CN110768874B - 一种模块化的以太网测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化的以太网测试仪，包括控制模块、测试模块和接口板卡模块,所述控制模块能够配置不同的软件测试组件。所述测试模块用于执行软件测试组件，所述接口板卡模块用于连接被测对象，所述接口板卡模块与测试模块中的可扩展接口信号连接。所述接口板卡模块的型号与被测对象的接口型号相适配，所述控制模块中的软件测试组件与接口板卡模块相适配。

Description

一种模块化的以太网测试仪

技术领域

本发明属于测试设备技术领域，具体涉及一种模块化的以太网测试仪。

背景技术

随着电子技术和半导体工艺的发展，以太网测试系统在不断提高测试性能的同时，其数据处理、数据存储、人机交互等测试功能也越加复杂。

发明人认为：传统的以太网测试仪系统一般包括电源部分、控制部分、测试部分、显示部分等。由于每个功能部分不相对独立，所以在产品升级时需要重新改变整机结构。

另外，传统的测试仪主要完成一种或几种速率的测试，很难满足不同用户的多种需求和具备复杂场景的综合测试能力。这将使传统的以太网测试在系统结构升级、设计方法和成本控制等环节上面临挑战。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种模块化的以太网测试仪，能够解决现有以太网测试仪产品升级需要改变整机机构，升级复杂；同时难以根据用户需求使用不同速率测试的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种模块化的以太网测试仪，包括控制模块、测试模块和接口板卡模块,所述控制模块能够配置不同的软件测试组件。所述测试模块用于执行软件测试组件，所述接口板卡模块用于连接被测对象，所述接口板卡模块与测试模块中的可扩展接口信号连接。

所述接口板卡模块的型号与被测对象的接口型号相适配，所述控制模块中的软件测试组件与接口板卡模块相适配。

进一步，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过第一通信接口与上位机信号连接，所述上位机能够向控制芯片中配置不同的软件测试组件

进一步，所述控制芯片分别与SD卡、Flash、DDR3 SDRAM和显示器连接。

进一步，所述控制芯片通过第二通信接口与测试模块信号连接。

进一步，所述测试模块包括FPGA芯片,所述FPGA芯片用于执行不同的软件测试组件，所述FPGA芯片与控制芯片通信，所述FPGA芯片通过可扩展接口与接口板卡模块连接。

进一步，所述FPGA芯片包括数据采集电路、数据仿真电路、流量发生和分析电路、误码测试电路、数据储存电路、数据仿真电路和过滤触发电路。

进一步，所述FPGA芯片中的数据储存电路与DDR4存储器连接。

进一步，所述控制模块中设置测试软件管理子模块，所述测试软件管理子模块包括系统管理单元、用户管理单元、设备管理单元、自诊断单元、日志单元和中英文显示单元。

进一步，所述测试软件组件包括流量编辑与发生子模块、数据解析子模块、误码测试子模块、回放和存储子模块、RFC2544测试子模块、测试结果分析与呈现子模块。

进一步，所述接口板卡模块包括十兆测试模块、百兆测试模块、千兆测试模块、万兆测试模块、40G测试模块和100G测试模块。

本发明的有益效果：

而本发明是模块化设计，只需要升级需要的测试软件及接口板卡模块，降低成本，升级周期短。现有的以太网测试仪支持速率范围窄，并且可扩展性差，而本发明根据需求选配接口板卡模块，支持多速率多种类接口以太网测试。

采用控制模块能够配置不同软件测试组件的方式，能够在接口板卡模块连接不同型号的被测件接口以完成不同类型网络测试时：在控制模块中配置相应的软件测试组件，不需要更换控制模块的硬件结构就可以实现相应的软件功能。

同时，接口板卡模块还能够通过接口与被测对象连接。当接口板卡模块与被测对象之间的接口型号根据用户需求进行更换时，只要保证接口板卡模块与可扩展接口之间的连接接口不变即可。

采用控制芯片与上位机通过第一通信接口连接方式，方便将上位机开发的软件测试组件配置到控制芯片中，进而利用软件测试组件驱动测试模块进行以太网的测试。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例中测试软件组件、核心模块与接口板卡模块的示意图；

图2为本发明实施例中控制模块与测试模块之间相互连接的示意图；

图3为本发明实施例中测试软件管理子模块的示意图；

图4为本发明实施例中接口板卡模块的示意图；

图5为本发明实施例中不同以太网测试组件的示意图；

图6为本发明实施例中以太网测试仪的工作流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征；步骤；操作；器件；组件和/或它们的组合。

