CN111367223A - 一种总线监测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种总线监测设备及方法，利用总线监测设备对待监测总线的通信速率进行识别，并控制接口转换单元选择与待监测总线的通信速率对应的总线接口，从而接口转换单元利用不同的总线接口采集信号采集单元输入的具有不同通信速率的总线数据，并将不同总线接口采集的具有不同通信速率的总线数据输入给控制单元，从而利用控制单元对具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，可见，本发明中的总线监测设备能够对于具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，具有通用性。

Description

一种总线监测设备及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说，是涉及一种总线监测设备及方法。

背景技术

目前在通信行业，很多情况下都是通过总线进行数据传输，随着通信技术的发展，对总线的通信速率提出了更高的要求，因此，目前存在多种不同通信速率的总线。随着总线传输数据量的逐渐增加，为了及时发现总线传输过程中的故障点，保证总线数据的可靠性，提出了对总线数据的延时性进行监测的需求，但目前的延时性监测的方法对于不同通信速率的总线数据不具有通用性。

基于此，如何提供一种具有通用性的总线数据延时监测方式，成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种总线监测设备及方法，对于多种不同通信速率的总线数据具有通用性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种总线监测设备，所述总线监测设备至少包括：控制单元、信号采集单元以及接口转换单元；

所述信号采集单元的总线输入端口和总线输出端口直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给所述控制单元；

所述控制单元用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；所述控制单元还用于根据所述通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述接口转换单元用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给所述控制单元；

所述控制单元还用于为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

优选的，所述信号采集单元包括：

信号适配调理电路，所述信号适配调理电路包括：与所述控制单元相连接的电平调理电路，以及与所述控制单元和所述接口转换单元相连接的继电器；

所述电平调理电路用于将从所述待监测总线中采集到的总线数据进行电平转换之后，发送给所述控制单元，使所述控制单元依据电平转换之后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率；

所述继电器用于在所述控制单元控制下选择与所述通信速率对应的目标数据传输通道，并通过所述目标数据传输通道将从所述待监测总线中采集到的总线数据输入到所述接口转换单元中。

优选的，所述信号适配调理电路由分立元器件组成。

优选的，所述控制单元包括：现场可编程逻辑门阵列FPGA；所述FPGA至少包括：旁路采集控制模块、数据接收模块、延时监测模块以及多速接口模块；

所述旁路采集控制模块用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；

所述多速接口模块用于接收所述旁路采集控制模块识别出的所述待监测总线的通信速率，并依据所述待监测总线的通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述数据接收模块用于从所述总线接口中接收总线数据，并为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，得到每帧打上时间戳信息的总线数据，并将每帧打上时间戳信息的总线数据传输给所述延时监测模块；

所述延时监测模块用于利用所述时间戳信息和所述预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

优选的，所述预设延时监测条件包括：表征总线数据类型的预设字段信息，以及相应类型总线数据的延时阈值；所述延时监测模块具体用于：

从收到的总线数据中提取预设字段信息；

依据具有相同预设字段信息的总线数据的时间戳信息，计算相应类型总线数据的实际延时；

将相应类型总线数据的实际延时与延时阈值进行比对，依据比对结果，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

优选的，所述控制单元还包括：

与所述延时监测模块相连接的数据上传模块，所述数据上传模块用于从所述延时监测模块中接收所述待监测总线对应的延时监测结果，并将所述延时监测结果上传至上位机。

优选的，待监测总线的通信速率包括：

10Mbps通信速率、100Mbps通信速率以及1000Mbps通信速率中的一种。

一种总线监测方法，所述总线监测方法应用于总线监测设备中的控制单元，所述总线检测设备还包括：信号采集单元和接口转换单元，所述总线监测方法包括：

从所述信号采集单元接收调理后的总线数据，所述调理后的总线数据为所述信号采集单元对从待监测总线中采集的总线数据调理后得到的；

根据所述调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；并根据所述通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

