CN106209220B - 一种基于fpga的ux3328sfp光模块自动参数设置与测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，包括：参数设置步骤：FPGA的嵌入式软核通过目标UX3328的IIC总线，对目标UX3328的参数进行设置；测试步骤：FPGA产生伪随机序列，并通过高速收发器将伪随机序列码流进行发送，伪随机序列码流经过标准UX3328至目标UX3328，再返回FPGA接收，FPGA比较对发送的伪随机序列与接收的伪随机序列，根据比较结果判断目标UX3328的误码率。本发明通过FPGA外部连接计算机、标准UX3328和需要设置的目标UX3328。在UX3328 SFP光模块生产中，每生产一个模块，只需要控制系统的使能开关，系统自动从标准UX3328中导入芯片初始数据，然后对目标UX3328进行光功率、消光比、灵敏度、告警点、校准斜率等参数进行自动设置和测试。

Description

一种基于FPGA的UX3328SFP光模块自动参数设置与测试方法

技术领域

本发明涉及SFP光模块参数自动设置与自动测试技术，更具体地说，涉及一种基于FPGA的UX3328SFP光模块自动参数设置与测试方法。

背景技术

在信息高速传播的时代，光模块是光通信设备的重要组成部分，光通信市场的不断发展，将直接带动光模块市场不断发展。SFP光电收发一体模块(简称SFP光模块)是光网络接口技术中的一个创新。它的体积比GBIC模块减少了一半，在相同大小的面板上配置接口可以超出一倍以上，增加了线路的端口密度，降低了每个端口的系统成本。SFP光模块还支持带电拔插功能，已经在光通信中普遍使用，特别是带有数字诊断功能的智能SFP光模块，在现代光电通信产品中受到了越来越多的青睐。

但在SFP光模块生产中，芯片的初始化数据的导入和各个参数的设置是必不可少的。现有技术中，设置和测试方式是首先使用控制软件导入初始化数据配置表，然后连接误码仪、眼图仪等仪器对每个模块的参数进行手动设置和调试，最后把设置的数据写入模块，并手动记录测试结果。

以UX3328SFP光模块为例，现有技术在UX3328SFP光模块生产中，生产每个模块需要设置每一个模块的光功率、消光比、告警点以及测试灵敏度，都需要人工手动操作和记录，消耗了大量人力和时间资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于FPGA的UX3328SFP光模块自动参数设置与测试方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于FPGA的UX3328SFP光模块自动参数设置与测试方法，包括：

参数设置步骤：FPGA的嵌入式软核通过目标UX3328的IIC总线，对目标UX3328的参数进行设置；

测试步骤：FPGA产生伪随机序列，并通过高速收发器将伪随机序列码流进行发送，伪随机序列码流经过标准UX3328至目标UX3328，再返回FPGA接收，FPGA比较对发送的伪随机序列与接收的伪随机序列，根据比较结果判断目标UX3328的误码率。

作为优选，标准UX3328中预设有初始参数，FPGA读取标准UX3328的初始参数，并导入目标UX3328，完成目标UX3328的参数设置。

作为优选，对目标UX3328设置的参数包括告警点、校准温度查找表、光功率值、消光比，校准斜率；FPGA读取标准UX3328的存储空间的A2高位空间内的table0，以及A2低位空间与高位空间内的table3-table6的所有信息，写入目标UX3328的的存储空间的A2空间内，完成参数写入。

作为优选，设置目标UX3328的光功率值和消光比的步骤如下：

将光功率和消光比的预设值分别换算成Pa、P0，FPGA读取目标UX3328的发射功率值Pa’、P0’，并与预设值进行比较，如果Pa’、P0’未达到预设值Pa、P0，对目标UX3328的发射功率使用固定衰减，进行循环比较，直到目标UX3328的发射功率值Pa’、P0’调整至预设值Pa、P0。

