CN111209175B - 一种外部中断响应性能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外部中断响应性能测试系统及方法，本发明的测试系统包括陪测计算机、外部中断源模块和被测计算机。本发明的测试方法包括如下步骤：S1、通过陪测计算机接收用户操作需求，向外部中断源模块发送指令；S2、外部中断源模块基于接收的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中；S3、被测计算机通过多线程处理模块接收所有外部中断信号，并根据每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块；S4、外部中断源模块接收中断响应信号，计算中断响应时间，并回传至陪测计算机显示。本发明提高了测试系统的运行效率，提供了更加便捷和友好的用户操作体验，具有较高的技术参考价值和推广价值。

Description

一种外部中断响应性能测试系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机中断测试技术领域，具体地说是一种外部中断响应性能测试系统及方法。

背景技术

中断响应是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，计算机能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。中断响应性能是衡量计算机系统计算性能、实时性能的一项重要技术指标。

传统的中断响应性能测试系统存在如下弊端：

(1)整个测试系统非常封闭，就像一个黑盒子，缺少与用户的交互接口，整个测试过程用户难以参与；

(2)通常一套测试程序只能测试一路中断，要测试不同信道的中断需编写不同版本的测试程序；

(3)外部中断源触发装置以及计时装置多以CPLD以及FPGA为主，输出的时间信息多以二进制或16进制数据呈现，用户难以直观的获知中断响应时间信息。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种便于用户参与的外部中断响应性能测试系统，还提供一种进行多路中断测试的外部中断响应性能测试方法。

本发明所采用技术方案是：

一种外部中断响应性能测试系统，包括陪测计算机、外部中断源模块和被测计算机；其中：

所述陪测计算机用于向外部中断源模块发动人机交互指令和显示被测数据；

所述外部中断源模块根据陪测计算机传递来的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中；

所述被测计算机接收来自外部中断源模块产生的中断信号，并针对每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块。

作为一种优选的实施例，本发明所述被测计算机包括内部CPLD模块和CPU模块，所述内部CPLD模块中设置有第一计数器和第二计数器，所述第一计数器为秒级计数器，所述第二计数器为毫秒级计数器，当被测计算机接收到任一一路中断信号时，均读取第一计数器和第二计数器的计数值，并通过多线程处理模块传递至陪测计算机上显示。

作为一种优选的实施例，本发明所述外部中断源模块包括外部CPLD模块，所述外部中断响应信号均由外部CPLD模块产生，外部中断源模块产生的外部中断信号中存在可被内部CPLD模块识别的中断信号，该中断信号传递至内部CPLD模块时，内部CPLD模块产生内部中断信号，该内部中断信号也传递至被测计算机的CPU模块中，被测计算机的CPU模块通过多线程处理模块同时接收所有外部中断信号和内部中断信号，并同时输出相应的中断响应信号。

作为一种优选的实施例，本发明所述第一计数器和第二计数器均以接收到内部CPLD模块可识别的外部中断信号为对时信号。

作为一种优选的实施例，本发明所述被测计算机内设置有数据解析转化模块，所述数据解析转化模块用于将外部CPLD模块产生16进制数据转换成直观阅读信息，并传递至陪测计算机上显示，所述直观阅读信息包括十进制数据以及文本信息。

本发明还提供一种外部中断响应性能测试方法，包括如下步骤：

S1、通过陪测计算机接收用户操作需求，向外部中断源模块发送指令；

S2、外部中断源模块基于接收的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中；

S3、被测计算机通过多线程处理模块接收所有外部中断信号，并根据每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块；

S4、外部中断源模块接收中断响应信号，计算中断响应时间，并回传至陪测计算机显示。

作为一种优选的实施例，步骤S3中，被测计算机中的内部CPLD模块设置有第一计数器和第二计数器，第一计数器为秒级计数器，第二计数器为毫秒级计数器，当被测计算机的CPU模块接收到任何一路外部中断信号时，会读取第一计数器的计数值和第二计数器的计数值，并传递至陪测计算机上显示。