从所述总线接口接收总线数据，从所述总线接口接收到的总线数据为所述接口转换单元利用所述总线接口对从所述信号采集单元输入的总线数据进行采集得到的；

为从所述总线接口接收的每帧总线数据打上时间戳信息，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率；

利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

优选的，所述预设延时监测条件包括：表征总线数据类型的预设字段信息，以及相应类型总线数据的延时阈值；所述利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果包括：

从收到的总线数据中提取预设字段信息；

依据具有相同预设字段信息的总线数据的时间戳信息，计算相应类型总线数据的实际延时；

将相应类型总线数据的实际延时与延时阈值进行比对，依据比对结果，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

优选的，所述方法还包括：

将所述待监测总线对应的延时监测结果上传至上位机。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种总线监测设备及方法，总线监测设备至少包括：控制单元、信号采集单元以及接口转换单元；信号采集单元的总线输入端口和总线输出端口直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给控制单元；控制单元用于根据调理后的总线数据识别待监测总线的通信速率，并根据通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到接口转换单元中；控制单元还用于根据所述通信速率控制接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；接口转换单元用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给控制单元；控制单元还用于为从总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，预设延时监测条件与待监测总线匹配。本发明中的总线监测设备可以对待监测总线的通信速率进行识别，并控制接口转换单元选择与待监测总线的通信速率对应的总线接口，从而接口转换单元利用不同的总线接口采集信号采集单元输入的具有不同通信速率的总线数据，并将不同总线接口采集的具有不同通信速率的总线数据输入给控制单元，从而利用控制单元对具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，可见，本发明中的总线监测设备能够对于具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，具有通用性。

附图说明

为了更清楚地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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种总线监测设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种总线监测设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种总线监测设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种总线监测方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着航空电子系统的复杂性的增加，为了满足各种复杂飞行条件安全飞行和乘客娱乐要求，对提高机载数据总线(例如：AFDX总线)通信速率的需求也日益剧增，从过去的10Mbps或100Mbps通信速率的总线，发展到现在1000Mbps通信速率的总线。由于总线作为航空电子系统的中枢神经，总线传输数据的可靠性对整个航空电子系统起着至关重要的作用，这样势必需要有一套完善的总线数据延时监控方法进行总线延时性监控，确保总线传输数据的可靠性。但目前对总线传输数据的延时性进行监测的方法对于多种不同通信速率的总线数据不具有通用性。

本发明提供了一种总线监测设备及方法，总线监测设备至少包括：控制单元、信号采集单元以及接口转换单元；信号采集单元的总线输入端口和总线输出端口直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给控制单元；控制单元用于根据调理后的总线数据识别待监测总线的通信速率，并根据通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到接口转换单元中；控制单元还用于根据所述通信速率控制接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；接口转换单元用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给控制单元；控制单元还用于为从总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，预设延时监测条件与待监测总线匹配。本发明中的总线监测设备可以对待监测总线的通信速率进行识别，并控制接口转换单元选择与待监测总线的通信速率对应的总线接口，从而接口转换单元利用不同的总线接口采集信号采集单元输入的具有不同通信速率的总线数据，并将不同总线接口采集的具有不同通信速率的总线数据输入给控制单元，从而利用控制单元对具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，可见，本发明中的总线监测设备能够对于具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，具有通用性。

本发明实施例中的总线监测设备可以适用于对10/100/1000Mbps等通信速率的总线网络/设备进行延时性监测，通过总线延时监测结果能够验证总线网络/设备是否符合相关的总线延时标准。

参见图1，本发明一实施例公开的一种总线监测设备，所述总线监测设备串接到待监测总线中，所述总线监测设备至少包括：控制单元11、信号采集单元12以及接口转换单元13；

所述信号采集单元12的总线输入端口和总线输出端口直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给所述控制单元11；