作为优选，设置校准温度查找表的步骤如下：

FPGA读取标准UX3328的温度AD值，计算出对应的温度格点，并查找相应的调制电流MOD值，计算当前温度下的MOD值与常数设置下的常数MOD值Imodc的比例关系，把整个校准温度查找表的数据按此比例关系进行更新。

作为优选，设置目标UX3328的信号丢失LOS的告警点的步骤如下：

FPGA设置标准UX3328的固定衰减参数至目标UX3328的目标告警点，得到固定的目标UX3328的接收功率，调节目标UX3328的告警点位置，与目标UX3328的接收功率进行循环比较，直到目标UX3328达到告警状态。

作为优选，设置单点校准模块的发射值Tx、接收值Rx的校准斜率的步骤如下：

从标准UX3328中读出接收值Rx，加上固定衰减得到目标UX3328的发射值Tx，与目标UX3328发射的AD值进行线性运算，得到目标UX3328发射的校准斜率；

从标准UX3328中读出发射值Tx，加上固定衰减得到目标UX3328的接收值Rx，目标UX3328接收的AD值进行线性运算，得到目标UX3328接收的校准斜率。

作为优选，测试目标UX3328的误码率的步骤如下：

FPGA输出七位伪随机序列信号，控制标准UX3328的发射，标准UX3328的发射经过固定衰减到目标UX3328的接收，目标UX3328的限幅放大器LA输出到FPGA，FPGA对自身的发送和接收的信号进行对比，判断误码率是否达到要求。

作为优选，还包括，对目标UX3328进行求和校验，步骤如下：

FPGA读取目标UX3328的校准温度查找表的各个数值，求和后取低八位，更新到目标UX3328的求和校验中。

作为优选，还包括，统计完成信息和错误信息，步骤如下：

完成一个工作周期后，FPGA对参数设置步骤、测试步骤的工作状态进行统计，如果正确完成，则保存设置的参数并写入目标UX3328；否则，把错误信息统计并显示。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的基于FPGA的UX3328SFP光模块自动参数设置与测试方法，通过FPGA外部连接计算机、标准UX3328和需要设置的目标UX3328。在UX3328SFP光模块生产中，每生产一个模块，只需要控制系统的使能开关，系统自动从标准UX3328中导入芯片初始数据，然后对目标UX3328进行光功率、消光比、灵敏度、告警点、校准斜率等参数进行自动设置和测试。还可以根据需求，同时把各个设置和测试结果输出到计算机上显示。

本发明所述的方法不需要连接常规的测试仪器，每次参数设置耗时较少，整个测试过程耗时1min；能够更容易地实现一键式操作，简单易懂；还能够通过指示灯显示出错，清楚哪个环节出错。

附图说明

图1是实现本发明的系统构架原理图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明为了解决现有技术的生产方式存在的自动化程度较低等不足，提供一种基于FPGA的UX3328SFP光模块自动参数设置与测试方法，包括：

参数设置步骤：FPGA的嵌入式软核通过目标UX3328的IIC总线，对目标UX3328的参数进行设置；

测试步骤：FPGA产生伪随机序列，并通过高速收发器将伪随机序列码流进行发送，伪随机序列码流经过标准UX3328至目标UX3328，再返回FPGA接收，FPGA比较对发送的伪随机序列与接收的伪随机序列，根据比较结果判断目标UX3328的误码率。

用于实现本发明所述的方法，本发明提供一种自动参数设置与自动测试的系统构架，如图1所示，本实施例中，在Xilinx公司的Spartan605开发板上进行的设计，FPGA主芯片是XC6SLX45T-3FGG484，使用的开发工具是ISE13.2套件，仿真工具是Modelsim10.0，嵌入式软核Microblaze的设计工具是EDK13.2，SFP光模块的上位机软件开发工具是LABVIEW2009。

