CN111324501A - 一种模拟人工插拔usb设备诊断usb接口的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，用于连接待诊断USB设备与USB诊断设备，包括：第一端USB3.0接口、USB2.0信号切换模块、USB协议转换模块、微控制器、USB2.0接口、第二端USB3.0接口，本发明还提出了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，用于实现USBY型线的功能，有效的提高了诊断测试的效率，降低了人力成本，而且还可以用于诊断USB设备进行压力测试，模拟待诊断USB设备重复插拔诊断测试，不仅可利用率高，而且节省了大量重复插拔的时间。

Description

一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置及方法
技术领域
本发明涉及USB设备诊断领域，尤其是涉及一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置及方法。
背景技术
随着科技的发展，USB接口逐渐从2.0发展到3.0接口，而服务器主板3.0接口诊断对于服务器接口的正常运行有着非常重要的作用。
现有技术中服务器主板在进行USB3.0接口诊断时常使用一种将USB3.0Y型线(一种将USB3.0信号分为单独USB2.0信号+单独USB3.0信号，从而扩展出两个USB接口的线材)扩展出两个USB接口同时诊断，从而节省诊断时间，提升效率。
但使用该线材使用时会有因为主板设计问题，在重启服务器时，不会自动识别该线材上所挂载的设备，必须人工干预手动重新插拔挂载设备才能识别，由于人工干预，增加额外工作，不利于降低人力成本，降低了诊断测试效率。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置及方法，用于实现USBY型线的功能，有效解决由于人工干预手动重新插拔造成人力成本高、效率低的问题，有效的提高了诊断测试的效率，降低了人力成本。
本发明第一方面提供了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，用于连接待诊断USB设备与USB诊断设备，包括：第一端USB3.0接口、USB2.0信号切换模块、USB协议转换模块、微控制器、USB2.0接口、第二端USB3.0接口，所述第一端USB3.0接口一端与待诊断USB设备连接，所述第一端USB3.0接口另一端一路与USB2.0信号切换模块的第一通信端连接，所述USB2.0信号切换模块的第二通信端与USB协议转换模块通信端连接，所述USB2.0信号切换模块的控制输入端与微控制器的第一控制输出端连接，所述USB2.0信号切换模块的第三通信端与USB2.0接口连接，所述第一端USB3.0接口另一路与第二端USB3.0接口连接，所述USB诊断设备包括USB2.0诊断设备以及USB3.0诊断设备，所述USB2.0接口与USB2.0诊断设备连接，所述第二端USB3.0接口与USB3.0诊断设备连接。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述第一端USB3.0接口包括USB2.0信号通道、第一USB电源、USB3.0信号通道、第二USB电源，所述USB2.0信号通道与与USB2.0信号切换模块的第一通信端连接，第一USB电源为USB2.0接口提供电源；所述USB3.0信号通道与第二端USB3.0接口连接，第二USB电源为第二端USB3.0接口提供电源。
进一步地，还包括MOS控制器，所述MOS控制器的控制输入端与微控制器的第二控制输出端连接，所述第一USB电源、第二USB电源的电源输出端均与MOS控制器的控制输入端连接，所述MOS控制器的输出端分别与USB2.0接口、第二端USB3.0接口连接，分别为USB2.0接口、第二端USB3.0接口提供电源。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述USB2.0信号切换模块为USB2.0信号切换芯片，所述USB协议转换模块为USB协议转换芯片。
结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述USB协议转换模块的FW更新端与微控制器的FW更新端连接，所述USB协议转换模块对微控制器的FW进行更新。
本发明第二方面提供了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，基于本发明第一方面所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置的基础上实现的，包括：
步骤S1，将待诊断USB设备与模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置连接，检查Linux系统下是否能够获取与USB协议转换模块通信的待诊断USB设备的串口设备，如果检查结果为是，则微控制器接收待诊断USB设备发送的控制指令；
步骤S2，微控制器判断控制指令是否符合要求，如果符合要求，微控制器提取控制指令中第一时间参数信息以及第二时间参数信息，根据第一时间参数信息控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口，同时，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电，检测USB诊断设备是否在位，如果在位，则进行待诊断USB设备的诊断；
步骤S3，根据第二时间参数控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB协议转换模块，同时，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口断电，结束一次待诊断USB设备的诊断。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电、断电具体是通过微控制器控制MOS控制器实现。
结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述根据第一时间参数信息控制USB2.0信号切换模块切换到USB2.0接口具体是：微控制器提取控制指令中第一时间参数信息并开始计时，当计时时间满足第一时间参数时，控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口。
