CN109116314A - Vpx模块通用测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VPX模块通用测试方法包括如下步骤：通过通用VPX背板给被测VPX模块、多功能测试模块及光纤测试模块分别提供电源供电；采用多功能测试模块，通过以太网交换机接收主控计算机的测试指令，生成和发送测试矢量，接收测试响应向量，并对测试结果进行分析处理，最后通过以太网交换机将测试结果传回主控计算机；采用光纤测试模块测试光纤接口信号，通过网口接收上位机测试指令、加载和发送测试矢量、接收测试响应向量，对接收数据做初级处理后传回主控计算机，由主控计算机进行进一步的数据分析。本发明可以快速简便地实现对多种VPX模块的测试和故障隔离，极大地降低测试系统的集成难度和复杂性。

Description

VPX模块通用测试方法

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种VPX模块通用测试方法。

背景技术

随着雷达向着数字化、软件化的方向发展，模块间通信采用并行总线加自定义串行的方式，已很难满足日益复杂的雷达信号处理需求，使得现代雷达中广泛采用了基于VPX总线的模块，VPX模块之间的互联可以采用Serial RapidIO、PCI Express、光纤通道、10GB以太网等高速串行总线，大大增加VPX总线的带宽，对VPX模块的功能测试、故障隔离和维护保障的需求也越来越迫切。

在目前的VPX测试系统中，对VPX模块的测试多利用雷达装机的信号处理模块搭建，系统的构成、信号通道、数据流、控制指令及控制方式等的设计均仿照雷达上的应用情况，系统所用的硬件模块品种较多，测试系统不通用，每套雷达的VPX模块测试均需设计各自的测试系统，模块利用效率不高，测试成本高。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种VPX模块通用测试方法，本发明可以快速简便地实现对多种VPX模块的测试和故障隔离，突破VPX模块维护保障通用化的技术瓶颈，并极大地降低测试系统的集成难度和复杂性。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：VPX模块通用测试方法，包括如下步骤：

步骤S1：通过通用VPX背板给被测VPX模块、多功能测试模块及光纤测试模块分别提供电源供电；

所述通用VPX背板由12个插槽组成，插槽上部设有汇流条，用于给通用VPX背板供电；

第1插槽XS1为标准VME总线，用于连接VME主板，第2-12插槽XS2～XS12符合VITA46规范，用于定义高速数字模块连接的拓扑结构；

将多动能测试模块插入插槽第3插槽XS3、第4插槽XS4、第6插槽XS6、第8插槽XS8、第9插槽XS9和/或第11插槽XS11；第12插槽XS12插接光纤测试模块；

步骤S2：多功能测试模块通过以太网交换机接收主控计算机的测试指令，生成和发送测试矢量，并接收测试响应向量，然后对测试响应向量进行分析处理，最后通过以太网交换机将测试结果传回主控计算机；所述多功能测试模块基于VPX总线开发设计，设有测试接口并提供高速串行信号；

步骤S3：光纤测试模块通过网口接收上位机测试指令、加载和发送测试矢量，然后接收测试响应向量，对接收测试响应向量做初级处理后传回主控计算机，通过由主控计算机进行进一步的数据分析，以完成光纤接口信号测试。

进一步的，所述测试接口包括网口、光口、232串口。

进一步的，所述高速串行信号包括ROCKET IO、RAPID IO、Serdes网络信号。

进一步的，所述光纤测试模块设置有10个光纤通道，分别为光纤通道1～10，所述光纤通道1和光纤通道2共用参考时钟1，光纤通道1和光纤通道2的光纤通道波特率可以不一致；光纤通道3～10共用参考时钟2，光纤通道3～10分为四组，光纤通道3和光纤通道4为一组，光纤通道5和光纤通道6为一组，光纤通道7和光纤通道8为一组，光纤通道9和光纤通道10为一组，每组光纤通道波特率可独立设置，组内光纤通道波特率必须相同。

进一步的，所述光纤通道波特率可设置为1.25Gbps、1.6Gbps、2Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps、3.2Gbps。

进一步的，所述步骤S2还包括如下步骤：

多功能测试模块采用FPGA动态加载测试程序，通过FPGA的GTX接口设计多种高速串行信号，模拟雷达工作协议，匹配不同被测VPX模块的测试，并在FPGA内部构建大容量DDR缓存区，并结合板载DDR芯片，进行大容量数据传输。