作为一种优选的实施例，步骤S2中，外部中断源模块产生多路外部中断信号，其中有一路外部中断信号为被测计算机的内部CPLD可识别接收的信号；

步骤S3中，所述第一计数器和第二计数器均以内部CPLD模块接收到外部中断信号中内部CPLD可识别接收的信号为对时信号。

作为一种优选的实施例，步骤S3中，被测计算机的内部CPLD模块接收到外部中断信号中被测计算机的内部CPLD可识别接收的信号时，产生内部中断信号送往被测计算机的CPU模块；

所有外部中断信号和内部中断信号均送至被测计算机的CPU模块中，CPU模块接收到任一中断信号时，CPU模块读取第一计数器和第二计数器的计数值，通过多线程处理模块传递至陪测计算机上显示；CPU模块接收到任一中断信号时，CPU模块通过多线程处理模块同时输出相对应的中断响应信号，回传至外部中断源模块中。

作为一种优选的实施例，步骤S4中，外部中断源模块接收被测计算机的CPU模块输出的中断响应信号后，计算出中断响应时间，并通过串口将产生的16进制数据输出至陪测计算机上，被测计算机通过数据解析转化模块将16进制数据转化为可阅读的文本信息。

本发明具有以下优点：

1、本发明的测试系统提供被测计算机与用户进行人机交互，使用户能够参与到测试过程中，根据实际选择相应测试方式，并能够通过陪测计算机的显示观察相应测试数据结果，能够进一步通过人为判断测试结果，避免因测试系统的工作失误影响测试结果的准确性；

2、本发明的测试系统基于多线程技术能够对多路中断信号同时进行检测和反馈，既简化了系统搭建的复杂程度，无需编写不同版本的测试程序，还提高了本系统的运行效率；

3、本发明的测试系统通过设置数据解析转换模块，能够将CPLD模块产生的十六进制数据转换成用户能够直观理解的中断响应时间信息，优化人机交互体验；

4、本发明的测试方法两个参数判断被测计算机的中断响应性能，一是被测计算机的CPU模块发送多路中断信号，并通过CPU模块反馈的中断响应信号计算中断响应时间进行判断，二是被测计算机的CPU模块每接收到一个中断信号时，都会读取计数器的计数值，通过同一路相邻计数器的计数值能够判断计算中断信号的周期，继而与中断信号的发送周期进行比对，判断被测计算机的CPU模块的中断响应是否正确及时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付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。

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1为本发明的一种具体实施方式的系统组成示意图；

图2为本发明的一种具体实施方式的被测计算机的显示界面示意图；

图3为本发明的一种具体实施方式的多线程处理的模块的示意图；

图4为本发明的一种具体实施方式的数据分析转换前后的对照示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。

本发明实施例中的属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

如图1所示，本发明提供一种外部中断响应性能测试系统的实施例，包括陪测计算机、外部中断源模块和被测计算机；其中：

所述陪测计算机用于向外部中断源模块发动人机交互指令和显示被测数据；如图2所示的一实施例中，用户通过被测计算机的输入中断信号形式的发送指令到外部中断源模块中，外部中断源模块的测试结果信号也会发送至陪测计算机上进行显示；

所述外部中断源模块根据陪测计算机传递来的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中；

所述被测计算机接收来自外部中断源模块产生的中断信号，并针对每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块。多路中断信号测试作为本实施例的解决问题之一，被测计算机需要需要具备多路中断信号处理的能力，因此被测计算机中设置有多线程处理模块，不论输入还是输出均会调用到多线程处理模块。

在本发明一实施例中，所述被测计算机包括内部CPLD模块和CPU模块，所述内部CPLD模块中设置有第一计数器和第二计数器，所述第一计数器为秒级计数器，所述第二计数器为毫秒级计数器，所述外部中断源模块包括外部CPLD模块，所述外部中断响应信号均由外部CPLD模块产生，外部中断源模块产生的外部中断信号中存在可被内部CPLD模块识别的中断信号，所述第一计数器和第二计数器均以接收到内部CPLD模块可识别的外部中断信号为对时信号，当被测计算机接收到任一一路中断信号时，均读取第一计数器和第二计数器的计数值，并通过多线程处理模块传递至陪测计算机上显示。