进一步地，所述根据第二时间参数控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB协议转换模块具体是：微控制器提取控制指令中第二时间参数信息，在第一参数信息计时结束后重新开始计时，当重新开始计时时间满足第二时间参数信息时，控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口。
结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，当对待诊断USB设备进行压力测试时，通过步骤S1-步骤S3的循环模拟待诊断USB设备重复插拔诊断测试。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
1、本发明用于实现USBY型线的功能，有效解决由于人工干预手动重新插拔造成人力成本高、效率低的问题，有效的提高了诊断测试的效率，降低了人力成本。
2、本发明可以用于诊断USB设备进行压力测试，当对待诊断USB设备进行压力测试时，通过步骤S1-步骤S3的循环模拟待诊断USB设备重复插拔诊断测试，不仅可利用率高，而且节省了大量重复插拔的时间。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，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。
图1为本发明方案中实施例一装置的流程示意图；
图2为本发明方案中实施例二方法的流程示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置2，用于连接待诊断USB设备1与USB诊断设备3，包括：第一端USB3.0接口21、USB2.0信号切换模块22、USB协议转换模块23、微控制器24、USB2.0接口25、第二端USB3.0接口26，第一端USB3.0接口21一端与待诊断USB设备1连接，第一端USB3.0接口21另一端一路与USB2.0信号切换模块22的第一通信端连接，USB2.0信号切换模块22的第二通信端与USB协议转换模块23通信端连接，USB2.0信号切换模块22的控制输入端与微控制器24的第一控制输出端连接，USB2.0信号切换模块22的第三通信端与USB2.0接口25连接，第一端USB3.0接口21另一路与第二端USB3.0接口26连接，USB诊断设备3包括USB2.0诊断设备31以及USB3.0诊断设备32，USB2.0接口25与USB2.0诊断设备31连接，第二端USB3.0接口26与USB3.0诊断设备32连接。
其中，第一端USB3.0接口21包括USB2.0信号通道211(D+/D-)、第一USB电源212(VCC/GND)、USB3.0信号通道213(SSTXD+/SSTXD-、SSRXD+/SSRXD-)、第二USB电源214(VCC/GND)，USB2.0信号通道211与与USB2.0信号切换模块22的第一通信端连接，第一USB电源212为USB2.0接口25提供电源；USB3.0信号通道213与第二端USB3.0接口26连接，第二USB电源214为第二端USB3.0接口26提供电源。其中第一端USB3.0接口21为USB3.0标准接口，USB2.0信号通道211用于USB2.0设备通讯(USB2.0及USB2.0以下协议)，USB3.0信号通道213用于USB3.0设备信号通讯(USB3.0协议)，标准USB3.0接口由于其由USB2.0信号通道211及USB3.0信号通道213集合而成，所以可以使用USB3.0协议同时实现向下兼容USB2.0协议。基于原理逻辑，可以将标准的第一端USB3.0接口的USB3.0信号通道及USB2.0信号通道拆分开，组成两个非标准的USB接口，一个接口由单独的USB3.0信号通道213及第二USB电源214组成，仅能兼容USB3.0协议，即仅能识别支持USB3.0协议的设备。另一个接口由单独的USB2.0信号通道211及第一USB电源212组成，仅能兼容USB2.0及USB2.0以下协议，即仅能识别支持USB2.0及以下协议的设备。通过控制两个非标准接口的电源，可以实现断开及连接挂载在该接口上的设备，由此加以设计，实现模拟人工插拔动作。
进一步地，本发明一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置2还包括MOS控制器27，MOS控制器27的控制输入端与微控制器24的第二控制输出端连接，第一USB电源212、第二USB电源214的电源输出端均与MOS控制器27的控制输入端连接，MOS控制器27的输出端分别与USB2.0接口25、第二端USB3.0接口26，分别为USB2.0接口25、第二端USB3.0接口26提供电源。
具体地，USB2.0信号切换模块22为USB2.0信号切换芯片，USB协议转换模块23为USB协议转换芯片，具体芯片类型本发明在此不做限制，只要能够实现本发明相应功能即可。
进一步地，USB协议转换模块23的FW更新端与微控制器24的FW更新端连接，通过USB协议转换模块23对微控制器的FW进行更新。USB协议转换模块23负责将USB协议转换为UART协议，以实现微控制器与待诊断USB设备之间的指令及数据交互，同时对微控制器进行FW更新(MCU中程序脚本)，具体地实现方式可以为USB协议转换URAT协议芯片。
待诊断USB设备中包含第一主控芯片，当第一主控芯片发送指令，微控制器会接收发送的指令，判断格式是否符合要求，并进行USB2.0接口以及第二端USB3.0接口供电，USB诊断设备中包含USB2.0诊断设备以及USB3.0诊断设备，USB2.0诊断设备中包括第二主控芯片，USB3.0诊断设备包括第三主控芯片，根据第二主控芯片响应第一主控芯片发送的指令还是第三主控芯片响应第一主控芯片发送的指令，判断待诊断USB设备的接口类型是2.0接口还是3.0接口。
本发明中待诊断USB设备与第一端USB3.0接口可以通过线缆连接，USB2.0接口与USB2.0诊断设备可以通过线缆连接，第二端USB3.0接口与USB3.0诊断设备也可以通过线缆连接，USB诊断诊断设备可以是U盘，也可以是其他类型USB诊断设备，本发明在此不做限制。