所述控制单元11用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元12将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元13中；所述控制单元11还用于根据所述通信速率控制所述接口转换单元13选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述接口转换单元13用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元12输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给所述控制单元11；

所述控制单元11还用于为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。时间戳的时间精度可达到1ns分辨率。

可选的，控制单元11根据调理后的总线数据识别待监测总线的通信速率的过程包括：控制单元11依据每位总线数据的接收时间，计算待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期；依据所述待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期，计算待监测总线的通信速率，待监测总线的通信速率为待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期的倒数。

可选的，本发明实施例中待监测总线的通信速率包括：10Mbps通信速率、100Mbps通信速率以及1000Mbps通信速率中的一种。

需要说明的是，信号采集单元12的总线输入端口和总线输出端口直连，待监测总线中的传输数据从总线输入端口输入后直接从总线输出端口输出，信号采集单元可以对从总线输入端口以及总线输出端口中传输的数据进行采集。总线输入端口和总线输出端口直连的方式，能够使得待监测总线中的传输数据从总线输入端口输入后直接从总线输出端口输出，并不流经总线监测设备内部的其他元器件，因此，本发明中的总线监测设备不会对待监测总线中的数据传输产生影响，提高总线监测设备的适用性。

本发明实施例中的总线监测设备具有多个总线连接接口，因此，本发明实施例中可以同时将多个待监测总线连接到总线监测设备中，即本发明实施例中的总线监测设备可以同时对多个待监测总线进行延时性监测。

参见图2，本发明一实施例公开的另一种总线监测设备，所述总线监测设备串接到待监测总线中，所述总线监测设备至少包括：控制单元21、信号采集单元22、接口转换单元23，信号采集单元22包括：信号适配调理电路24，总线输入端口25以及总线输出端口26。信号适配调理电路24包括：与所述控制单元21相连接的电平调理电路27，以及与所述控制单元21和所述接口转换单元23相连接的继电器28；

所述信号采集单元22的总线输入端口25和总线输出端口26直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给所述控制单元21；

所述控制单元21用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元22将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元23中；所述控制单元21还用于根据所述通信速率控制所述接口转换单元23选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述接口转换单元23用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元22输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给所述控制单元21；

所述控制单元21还用于为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

需要说明的是，所述电平调理电路27用于将从所述待监测总线中采集到的总线数据进行电平转换之后，发送给所述控制单元21，使所述控制单元21依据电平转换之后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率；

所述继电器28用于在所述控制单元21控制下选择与所述通信速率对应的目标数据传输通道，并通过所述目标数据传输通道将从所述待监测总线中采集到的总线数据输入到所述接口转换单元23中。

可选的，本发明实施例中的电平调理电路27由高速运算放大单元和高速比较单元组成，电平调理电路27可以将待监测总线的总线数据转换成控制单元可识别的3.3VTTL电平信号。

需要说明的是，本发明实施例中的信号适配调理电路是由分立元器件组成的，也就是说，本发明实施例中的电平调理电路以及继电器是由分立元器件组成的，因此信号适配调理电路对采集到的总线数据并不会引入延时误差，从而保证输入到控制单元中的总线数据不会有延时误差，提高控制单元执行延时监测结果的准确性，保证延时性监测结果的高精度。

参见图3，本发明一实施例公开的另一种总线监测设备，所述总线监测设备串接到待监测总线中，所述总线监测设备至少包括：控制单元31、信号采集单元32、接口转换单元33，信号采集单元32包括：信号适配调理电路34，总线输入端口35以及总线输出端口36。信号适配调理电路34包括：与所述控制单元31相连接的电平调理电路37，以及与所述控制单元31和所述接口转换单元33相连接的继电器38；本发明实施例中的控制单元31可以采用FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)。FPGA至少包括：旁路采集控制模块311、数据接收模块312、延时监测模块313、数据上传模块314以及多速接口模块315；

所述信号采集单元32的总线输入端口35和总线输出端口36直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给所述控制单元31；