在本发明一实施例中，外部中断信号中可被内部CPLD模块接收的中断信号传递至内部CPLD模块时，内部CPLD模块产生内部中断信号，该内部中断信号也传递至被测计算机的CPU模块中，被测计算机的CPU模块通过多线程处理模块同时接收所有外部中断信号和内部中断信号，并同时输出相应的中断响应信号。外部中断源信号能够触发内部CPLD产生内部中断信号，既增加了中断信号的数量，能够测试被测计算机的CPU模块对于中断信号的处理能力，还测试了CPU模块对于内部CPLD模块产生的内部中断信号的响应能力，对于在实际项目中需要应用到需要调用内部COLD模块的场景的性能保障，填补了传统测试方式的空白。

在本发明一实施例中，所述被测计算机内设置有数据解析转化模块，基于CPLD模块的工作性质，外部CPLD模块的输出信号为二进制形式或十六进制形式，所述数据解析转化模块用于将外部CPLD模块产生16进制数据转换成直观阅读信息，并传递至陪测计算机上显示，所述直观阅读信息包括十进制数据以及文本信息，便于用户可以直观的观察到测试结果，降低学习成本。

本发明还提供一种外部中断响应性能测试方法的实施例，包括如下步骤：

S1、通过陪测计算机接收用户操作需求，向外部中断源模块发送指令；

S2、外部中断源模块基于接收的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中，外部中断源模块产生多路外部中断信号中，其中有一路外部中断信号为被测计算机的内部CPLD可识别接收的信号；

S3、被测计算机通过多线程处理模块接收所有外部中断信号，并根据每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块；被测计算机中的内部CPLD模块设置有第一计数器和第二计数器，第一计数器为秒级计数器，第二计数器为毫秒级计数器，所述第一计数器和第二计数器均以内部CPLD模块接收到外部中断信号中内部CPLD可识别接收的信号为对时信号，当被测计算机的CPU模块接收到任何一路外部中断信号时，会读取第一计数器的计数值和第二计数器的计数值，并传递至陪测计算机上显示；

S4、外部中断源模块接收中断响应信号，计算中断响应时间，并回传至陪测计算机显示。

在本发明的一实施例中，步骤S3中，被测计算机的内部CPLD模块接收到外部中断信号中被测计算机的内部CPLD可识别接收的信号时，产生内部中断信号送往被测计算机的CPU模块，所有外部中断信号和内部中断信号均送至被测计算机的CPU模块中，CPU模块接收到任一中断信号时，CPU模块读取第一计数器和第二计数器的计数值，通过多线程处理模块传递至陪测计算机上显示；CPU模块接收到任一中断信号时，CPU模块通过多线程处理模块同时输出相对应的中断响应信号，回传至外部中断源模块中。

在本发明的一实施例中，步骤S4中，外部中断源模块接收被测计算机的CPU模块输出的中断响应信号后，计算出中断响应时间，并通过串口将产生的16进制数据输出至陪测计算机上，被测计算机通过数据解析转化模块将16进制数据转化为可阅读的文本信息。

下面以本申请人某一具体项目需要对计算模块进行外部中断响应性能测试为例，利用本实施例的方法具体过程如下：

S1、如图2所示，陪测计算机通过窗口向外部中断模块的外部CPLD模块发送指令ff01，外部CPLD模块产生两路外部中断信号，两路外部中断信号通过GPIO通道送至被测计算机的CPU模块中，将这两路外部中断信号定义为第一外部中断信号和第二外部中断信号，第一外部中断信号为1s中断信号，第一外部中断信号每隔1s发送一次，未接到停止指令时，每隔1s循环不断地发送，第二外部中断信号为100ms中断信号，第二外部中断信号每隔100ms间隔发送一次，未接到停止指令时，每个100ms循环不断的发送；陪测计算机的指令集如下表所示：