本发明用于实现USBY型线的功能，通过微控制器控制MOS控制器对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口进行上电或断电，模拟人工插拔，有效解决由于人工干预手动重新插拔造成人力成本高、效率低的问题，有效的提高了诊断测试的效率，降低了人力成本。
实施例二
如图2所示，本发明技术方案还提供了一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，基于本发明实施例一的基础上实现的，包括：
S1，将待诊断USB设备与模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置连接，检查Linux系统下是否能够获取与USB协议转换模块通信的待诊断USB设备的串口设备，如果检查结果为是，则执行步骤S2，如果检查检查结果为否，则执行步骤S3；
S2，微控制器接收待诊断USB设备发送的控制指令；
S3，重新检查待诊断USB设备与模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置的连接情况，或者模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置是否有损坏，检查无误后，重新执行步骤S1；
S4，微控制器判断控制指令是否符合要求，如果判断结果为是，则执行步骤S5，如果判断结果为否，则执行步骤S6；
S5，微控制器提取控制指令中第一时间参数信息以及第二时间参数信息，根据第一时间参数信息控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口，同时对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电；
S6，微控制器忽略控制指令并上传错误结果；
S7，检测USB诊断设备是否在位，如果判断结果为是，执行步骤S8，如果判断结果为否，则执行步骤S9；
S8，进行待诊断USB设备的诊断，并输出诊断日志；
S9，检查USB诊断设备与模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置的连接情况，检查无误后重新执行步骤S7；
S10，根据第二时间参数控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB协议转换模块，同时，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口断电，结束一次待诊断USB设备的诊断。
其中，在步骤S1中，检查Linux系统下是否能够获取与USB协议转换模块通信的待诊断USB设备的串口设备具体是通过检查Linux系统下是否有串口设备文件存在，串口设备文件在目录/dev下，如果串口设备为ttyUSB0，则串口设备文件名称为/dev/ttyUSB0。
在步骤S2中，微控制器通过USB协议转换模块接收待诊断USB设备发送的指令信息，USB2.0信号切换模块默认情况下通信切换到USB协议转换模块。
在步骤S4中，微控制器判断控制指令是否符合要求具体是判断控制指令的格式是否符合要求，例如，echo cmd＝time–r 30–w5>/dev/ttyUSB0，其中，/dev/ttyUSB0为串口设备文件名称，–w 5为第一时间参数信息，–r 30为第二时间参数信息，只要微控制器接收到的指令格式符合要求，则判断控制指令符合要求。
在步骤S5中，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电具体是微控制器控制MOS控制器实现(MOS控制器导通)，使USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电；根据第一时间参数信息控制USB2.0信号切换模块切换到USB2.0接口具体是：微控制器提取控制指令中第一时间参数信息并开始计时，当计时时间满足第一时间参数时，控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口。其中，第一时间参数可以为5s，也可以根据实际情况进行调整，本发明在此不做限制。
在步骤S7中，检测USB诊断设备是否在位具体是通过lspci命令实现的。
在步骤S10中，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口断电具体是微控制器控制MOS控制器实现(MOS控制器不导通或截止)，使USB2.0接口以及第二端USB3.0接口断电；根据第二时间参数控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB协议转换模块具体是：微控制器提取控制指令中第二时间参数信息，在第一参数信息计时结束后重新开始计时，当重新开始计时时间满足第二时间参数信息时，控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口。其中，第二时间参数可以为30s，也可以根据实际情况进行调整，本发明在此不做限制，第二时间参数为USB诊断设备诊断时间，可以根据USB诊断设备的诊断时间灵活调整第二时间参数，如果USB诊断设备的诊断时间大于30s，可以相应增加第二时间参数；如果USB诊断设备的诊断时间小于30s，可以相应减小第二时间参数。
本方案具体可以通过程序脚本实现，程序脚本可以存储到微控制器内部flash中，可以通过USB协议模块进行微控制器的程序脚本进行FW更新。
待诊断USB设备中包含第一主控芯片，当第一主控芯片发送指令，微控制器会接收发送的指令，判断格式是否符合要求，并进行USB2.0接口以及第二端USB3.0接口供电，USB诊断设备中包含USB2.0诊断设备以及USB3.0诊断设备，USB2.0诊断设备中包括第二主控芯片，USB3.0诊断设备包括第三主控芯片，根据第二主控芯片响应第一主控芯片发送的指令还是第三主控芯片响应第一主控芯片发送的指令，判断待诊断USB设备的接口类型是2.0接口还是3.0接口。
当对待诊断USB设备进行压力测试时，通过步骤S1-步骤S10的循环模拟待诊断USB设备重复插拔诊断测试。