标准UX3328与目标UX3328均包括电口、光口、IIC总线，FPGA包括依次信号连接的高速收发器GTP Transceiver、FIFO存储器(先入先出存储器)、PRBS(伪随机序列)产生和比较器、FIFO存储器、高速收发器GTP Transceiver，以及嵌入式软核microblaze、串口。其中，标准UX3328与目标UX3328的电口分别与FPGA的两个高速收发器GTP Transceiver连接；标准UX3328与目标UX3328的IIC总线与FPGA的嵌入式软核microblaze连接；标准UX3328与目标UX3328的光口互相连接。

参数设置步骤中，为了保证每次写入目标UX3328的参数一致，则以标准UX3328为模板，标准UX3328中预设有初始参数，FPGA读取标准UX3328的初始参数，并导入目标UX3328，完成目标UX3328的参数设置。

在所述的系统中，FPGA产生伪随机序列PRBS，并通过高速收发器GTP Transceiver将伪随机序列发射出去。高速码流经过标准UX3328和目标UX3328，最后传回FPGA形成一个码流传输环路。FPGA对发射和接收的码流进行比较，得到传输过程中的误码率。嵌入式软核Microblaze控制FPGA的误码检测电路，并通过IIC总线对目标UX3328的光功率、消光比等参数进行设置。在测试完成后，FPGA将各个测试步骤是否通过的标志通过串口发送至PC机的超级终端，最后由上位机软件对测试后的SFP光模块进行实时监控和评估。

本实施例中，对目标UX3328设置的参数包括告警点、校准温度查找表、光功率值、消光比，校准斜率。对从标准UX3328至目标UX3328的写入方法具体为：FPGA读取标准UX3328的存储空间的A2高位空间内的table0，以及A2低位空间与高位空间内的table3-table6的所有信息，写入目标UX3328的的存储空间的A2空间内，完成参数写入。

具体地，设置目标UX3328的光功率值和消光比的步骤如下：

将光功率和消光比的预设值分别换算成Pa、P0，FPGA读取目标UX3328的发射功率值Pa’、P0’，设置目标UX3328的偏置电流bias、调制电流mod、参考电流Iapcset等参数，并与预设值进行比较，如果Pa’、P0’未达到预设值Pa、P0，对目标UX3328的发射功率使用固定衰减，进行循环比较，直到目标UX3328的发射功率值Pa’、P0’调整至预设值Pa、P0。

设置校准温度查找表的步骤如下：

FPGA读取标准UX3328的温度AD值，计算出对应的温度格点，并查找相应的调制电流MOD值，计算当前温度下的调制电流MOD值与常数设置下的常数MOD值Imodc的比例关系，把整个校准温度查找表的数据按此比例关系进行更新。

设置目标UX3328的信号丢失LOS的告警点的步骤如下：

FPGA设置标准UX3328的固定衰减参数至目标UX3328的目标告警点，得到固定的目标UX3328的接收功率，调节目标UX3328的告警点位置，与目标UX3328的接收功率进行循环比较，直到目标UX3328达到告警状态。

设置单点校准模块的发射值Tx、接收值Rx的校准斜率的步骤如下：

从标准UX3328中读出接收值Rx，加上固定衰减得到目标UX3328的发射值Tx，与目标UX3328发射的AD值进行线性运算，得到目标UX3328发射的校准斜率；

从标准UX3328中读出发射值Tx，加上固定衰减得到目标UX3328的接收值Rx，目标UX3328接收的AD值进行线性运算，得到目标UX3328接收的校准斜率。

测试目标UX3328的误码率的步骤如下：

FPGA输出七位伪随机序列信号，控制标准UX3328的发射，标准UX3328的发射经过固定衰减到目标UX3328的接收，目标UX3328的限幅放大器LA输出到FPGA，FPGA对自身的发送和接收的信号进行对比，判断误码率是否达到要求。