所述控制单元31用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元32将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元33中；所述控制单元31还用于根据所述通信速率控制所述接口转换单元33选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述接口转换单元33用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元32输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给所述控制单元31；

所述控制单元31还用于为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

需要说明的是，所述电平调理电路37用于将从所述待监测总线中采集到的总线数据进行电平转换之后，发送给所述控制单元31，使所述控制单元31依据电平转换之后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率；

所述继电器38用于在所述控制单元31控制下选择与所述通信速率对应的目标数据传输通道，并通过所述目标数据传输通道将从所述待监测总线中采集到的总线数据输入到所述接口转换单元33中；

所述旁路采集控制模块311用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元32将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元33中；

所述多速接口模块315用于接收所述旁路采集控制模块311识别出的所述待监测总线的通信速率，并依据所述待监测总线的通信速率控制所述接口转换单元33选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述数据接收模块312用于从所述总线接口中接收总线数据，并为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，得到每帧打上时间戳信息的总线数据，并将每帧打上时间戳信息的总线数据传输给所述延时监测模块313；

所述延时监测模块313用于利用所述时间戳信息和所述预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果；

与所述延时监测模块313相连接的数据上传模块314，所述数据上传模块314用于从所述延时监测模块313中接收所述待监测总线对应的延时监测结果，并将所述延时监测结果上传至上位机，便于上位机进行总线延时分析以及总线传输数据异常状况判定和定位。

例如，在监测到待监测总线数据传输过程中出现延时故障时，所述上位机具体用于：依据所述延时监测结果定位出现延时故障的传输数据、出现故障的时间以及出现故障的总线。

另外，在实际应用中，总线数据延时测试可以既包括部分正向功能测试，也涵盖部分故障测试，从而判断待监测总线网络/设备的延时监测方面的健壮性和鲁棒性。

需要说明的是：一些其他实施例中，数据上传模块314也可以没有。

可选的，所述预设延时监测条件包括：表征总线数据类型的预设字段信息，以及相应类型总线数据的延时阈值；所述延时监测模块具体用于：

从收到的总线数据中提取预设字段信息；

依据具有相同预设字段信息的总线数据的时间戳信息，计算相应类型总线数据的实际延时；

将相应类型总线数据的实际延时与延时阈值进行比对，依据比对结果，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

预设字段信息与总线数据类型相关，所述预设字段信息包括：预设MAC(MediaAccess Control Address，媒体存取控制位址)地址信息、预设IP(Internet Protocol，网际互连协议)地址信息、预设VLID(有效)地址信息、预设端口号信息以及预设有效载荷信息中的至少一种。

需要说明的是，相应类型总线数据的实际延时为顺次收到的具有相同预设字段信息的两帧总线数据之间的时间差。例如依据顺次接收到的具有相同MAC地址的任意两帧总线数据的时间戳信息，计算该任意两帧总线数据的时间戳信息的差值，并将该差值作为具有相同MAC地址的总线数据的实际延时。

需要说明的是，延时阈值与总线数据类型相关，本发明实施例会依据不同的总线数据类型设置不同的延时阈值，延时阈值的具体数值范围可以由本领域技术人员依据实际情况进行设定，本发明实施例不做具体限定。

由于本发明实施例中的的控制单元31采用FPGA，并通过设置在FPGA上的旁路采集控制模块311、数据接收模块312、延时监测模块313、数据上传模块314以及多速接口模块315等模块的互相配合，能够最大限度的满足不同通信速率的AFDX总线数据真实场景中的延时监控测试需求，实现了自适应速率的延时性监控，提高延时监控的可靠性。

与上述总线监测设备实施例相对应，本发明还公开了一种总线监测方法。下文描述的总线监测方法可与上文总线监测设备相互对应参照。参见图4，本发明一实施例公开的一种总线监测方法流程图，该总线监测方法应用于总线监测设备中的控制单元，该总线监测方法包括步骤：