进一步的，所述步骤S2还包括如下步骤：

模拟仿真产生被测VPX模块的工作数据，产生与被测VPX模块时序、通讯协议相匹配的测试信号，使用ChipScope软件中的IBERT Console模块观测高速信号接口输出端的高速信号误码率，并使用高性能示波器对引出的高速信号进行眼图的自动测试，实现VPX高速数字模块的信号完整性测试和分析。

进一步的，所述多功能测试模块采用FPGA动态加载测试程序是采用PCI Express进行加载，所述PCI Express将FPGA动态加载测试程序分成两个部分，第一部分只包含PCIExpress接口以及相关逻辑，第二部分包含除PCI Express接口外的其他逻辑。

进一步的，所述多功能测试模块基于VPX总线规范，采用多核CPU加高性能FPGA，通过FPGA配置高速串行测试接口，接口形式可扩展；通过FPGA的IP核模块化设计，实现多种速率动态自适应匹配。

本发明包括VPX总线测试背板、多功能测试模块、光纤测试模块三个部分。其中VPX总线测试背板有12个插槽组成，第一槽为标准VME总线，第2-12槽符合VITA46规范的自定义总线背板，定义了高速数字模块连接的拓扑结构，背板给被测VPX模块和测试资源(多功能测试模块及光纤测试模块)分别提供电源供电。多功能测试模块基于VPX总线开发设计，提供多种测试接口和多种类型的高速串行信号，如ROCKET IO、RAPID IO、Serdes网络信号等。该模块通过网口接收上位机测试指令，生成和发送测试矢量，接收测试响应向量，能够对测试结果进行分析处理，最后可通过网口将测试结果传回主控计算机。光纤测试模块主要用于测试光纤接口信号，能够满足多个通道同时测试，通道波特率可独立设置，能够通过网口接收上位机测试指令，能够加载和发送测试矢量，接收测试响应向量，对接收数据可做初级处理后传回主控计算机，由主控计算机进行进一步的数据分析。设计通用多功能测试模块，提供多种测试信号，取代以往测试系统中采用的专用雷达装机模块。综合分析多个品种被测VPX模块的拓扑结构，研制通用VPX背板。采用FPGA动态加载测试程序，满足多种VPX被测件的测试需求，通过FPGA的GTX接口设计多种高速串行信号，模拟雷达工作协议，匹配不同被测件的测试，并在FPGA内部构建大容量DDR缓存区，并结合板载DDR芯片，可进行大容量数据传输；模拟仿真产生被测模块的工作数据，产生与被测模块时序、通讯协议相匹配的测试信号，使用ChipScope的IBERT Console观测高速信号接口输出端的高速信号误码率，并使用高性能示波器对引出的高速信号进行眼图的自动测试，实现了VPX高速数字模块的信号完整性测试和分析。多功能测试模块的PCIe加载，为了满足100毫秒的加载时间窗口，通过XILINX的7系列芯片增加了TANDEM-PROM功能方式，该功能的实现是将FPGA的加载程序分成两个部分，第一部分只包含PCIe接口以及相关逻辑，第二部包含除PCIe接口外的其他逻辑。FPGA上电后，从加载FLASH中加载第一部分逻辑，由于该部分只包含PCIe接口程序，加载时间要远小于100毫秒。多功能测试模块基于VPX总线规范，采用多核CPU加高性能FPGA，通过FPGA配置高速串行测试接口，接口形式可扩展；通过FPGA的IP核模块化设计，实现多种速率动态自适应匹配。

本发明的技术方案是VPX总线模块的全功能测试解决方案，主要包括VPX总线测试背板、多功能测试模块、光纤测试模块三个部分。VPX总线测试背板：背板用于连接多功能测试模块、被测VPX模块和光纤测试模块。该背板设计为12槽(XS1～XS12)、6U高、第1插槽标准VME总线，第2-12槽(XS2～XS12)符合VITA46规范的自定义VPX总线背板。上部的汇流条用于给VPX背板供电，插槽1用于连接VME主控器、插槽3、插槽4、插槽6、插槽8、插槽9、插槽11针对不同的被测VPX模块的需要，插入多动能测试模块，插槽12用于光纤测试模块，其余插槽用于连接不同的被测VPX模块。图2所示只是插件槽位，不是所有槽位模块同时插满机箱，多功能测试模块只有一块，针对不同的被测VPX模块，切换不同槽位使用。用户自定义数据线的传输速率有3.125Gbps的高速信号，背板的设计能保证3.125Gbps数据的稳定、可靠、正确传输。多功能测试模块：基于VPX总线的多功能测试模块用于多个品种的高速数字电路模块测试，基于VPX总线开发设计，提供多种测试接口，如网口、光口、232串口等；提供多种类型的高速总线测试信号，如ROCKET IO、RAPID IO、Serdes网络信号等。该模块是测试系统的核心测试设备，通过网口接收上位机测试指令，生成和发送测试矢量，接收测试响应向量，能够对测试结果进行分析处理，最后可通过网口将测试结果传回主控计算机。光纤测试模块：光纤测试模块主要用于测试光纤接口信号，能够满足多个通道同时测试，通道波特率可独立设置，能够通过网口接收上位机测试指令，能够加载和发送测试矢量，接收测试响应向量，对接收数据可做初级处理后传回主控计算机，由主控计算机进行进一步的数据分析。光纤通道1和光纤通道2共参考时钟，可设置为的波特率为1.6Gbps和2Gbps，通道速率可以不一致。光纤通道3～10共参考时钟，可设置的波特率为1.25Gbps、1.6Gbps、2Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps、3.2Gbps。