为了进一步保证自动参数设置与自动测试的有效性，本发明所述的方法还包括，对目标UX3328进行求和校验，步骤如下：

FPGA读取目标UX3328的校准温度查找表的各个数值，求和后取低八位，更新到目标UX3328的求和校验中。

以及，统计完成信息和错误信息，步骤如下：

完成一个工作周期后，FPGA对参数设置步骤、测试步骤的工作状态进行统计，如果正确完成，则保存设置的参数并写入目标UX3328；否则，把错误信息统计并显示。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，包括：

参数设置步骤：标准UX3328中预设有初始参数，FPGA读取标准UX3328的初始参数，FPGA的嵌入式软核通过目标UX3328的IIC总线导入目标UX3328，对目标UX3328的参数进行设置；

测试步骤：FPGA产生伪随机序列，并通过高速收发器将伪随机序列码流进行发送，伪随机序列码流经过标准UX3328至目标UX3328，再返回FPGA接收，FPGA比较发送的伪随机序列与接收的伪随机序列，根据比较结果判断目标UX3328的误码率。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，对目标UX3328设置的参数包括告警点、校准温度查找表、光功率值、消光比，校准斜率；FPGA读取标准UX3328的存储空间的A2高位空间内的table0，以及A2低位空间与高位空间内的table3-table6的所有信息，写入目标UX3328的存储空间的A2空间内，完成参数写入。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，设置目标UX3328的光功率值和消光比的步骤如下：

将光功率和消光比的预设值分别换算成Pa、P0，FPGA读取目标UX3328的发射功率值Pa’、P0’，并与预设值进行比较，如果Pa’、P0’未达到预设值Pa、P0，对目标UX3328的发射功率使用固定衰减，进行循环比较，直到目标UX3328的发射功率值Pa’、P0’调整至预设值Pa、P0。

4.根据权利要求2所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，设置校准温度查找表的步骤如下：

FPGA读取标准UX3328的温度AD值，计算出对应的温度格点，并查找相应的调制电流MOD值，计算当前温度下的MOD值与常数设置下的常数MOD值Imodc的比例关系，把整个校准温度查找表的数据按此比例关系进行更新。

5.根据权利要求2所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，设置目标UX3328的信号丢失LOS的告警点的步骤如下：

FPGA设置标准UX3328的固定衰减参数至目标UX3328的目标告警点，得到固定的目标UX3328的接收功率，调节目标UX3328的告警点位置，与目标UX3328的接收功率进行循环比较，直到目标UX3328达到告警状态。

6.根据权利要求2所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，设置单点校准模块的发射值Tx、接收值Rx的校准斜率的步骤如下：

从标准UX3328中读出接收值Rx，加上固定衰减得到目标UX3328的发射值Tx，与目标UX3328发射的AD值进行线性运算，得到目标UX3328发射的校准斜率；

从标准UX3328中读出发射值Tx，加上固定衰减得到目标UX3328的接收值Rx，目标UX3328接收的AD值进行线性运算，得到目标UX3328接收的校准斜率。

7.根据权利要求2所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，测试目标UX3328的误码率的步骤如下：

FPGA输出七位伪随机序列信号，控制标准UX3328的发射，标准UX3328的发射经过固定衰减到目标UX3328的接收，目标UX3328的限幅放大器LA输出到FPGA，FPGA对自身的发送和接收的信号进行对比，判断误码率是否达到要求。

8.根据权利要求2所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，还包括，对目标UX3328进行求和校验，步骤如下：

FPGA读取目标UX3328的校准温度查找表的各个数值，求和后取低八位，更新到目标UX3328的求和校验中。

9.根据权利要求1所述的基于FPGA的UX3328 SFP光模块自动参数设置与测试方法，其特征在于，还包括，统计完成信息和错误信息，步骤如下：

完成一个工作周期后，FPGA对参数设置步骤、测试步骤的工作状态进行统计，如果正确完成，则保存设置的参数并写入目标UX3328；否则，把错误信息统计并显示。