以太网测试仪是一种基于赛灵思Zynq系列芯片和Linux操作系统的综合系统。正如背景技术中的论述，现有的以太网测试仪结构升级系统结构固化，升级换代成本高，生产周期长，而本发明是模块化设计，只需要升级需要的测试模块，降低成本，升级周期短。

现有的以太网测试仪支持速率范围窄，并且可扩展性差，而本发明根据需求选配接口板卡模块，最高速率支持100Gbps，支持多速率多种类接口以太网测试。

PetaLinux是赛灵思公司开发的嵌入式Linux操作系统。此系统是所有具体测试软件组件的开发平台，同时完成软硬件协同工作任务。上位机可以采用PetaLinux来开发相应的测试软件组件，然后将相应的测试软件组件配置到控制模块中。

本发明的一种典型实施方式中，如图1-2所示，一种模块化的以太网测试仪，包括控制模块、测试模块和接口板卡模块,所述控制模块能够配置不同的软件测试组件。所述测试模块用于执行软件测试组件，所述接口板卡模块用于连接被测对象，所述接口板卡模块与测试模块中的可扩展接口信号连接。

所述接口板卡模块的型号与被测对象的接口型号相适配，所述控制模块中的软件测试组件与接口板卡模块相适配。

本实施例中控制模块以及测试模块组成核心模块，核心模块的硬件及测试软件管理子模块的软件部分均保持不变，核心模块通过控制模块中的第一通信接口连接上位机以配置不同测试软件组件，核心模块通过测试模块中的可扩展接口连接接口板模块。即在核心模块不变的情况下，可以自由组合得到相应的接口板卡模块与相对应的软件测试组件。

控制模块：所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过第一通信接口与上位机信号连接，所述上位机能够向控制芯片中配置不同的软件测试组件。所述控制芯片分别与SD卡、Flash、DDR3 SDRAM和显示器连接。

具体的，所述控制模块依靠具有ARM处理器的Zynq可编程片上系统实现，通过在可编程片上系统中配置不同的软件组件可以实现复杂的控制和分析功能，控制芯片可以采用Zynq芯片。

所述控制模块中应具有操作系统以及测试软件管理子模块，所述测试软件管理子模块包括系统管理单元、用户管理单元、设备管理单元、自诊断单元、日志单元和中英文显示单元。

测试软件管理子模块能够配置相应的测试软件组件，是不同测试软件组件的管理工具。另外，此部分能够帮助用户快速了解仪器状态，保存测试记录，在维护仪器的过程中提供各种清晰的指示。

测试模块：所述控制芯片通过第二通信接口与测试模块信号连接。

所述测试模块包括FPGA芯片,所述FPGA芯片用于执行不同的软件测试组件，所述FPGA芯片与控制芯片通信，所述FPGA芯片通过可扩展接口与接口板卡模块连接。

所述FPGA芯片包括数据采集电路、数据仿真电路、流量发生和分析电路、误码测试电路、数据储存电路、数据仿真电路和过滤触发电路。所述FPGA芯片中的数据储存电路与DDR4存储器连接。DDR4主要完成数据发送和接收存储功能。

测试模块中的可扩展接口是核心模块与具体的接口板卡模块连接的部分，其能够传递的信号主要包括_，主要包括控制信号，数据信号，时钟信号等。

测试软件组件：所述测试软件组件包括流量编辑与发生子模块、数据解析子模块、误码测试子模块、回放和存储子模块、RFC2544测试子模块、测试结果分析与呈现子模块。

测试软件采用组件化方法设计，将系统根据功能划分为多个功能相对独立的模块和子模块。采用面向对象，自顶向下的设计思路，有利于系统的维护、扩展功能和二次开发。测试软件主要包括：流量编辑与发生、数据解析、误码测试、回放和存储模块、RFC2544测试、测试结果分析与呈现等子模块。根据不同的需求，用户只需要配置不同的软件模块，就可以组建不同的测试系统。