本发明使用示意流程如下：VPX总线测试背板固定于一VPX插箱内，背板供电由VPX插箱提供，电源品种为VPX规范电源(+12V、+5V)；多功能测试模块安装在VPX总线测试背板的插槽4内；一被测VPX模块安装在VPX总线测试背板的插槽5内；光纤测试模块安装在VPX总线测试背板的插槽12内；启动主控计算机运行测试软件，完成被测VPX模块的测试和故障隔离；若测试另一VPX模块，根据软件提示更换多功能测试模块的插槽，并按提示将被测VPX模块插入对应的插槽，重复步骤5。

本发明所达到的有益效果：

1.实现了VPX模块的全功能、通用化测试解决方案。

2.针对不同品种的VPX模块，无需专用机箱实现VPX模块的测试。

3.通过FPGA动态加载测试程序，实现了高速数字信号仿真及测试。

4.实现了VPX高速数字模块的信号完整性测试和分析。

5.降低了测试系统集成的复杂度和难度。

附图说明

图1是本发明VPX模块通用测试方法架构示意图。

图2为自定义VPX背板插件分布图、。

图3为多功能测试模块结构框图。

图4为光纤测试模块结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

参见图1、2、3和4，本VPX模块通用测试方法，包括如下步骤：

S1通过通用VPX背板给被测VPX模块、多功能测试模块及光纤测试模块分别提供电源供电；

所述通用VPX背板由12个插槽组成，第1插槽XS1为标准VME总线，用于连接VME主板，第2-12插槽XS2～XS12符合VITA46规范，用于定义高速数字模块连接的拓扑结构，其中第3插槽XS3、第4插槽XS4、第6插槽XS6、第8插槽XS8、第9插槽XS9、第11插槽XS11针对不同的被测VPX模块的需要，将多动能测试模块插入相应插槽，第12插槽XS12用于插接光纤测试模块，其余插槽用于连接不同的被测VPX模块；插槽上部设有汇流条，用于给VPX背板供电；

S2采用多功能测试模块，通过网口接收上位机测试指令，生成和发送测试矢量，接收测试响应向量，并对测试结果进行分析处理，最后通过网口将测试结果传回主控计算机；所述多功能测试模块基于VPX总线开发设计，设有测试接口并提供高速串行信号，所述测试接口包括网口、光口、232串口，所述高速串行信号包括ROCKET IO、RAPID IO、Serdes网络信号；

所述多功能测试模块基于VPX总线规范，采用多核CPU加高性能FPGA，通过FPGA配置高速串行测试接口，接口形式可扩展；通过FPGA的IP核模块化设计，实现多种速率动态自适应匹配；

多功能测试模块采用FPGA动态加载测试程序，通过FPGA的GTX接口设计多种高速串行信号，模拟雷达工作协议，匹配不同被测VPX模块的测试，并在FPGA内部构建大容量DDR缓存区，并结合板载DDR芯片，进行大容量数据传输；FPGA动态加载测试程序可采用PCIExpress进行加载，所述PCI Express将FPGA动态加载测试程序分成两个部分，第一部分只包含PCI Express接口以及相关逻辑，第二部分包含除PCI Express接口外的其他逻辑；

模拟仿真产生被测VPX模块的工作数据，产生与被测VPX模块时序、通讯协议相匹配的测试信号，使用ChipScope软件中的IBERT Console模块观测高速信号接口输出端的高速信号误码率，并使用高性能示波器对引出的高速信号进行眼图的自动测试，实现VPX高速数字模块的信号完整性测试和分析。

