CN104598347A - 一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块，涉及服务器测试技术领域，本发明包括如下部分：模拟通道，数据采集模块，触发模块，数据处理模块，数据交换模块，电源模块；模拟通道负责输入信号的调理、放大和衰减；数据采集模块将输入的模拟信号转换为数字信号并进行处理；触发模块负责系统的触发功能；数据处理模块负责整个系统控制，参数测量和波形图像预处理等工作；数据交换模块负责连接到上位机，接收控制命令，并可以传送波形图像或数据；电源模块为该系统提供电源，实现双电源供电。实现智能调节并处理测试结果，提高测试效率。

Description

一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块

技术领域

本发明涉及服务器测试技术，尤其涉及一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块。

背景技术

现阶段，服务器设备越来越趋向于高密度、系统化，与此同时，高密度化带来的板卡测试难度也在不断增大，某些情况下，传统的测试设备已经不能完全满足现有的测试需求，主要体现在以下两个方面：

一、高端服务器系统中，受限于待测点的位置和周围空间的大小，某些信号已经无法通过探头直接进行测量，一般做法是通过引线将待测点引出机箱外进行测试，这种做法麻烦且效率较低，会耗费测试人员大量的时间，更重要的是，信号经引线再到测试设备的过程中很容易受到外部环境干扰，这种情况下无法得到真实的测试结果；

二、对某些小概率复现的BUG，有些需要一遍一遍重启机器进行测量，有些需要长时间的侦测才能复制到故障，对于这类BUG，工程师希望在复制到BUG时能量测到尽可能多的信号，以便问题分析处理，传统中低端示波器一般只提供4个通道，且体积较大，价格昂贵，在某些空间和资金受限的环境，不便于此类bug分析处理。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块。适用于机箱内狭小空间的测试环境，可通过WiFi模块与上位机连接，实现智能调节并处理测试结果，提高测试效率，减少测试人员工作量50%以上。

一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块，包含以下部分：

模拟通道，数据采集模块，触发模块，数据处理模块，数据交换模块，电源模块。模拟通道负责输入信号的调理、放大和衰减；数据采集模块将输入的模拟信号转换为数字信号并进行处理；触发模块负责系统的触发功能；数据处理模块负责整个系统控制，参数测量和波形图像预处理等工作；数据交换模块负责连接到上位机，接收控制命令，并可以传送波形图像或数据；电源模块为该系统提供电源，实现双电源供电。

其中，数据采集模块负责对模拟通道处理过的信号进行采集，将输入的模拟信号转化成数字信号，该模块由两片A/D转换芯片以及一片FPGA组成，采用并行采样方案，A/D转换器对数据进行采样之后，送入FPGA进行后续处理；

触发模块负责信号的触发，使波形在屏幕上稳定的显示；

数据处理模块由一片DSP芯片及其他外部存储部件构成，该模块为整个系统的控制中心，负责数字信号的后续处理，包括参数测量，系统控制，波形图像预处理等。

本发明采用以上技术方案，可实现如下技术效果：

设备小巧轻便，适用于高密度服务器机箱内狭小环境的测试，支持双电源供电，可以通过USB接口和WiFi两种方式连接到上位机，由上位机软件对其进行控制，并可以向上位机传送待测波形的图像和数据；具有较高的采样率、模拟带宽和存储深度；支持在线设置多种触发方式，包括视频触发；支持多种参数的测量，包括峰峰值、幅度值、最大（最小）值、顶（底）端值、平均值、均方根值、过冲、预冲、频率、周期、上升时间、下降时间、正脉宽、负脉宽、正占空比、负占空比、突发脉冲宽度、相位、周期平均值、周期均方根值、面积、周期面积。

实现波形图像及数据的传输。同时成本低廉，可以多个模块同时采集数据，适用于资金紧凑又需要多通道采集数据的应用场合。

该发明双通道实时采样率达到500MHz，模拟带宽40MHz，存储深度每通道达12K采样点；

支持多种触发方式，如边沿触发、脉宽触发，此外，还支持视频触发方式：支持标准的NTSC、PAL和SECAM广播制式，行数范围是1-525(NTSC)和1-625(PAL/SECAM)。