指令	参数	含义
			ff	01	外部CPLD模块发送全部中断信号
ff	02	外部CPLD模块只发送第一外部中断信号
			ff	03	外部CPLD模块只发送第二外部中断信号
aa		外部CPLD模块停止发送中断信号

S2、外部CPLD模块产生的第一外部中断信号传递至被测计算机的内部CPLD模块中，内部CPLD模块产生一路内部中断信号，该内部中断信号为100ms中断信号，与上述相同，内部中断信号每隔100ms发送一次，然后发送至被测计算机的CPU模块中；如果再步骤S1中输入指令为ff 03，外部CPLD模块只向CPU模块发送第二外部中断信号，但是外部CPLD模块仍然会像内部CPLD模块发送第一外部中断信号，只是该中断信号只用于促发内部CPLD产生内部中断信号，和下述作为对时信号的作用，不作为被测信号发送至CPU模块；

S3、被测计算机的内部CPLD模块中设置有两个计数器，分别为第一计数器和第二计数器，第一计数器为秒级计数器，即第一计数器的计数值最小单位为秒，第二计数器的毫秒级计数器，即第二计数器的计数值最小单位为毫秒，第一计数器和第二计数器的均以第一外部中断信号为对时信号，即第一外部中断信号传递至内部CPLD模块后，第一计数器和第二计数器均归零并开始计数；

S4、当被测计算机的CPU模块接收到任何一路中断信号时，均读取CPLD模块内的第一计数器和第二计数器的计数值，并将第一计数器和第二计数器的计数值输出至陪测计算机上进行显示，第一外部中断信号、第二外部中断信号和内部中断信号理论上同时发送至CPU模块。同时，CPU模块通过中断信道相外部CPLD模块发送与每路中断信号相对应的中断响应信号。

S5、外部CPLD模块接收到CPU模块传递的中断响应信号后，以发送外部中断响应信号为起始时间点，以接收到中断响应信号为截止时间点，计算处中断响应时间。外部CPLD模块发送两路中断信号源，但是CPU模块接收到3路信号源，同时CPU模块产生3路中断响应信号，由内部CPLD模块产生的内部中断信号的响应时间也会进行记录，且内部中断信号的响应时间以外部中断响应信号发送为起始时间点，以接收到内部中断信号的中断响应信号为截止时间点进行计算。

S6、外部CPLD计算处中断响应时间，并通过串口传递至陪测计算机进行显示，但是外部CPLD的数据格式为十六进制，采用数据解析转换模块将十六进制数据转化成可阅读的文本信息，如图4所示。其中数据解析转换模块的通过如下架构实现：

在上述步骤中，存在两个参数用于评价外部中断响应性能测试结果，第一个参数为步骤S5中计算得出的中断响应时间；第二个参数是中断信号的周期，CPU模块每接收到一个中断信号一次读取第一计数器和第二计数器的计数值，如第一外部中断信号时，理论上记录的每次第一计数器和第二计数器的数值为1.000001、2.000001、3.000001…，第二外部中断信号时，理论上记录的每次第一计数器和第二计数器的数值为0.000101，0.000201，0.000301…，内部中断信号时，理论上记录的每次第一计数器和第二计数器的数值为0.000101，0.000201，0.000301…，每路中断信号记录的时间差应当与中断信号的发送周期相同，如果读取的计数器的差值与中断信号的发送周期相同，即表示CPU模块能够及时响应中断信号，没有出现丢包现象。因此，通过打印计数器的数值，就能够计算处中断信号的周期，继而能够判断出中断响应是否正确及时。

在上述处理步骤中，CPU模块在处理数据时，CPU模块会接收到三路中断信号，CPU需要同时对这三路信号进行处理和反馈，其反馈包括输出相对应的中断响应信号以及读取的计数器的计数值，这需要CPU具有多线程处理能力，需要应用到多线程处理模块，同时多多路中断信号进行处理和反馈，如图3所示，其中多线程处理模块的核心架构如下：