本发明用于实现USBY型线的功能，通过微控制器控制MOS控制器对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口进行上电或断电，模拟人工插拔，有效解决由于人工干预手动重新插拔造成人力成本高、效率低的问题，有效的提高了诊断测试的效率，降低了人力成本。
本发明可以用于诊断USB设备进行压力测试，当对待诊断USB设备进行压力测试时，通过步骤S1-步骤S10的循环模拟待诊断USB设备重复插拔诊断测试，不仅可利用率高，而且节省了大量重复插拔的时间。
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 (10)

1.一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，用于连接待诊断USB设备与USB诊断设备，其特征是，包括：第一端USB3.0接口、USB2.0信号切换模块、USB协议转换模块、微控制器、USB2.0接口、第二端USB3.0接口，所述第一端USB3.0接口一端与待诊断USB设备连接，所述第一端USB3.0接口另一端一路与USB2.0信号切换模块的第一通信端连接，所述USB2.0信号切换模块的第二通信端与USB协议转换模块通信端连接，所述USB2.0信号切换模块的控制输入端与微控制器的第一控制输出端连接，所述USB2.0信号切换模块的第三通信端与USB2.0接口连接，所述第一端USB3.0接口另一路与第二端USB3.0接口连接，所述USB诊断设备包括USB2.0诊断设备以及USB3.0诊断设备，所述USB2.0接口与USB2.0诊断设备连接，所述第二端USB3.0接口与USB3.0诊断设备连接。
2.根据权利要求1所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，其特征是，所述第一端USB3.0接口包括USB2.0信号通道、第一USB电源、USB3.0信号通道、第二USB电源，所述USB2.0信号通道与与USB2.0信号切换模块的第一通信端连接，第一USB电源为USB2.0接口提供电源；所述USB3.0信号通道与第二端USB3.0接口连接，第二USB电源为第二端USB3.0接口提供电源。
3.根据权利要求2所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，其特征是，还包括MOS控制器，所述MOS控制器的控制输入端与微控制器的第二控制输出端连接，所述第一USB电源、第二USB电源的电源输出端均与MOS控制器的控制输入端连接，所述MOS控制器的输出端分别与USB2.0接口、第二端USB3.0接口连接，分别为USB2.0接口、第二端USB3.0接口提供电源。
4.根据权利要求1-3任一所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，其特征是，所述USB2.0信号切换模块为USB2.0信号切换芯片，所述USB协议转换模块为USB协议转换芯片。
5.根据权利要求1-3任一所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置，其特征是，所述USB协议转换模块的FW更新端与微控制器的FW更新端连接，所述USB协议转换模块对微控制器的FW进行更新。
6.一种模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，其特征是，基于权利要求1-5任一所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置的基础上实现的，包括：
步骤S1，将待诊断USB设备与模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的装置连接，检查Linux系统下是否能够获取与USB协议转换模块通信的待诊断USB设备的串口设备，如果检查结果为是，则微控制器接收待诊断USB设备发送的控制指令；
步骤S2，微控制器判断控制指令是否符合要求，如果符合要求，微控制器提取控制指令中第一时间参数信息以及第二时间参数信息，根据第一时间参数信息控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口，同时，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电，检测USB诊断设备是否在位，如果在位，则进行待诊断USB设备的诊断；
步骤S3，根据第二时间参数控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB协议转换模块，同时，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口断电，结束一次待诊断USB设备的诊断。
7.根据权利要求6所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，其特征是，对USB2.0接口以及第二端USB3.0接口上电、断电具体是通过微控制器控制MOS控制器实现。
8.根据权利要求6所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，其特征是，所述根据第一时间参数信息控制USB2.0信号切换模块切换到USB2.0接口具体是：微控制器提取控制指令中第一时间参数信息并开始计时，当计时时间满足第一时间参数时，控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口。
9.根据权利要求8所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，其特征是，所述根据第二时间参数控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB协议转换模块具体是：微控制器提取控制指令中第二时间参数信息，在第一参数信息计时结束后重新开始计时，当重新开始计时时间满足第二时间参数信息时，控制USB2.0信号切换模块通信切换到USB2.0接口。
10.根据权利要求6-9任一所述的模拟人工插拔USB设备诊断USB接口的方法，其特征是，当对待诊断USB设备进行压力测试时，通过步骤S1-步骤S3的循环模拟待诊断USB设备重复插拔诊断测试。
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