附图说明

图1是本发明结构框图。

图2是触发模块结构框图。

图3是系统连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明：

一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块，包含模拟通道，数据采样模块，触发模块，数据处理模块，数据交换模块，电源模块。

1．待测信号通过模拟通道调理之后，变为符合A/D转换器输入要求的模拟信号，该模拟信号经过两片A/D转换器采样，送入FPGA进行差分转单端、IDDR降速、数据拼合等处理，从而实现并行采样。

2．触发模块负责信号的触发，使波形在屏幕上稳定的显示，触发模块结构框图如图2所示；

本发明为双通道设计，触发源信号可以是两个信号通道中的任意一个，也可以通过外触发通道输入外触发信号。触发源信号经过一个模拟信号调理网络进行一定的信号调理，然后进入高速比较器，将模拟信号整形为数字信号。比较器的比较电压根据用户设置，由D/A转换器提供。另外，本发明还加入视频触发功能，视频信号进入以视频信号同步分离器为核心的视频信号分离网络，将视频触发功能相关的信号分离出来送入FPGA。

3．数据处理模块由一片DSP芯片及其他外部存储部件构成，该模块为整个系统的控制中心，负责数字信号的后续处理，包括参数测量，系统控制，波形图像预处理等。FPGA将处理后的样点送入DSP处理器，二者通过DSP芯片的EMIF（External Memory Interface）接口进行通信，DSP在这里主要完成三部分功能：一、将样点送入内部计算模块，进行参数计算，包括频率、周期、峰峰值以及突发脉冲宽度等一些复杂参数的计算；二、将样点进行显示预处理，生成波形图像；三、DSP对整个系统进行控制，在这里模拟通道、触发模块和数据采样模块都可以看做DSP的外设，由DSP通过EMIF接口进行控制。

4．数据交换模块包括一个WiFi模块，一个USB2.0接口以及一片SRAM。其中，WiFi模块和USB2.0用于和上位机进行通信，SRAM用于存储待发送的波形图像和数据。 通过USB或WiFi建立连接，一方面，上位机软件可发送控制命令对该设备进行控制，另一方面，该设备可将处理后的波形图像、数据和参数发送到上位机。

5．电源模块为该系统供电，可实现双电源供电，即USB连接上位机时，用USB接口供电；WiFi连接时，采用锂电池供电。

6．上述方案提供了一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块，该模块适用于机箱内狭小空间的测试环境，支持双电源供电，可通过WiFi模块与上位机连接，上位机软件对其控制可以进行波形图像和数据抓取等操作。

本发明通过上位机软件控制，可显示待测信号的波形，还可对波形图像进行时基和幅度的调节，显示波形细节。

通过上位机软件控制，可预设时间轴，保存任意时刻的波形图像和数据。

通过上位机软件控制，可设置触发方式，捕获所需信号。

通过上位机软件控制，开启参数测量功能，可测量所需的参数并反馈结果。

通过上位机软件控制，开启波形数据处理功能，通过分析传来的数据，可确定信号异常位置。

Claims (3)

1.一种适用于高密度服务器测试的波形数据采集模块，其特征在于，包括如下部分：模拟通道，数据采集模块，触发模块，数据处理模块，数据交换模块，电源模块；

模拟通道负责输入信号的调理、放大和衰减；

数据采集模块将输入的模拟信号转换为数字信号并进行处理；

触发模块负责系统的触发功能；

数据处理模块负责整个系统控制，参数测量和波形图像预处理工作；

数据交换模块负责连接到上位机，接收控制命令，并可以传送波形图像或数据；

电源模块为该系统提供电源，实现双电源供电。

2.根据权利要求1所述的波形数据采集模块，其特征在于，数据采集模块负责对模拟通道处理过的信号进行采集，将输入的模拟信号转化成数字信号，该模块由两片A/D转换芯片以及一片FPGA组成，采用并行采样方案，A/D转换器对数据进行采样之后，送入FPGA进行后续处理。

3.根据权利要求1所述的波形数据采集模块，其特征在于，数据处理模块由一片DSP芯片及其他外部存储部件构成，该模块为整个系统的控制中心，负责数字信号的后续处理。