S3采用光纤测试模块测试光纤接口信号，通过网口接收上位机测试指令、加载和发送测试矢量、接收测试响应向量，对接收数据做初级处理后传回主控计算机，由主控计算机进行进一步的数据分析。所述光纤测试模块设置有10个光纤通道，分别为光纤通道1～10，所述光纤通道1和光纤通道2共用参考时钟1，光纤通道1和光纤通道2的光纤通道波特率可以不一致；光纤通道3～10共用参考时钟2，光纤通道3～10分为四组，光纤通道3和光纤通道4为一组，光纤通道5和光纤通道6为一组，光纤通道7和光纤通道8为一组，光纤通道9和光纤通道10为一组，每组光纤通道波特率可独立设置，组内光纤通道波特率必须相同；所述光纤通道波特率可设置为1.25Gbps、1.6Gbps、2Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps、3.2Gbps。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种VPX模块通用测试方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1：通过通用VPX背板给被测VPX模块、多功能测试模块及光纤测试模块分别提供电源供电；

所述通用VPX背板由12个插槽组成，插槽上部设有汇流条，用于给通用VPX背板供电；

第1插槽XS1为标准VME总线，用于连接VME主板，第2-12插槽XS2～XS12符合VITA46规范，用于定义高速数字模块连接的拓扑结构；

将多动能测试模块插入插槽第3插槽XS3、第4插槽XS4、第6插槽XS6、第8插槽XS8、第9插槽XS9和/或第11插槽XS11；第12插槽XS12插接光纤测试模块；

步骤S2：多功能测试模块通过以太网交换机接收主控计算机的测试指令，生成和发送测试矢量，并接收测试响应向量，然后对测试响应向量进行分析处理，最后通过以太网交换机将测试结果传回主控计算机；所述多功能测试模块基于VPX总线开发设计，设有测试接口并提供高速串行信号；

步骤S3：光纤测试模块通过网口接收上位机测试指令、加载和发送测试矢量，然后接收测试响应向量，对接收测试响应向量做初级处理后传回主控计算机，通过由主控计算机进行进一步的数据分析，以完成光纤接口信号测试。

2.如权利要求1所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于：所述测试接口包括网口、光口、232串口。

3.如权利要求1所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于：所述高速串行信号包括ROCKET IO、RAPID IO、Serdes网络信号。

4.如权利要求1所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于：所述光纤测试模块设置有10个光纤通道，分别为光纤通道1～10，所述光纤通道1和光纤通道2共用参考时钟1，光纤通道1和光纤通道2的光纤通道波特率可以不一致；光纤通道3～10共用参考时钟2，光纤通道3～10分为四组，光纤通道3和光纤通道4为一组，光纤通道5和光纤通道6为一组，光纤通道7和光纤通道8为一组，光纤通道9和光纤通道10为一组，每组光纤通道波特率可独立设置，组内光纤通道波特率必须相同。

5.根据权利要求4所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于：所述光纤通道波特率可设置为1.25Gbps、1.6Gbps、2Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps、3.2Gbps。

6.根据权利要求1所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于所述步骤S2还包括如下步骤：

多功能测试模块采用FPGA动态加载测试程序，通过FPGA的GTX接口设计多种高速串行信号，模拟雷达工作协议，匹配不同被测VPX模块的测试，并在FPGA内部构建大容量DDR缓存区，并结合板载DDR芯片，进行大容量数据传输。

7.根据权利要求1所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于所述步骤S2还包括如下步骤：

模拟仿真产生被测VPX模块的工作数据，产生与被测VPX模块时序、通讯协议相匹配的测试信号，使用ChipScope软件中的IBERT Console模块观测高速信号接口输出端的高速信号误码率，并使用高性能示波器对引出的高速信号进行眼图的自动测试，实现VPX高速数字模块的信号完整性测试和分析。

8.根据权利要求6所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于：所述多功能测试模块采用FPGA动态加载测试程序是采用PCI Express进行加载，所述PCI Express将FPGA动态加载测试程序分成两个部分，第一部分只包含PCI Express接口以及相关逻辑，第二部分包含除PCI Express接口外的其他逻辑。

9.根据权利要求6所述的VPX模块通用测试方法，其特征在于：所述多功能测试模块基于VPX总线规范，采用多核CPU加高性能FPGA，通过FPGA配置高速串行测试接口，接口形式可扩展；通过FPGA的IP核模块化设计，实现多种速率动态自适应匹配。