建交换机设备的开发验证阶段，可直接通过本眼图自测方法及系统，验证物理接口的信号质量是否符合设计需求，而不必依赖于昂贵的信号分析仪；在产品生产测试阶段可通过本眼图自测方法及系统，逐台验证新生产的每台设备物理接口信号质量是否符合产品要求，而整个过程不需要人工参与。因此，采用本发明，将能够在交换机设备开发和生产阶段大大节约开发环境投资，也能够大大节约生产测试的人力投入，在整个产品生命周期内节约了人力、物力的投入，降低了产品的开发成本。

需要指明的是，本发明提供的有关专用交换芯片的接口信号质量测试系统实施例的具体运作方式、具体技术特征、功能、效果等，可参考上文描述的相关专用交换芯片的接口信号质量测试方法实施例，在此发明人不再予以赘述。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于专用芯片的接口信号质量的测试方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、获取所述专用芯片上各物理接口对应的信号眼图模板；

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S2还具体包括：

设置当前待测物理接口所对应的信号采样频率。

3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S2中“绘制物理接口信号眼图”的步骤具体包括：

启动信号抓取动作，并以启动时间点为中点；

获取所述启动时间点的瞬时眼高、瞬时眼宽数据，并以此该中点为参考点，设置多个采集时间点，分别采集各时间点所对应的眼高、眼宽数据；

将所采集的数据进行单位换算，计算出与逻辑分析仪参考单位相一致的标准数据，并根据所有时间点的标准数据描绘眼图的轨迹。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，该方法还包括：

获取被测物理接口的编号；

将被测物理接口的编号及该接口的测试结果相关联，并保存于测试记录中。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述专用芯片包括自带信号采集功能的ASIC芯片、FPGA芯片。

6.一种基于专用芯片的接口信号质量的测试系统，其特征在于，其包括如下单元：

7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，所述眼图测试单元还包括一用于设置当前待测物理接口所对应的信号采样频率的测试模式设置单元。

8.根据权利要求6或7所述的测试系统，其特征在于，所述眼图测试单元中“绘制物理接口信号眼图”的具体过程包括：

启动信号抓取动作，并以启动时间点为中点；

9.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，该系统还包括测试记录单元，其用于：获取被测物理接口的编号，并将被测物理接口的编号及该接口的测试结果相关联，并保存于测试记录中。

10.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，该测试系统中的专用芯片包括自带信号采集功能的ASIC芯片、FPGA芯片。