接口板卡模块：所述接口板卡模块包括十兆测试模块、百兆测试模块、千兆测试模块、万兆测试模块、40G测试模块和100G测试模块。

接口板卡模块是测试仪与具体被测对象的连接部分，按测试速率主要分为系列化接口板卡，包括十兆、百兆、千兆、万兆、40G、100G等板卡，端口数量和端口类型可根据需要配置。接口板卡模块通过标准化的接口与核心模块连接，在核心模块不变的情况下，更换不同的试接口板卡模块即可完成不用应用的测试。接口板卡子模块支持RJ45、SFP、SFP+、QSFP、CFP、CFP2等主流的接口标准。为了说明，本图只展示一种接口板卡模块，此板卡包括两个SFP和两个RJ45，测试速率支持10Mbps,100Mbps和1000Mbps。

工作流程：

(1)根据具体测试场景或者用户需求选配具体的硬件接口模块，通过扩展接口装入整机核心模块，把测试仪接入到具体应用场景。

(2)上电后，测试仪检测所有的硬件，如果成功则继续，否则结束。

(3)加载软件测试管理模块，应用程序初始化。

(4)在软件界面选择需要测试的具体功能并配置参数。

(5)测试软件通过Zynq开发系统发送控制指令给具体的硬件模块。

(6)FPGA电路通过接口板模块发送指令给被测对象。

(7)软件组件读取硬件测试结果。

(8)通过软件查看，分析和保存结果。

产品升级过程：

由于每个测试功能采用模块化设计，而核心模块已经标准化，所以产品的升级主要是测试软件组件和接口板卡模块的升级。

主要步骤包括：(1)分析用户具体需求，包括测试速率、测试接口种类、接口数量、被测对象等。

(2)根据需求设计接口板卡模块，包括元器件选型，时钟信号，接口板板材，电源供电等。

(3)设计FPGA电路和调整标准可扩展接口信号映射关系：设计需要升级的和新增的FPGA硬件电路模块；调整FPGA与标准可扩展接口之间的信号映射关系，包括电源信号、控制信号、数据信号等。

(4)设计具体的软件，升级现有的软件模块或者研发新的软件模块。

(5)软硬件联调测试，升级完成。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种模块化的以太网测试仪，其特征在于，包括,

控制模块,所述控制模块能够配置不同的软件测试组件；

测试模块,所述测试模块用于执行软件测试组件；所述测试模块包括FPGA芯片,所述FPGA芯片用于执行不同的软件测试组件，所述FPGA芯片与控制芯片通信，所述FPGA芯片通过可扩展接口与接口板卡模块连接；

接口板卡模块，所述接口板卡模块用于连接被测对象，所述接口板卡模块与测试模块中的可扩展接口信号连接；

所述接口板卡模块的型号与被测对象的接口型号相适配，所述控制模块中的软件测试组件与接口板卡模块相适配；

所述控制模块配置不同软件测试组件的方式，在接口板卡模块连接不同型号的被测件接口以完成不同类型网络测试时；在控制模块中配置相应的软件测试组件时，不需要更换控制模块的硬件结构；

所述接口板卡模块通过接口与被测对象连接，当接口板卡模块与被测对象之间的接口型号根据用户需求进行更换时，接口板卡模块与可扩展接口之间的连接接口不变。

2.根据权利要求1所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片通过第一通信接口与上位机信号连接，所述上位机能够向控制芯片中配置不同的软件测试组件。

3.根据权利要求2所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述控制芯片分别与SD卡、Flash、DDR3SDRAM和显示器连接。

4.根据权利要求2中所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述控制芯片通过第二通信接口与测试模块信号连接。

5.根据权利要求1所述的模块化的以太网测试仪，所述FPGA芯片包括数据采集电路、数据仿真电路、流量发生和分析电路、误码测试电路、数据储存电路、数据仿真电路和过滤触发电路。

6.根据权利要求5所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述FPGA芯片中的数据储存电路与DDR4存储器连接。

7.根据权利要求1所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述控制模块中设置测试软件管理子模块，所述测试软件管理子模块包括系统管理单元、用户管理单元、设备管理单元、自诊断单元、日志单元和中英文显示单元。

8.根据权利要求1所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述软件测试组件包括流量编辑与发生子模块、数据解析子模块、误码测试子模块、回放和存储子模块、RFC2544测试子模块、测试结果分析与呈现子模块。

9.根据权利要求1所述的模块化的以太网测试仪，其特征在于，所述接口板卡模块包括十兆测试模块、百兆测试模块、千兆测试模块、万兆测试模块、40G测试模块和100G测试模块。

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