上述多线程处理模块能够同时根据数据的同时处理的数据，自动创建相应的处理线程，保证数据的处理时效。

在上述项目实例中，第一外部中断信号设置为1s中断信号和第二外部中断信号设置为100ms中断信号仅为项目具体实施需要，不代表本发明的保护范围仅限于此，基于本发明的其他应用实例，还可以设置其他类型的中断信号，比如10ms，1000ms等。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (2)

1.一种外部中断响应性能测试系统，其特征在于：包括陪测计算机、外部中断源模块和被测计算机；其中：

所述陪测计算机用于向外部中断源模块发送人机交互指令和显示被测数据；

所述外部中断源模块根据陪测计算机传递来的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中；所述被测计算机接收来自外部中断源模块产生的中断信号，并针对每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块；

所述被测计算机包括内部CPLD模块和CPU模块，所述内部CPLD模块中设置有第一计数器和第二计数器，所述第一计数器为秒级计数器，所述第二计数器为毫秒级计数器，当被测计算机接收到任一一路中断信号时，均读取第一计数器和第二计数器的计数值，并通过多线程处理模块传递至陪测计算机上显示；所述第一计数器和第二计数器均以接收到内部CPLD模块可识别的外部中断信号为对时信号；

所述外部中断源模块包括外部CPLD模块，所述外部中断响应信号均由外部CPLD模块产生，外部中断源模块产生的外部中断信号中存在可被内部CPLD模块识别的中断信号，该中断信号传递至内部CPLD模块时，内部CPLD模块产生内部中断信号，该内部中断信号也传递至被测计算机的CPU模块中，被测计算机的CPU模块通过多线程处理模块同时接收所有外部中断信号和内部中断信号，并同时输出相应的中断响应信号；

外部中断源模块接收被测计算机的CPU模块输出的中断响应信号后，计算出中断响应时间，并通过串口将产生的16进制数据输出至陪测计算机上，被测计算机通过数据解析转化模块将16进制数据转化为可阅读的文本信息。

2.一种外部中断响应性能测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、通过陪测计算机接收用户操作需求，向外部中断源模块发送指令；

S2、外部中断源模块基于接收的指令产生相应至少一路外部中断信号传递至被测计算机中；外部中断源模块产生多路外部中断信号，其中有一路外部中断信号为被测计算机的内部CPLD可识别接收的信号；

S3、被测计算机通过多线程处理模块接收所有外部中断信号，并根据每路外部中断信号产生相应中断响应信号回传至外部中断源模块；被测计算机中的内部CPLD模块设置有第一计数器和第二计数器，第一计数器为秒级计数器，第二计数器为毫秒级计数器，当被测计算机的CPU模块接收到任何一路外部中断信号时，会读取第一计数器的计数值和第二计数器的计数值，并传递至陪测计算机上显示；所述第一计数器和第二计数器均以内部CPLD模块接收到外部中断信号中内部CPLD可识别接收的信号为对时信号；

步骤S3中，被测计算机的内部CPLD模块接收到外部中断信号中被测计算机的内部CPLD可识别接收的信号时，产生内部中断信号送往被测计算机的CPU模块；所有外部中断信号和内部中断信号均送至被测计算机的CPU模块中，CPU模块接收到任一中断信号时，CPU模块读取第一计数器和第二计数器的计数值，通过多线程处理模块传递至陪测计算机上显示；CPU模块接收到任一中断信号时，CPU模块通过多线程处理模块同时输出相对应的中断响应信号，回传至外部中断源模块中；

S4、外部中断源模块接收中断响应信号，计算中断响应时间，并回传至陪测计算机显示；

外部中断源模块接收被测计算机的CPU模块输出的中断响应信号后，计算出中断响应时间，并通过串口将产生的16进制数据输出至陪测计算机上，被测计算机通过数据解析转化模块将16进制数据转化为可阅读的文本信息。