步骤S400、从所述信号采集单元接收调理后的总线数据；

所述调理后的总线数据为所述信号采集单元对从待监测总线中采集的总线数据调理后得到的。具体的主要是利用信号采集单元中的电平调理电路对从所述待监测总线中采集到的总线数据进行电平转换调理，转换成控制单元可识别的数据。例如：电平调理电路27可以将待监测总线的总线数据转换成控制单元可识别的3.3VTTL电平信号。

需要说明的是，信号采集单元12的总线输入端口和总线输出端口直连，待监测总线中的传输数据从总线输入端口输入后直接从总线输出端口输出，信号采集单元可以对从总线输入端口以及总线输出端口中传输的数据进行采集，并发送给控制单元。总线输入端口和总线输出端口直连的方式，能够使得待监测总线中的传输数据从总线输入端口输入后直接从总线输出端口输出，并不流经总线监测设备内部的其他元器件，因此，本发明中的总线监测设备不会对待监测总线中的数据传输产生影响，提高总线监测设备的适用性。

步骤S410、根据所述调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；并根据所述通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述总线接口的类型与所述待监测总线的通信速率相关，不同的总线接口类型对应不同的待监测总线的通信速率。

控制单元11根据调理后的总线数据识别待监测总线的通信速率的过程包括：控制单元11依据每位总线数据的接收时间，计算待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期；依据所述待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期，计算待监测总线的通信速率，待监测总线的通信速率为待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期的倒数。

具体的，控制单元11依据每位总线数据的接收时间，计算待监测总线中按位传输的总线数据的传输周期的过程包括：计算每位总线数据的接收时间的差值，对每位总线数据的接收时间的差值取平均值，得到待监测总线中按位传输数据的总线数据传输周期。

步骤S420、从所述总线接口接收总线数据；

从所述总线接口接收到的总线数据为所述接口转换单元利用所述总线接口对从所述信号采集单元输入的总线数据进行采集得到的。

步骤S430、为从所述总线接口接收的每帧总线数据打上时间戳信息；

所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率。时间戳的时间精度可达到1ns分辨率。

步骤S440、利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

具体的，所述预设延时监测条件包括：表征总线数据类型的预设字段信息，以及相应类型总线数据的延时阈值；所述利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果包括：

从收到的总线数据中提取预设字段信息；依据具有相同预设字段信息的总线数据的时间戳信息，计算相应类型总线数据的实际延时；将相应类型总线数据的实际延时与延时阈值进行比对，依据比对结果，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

所述方法还包括：

将所述待监测总线对应的延时监测结果上传至上位机，便于上位机进行总线延时分析以及总线传输数据异常状况判定和定位。

例如，在监测到待监测总线数据传输过程中出现延时故障时，所述上位机具体用于：依据所述延时监测结果定位出现延时故障的传输数据、出现故障的时间以及出现故障的总线。

另外，在实际应用中，总线数据延时测试可以既包括部分正向功能测试，也涵盖部分故障测试，从而判断待监测总线网络/设备的延时监测方面的健壮性和鲁棒性。

本发明实施例可以对待监测总线的通信速率进行识别，并控制接口转换单元选择与待监测总线的通信速率对应的总线接口，从而接口转换单元利用不同的总线接口采集信号采集单元输入的具有不同通信速率的总线数据，并将不同总线接口采集的具有不同通信速率的总线数据输入给控制单元，从而利用控制单元对具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，可见，本发明中的总线监测设备能够对于具有不同通信速率的总线数据进行延时性监测，具有通用性以及灵活性。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种总线监测设备，其特征在于，所述总线监测设备至少包括：控制单元、信号采集单元以及接口转换单元；

所述信号采集单元的总线输入端口和总线输出端口直连，用于从待监测总线中采集总线数据，并将采集到的总线数据调理后发送给所述控制单元；

所述控制单元用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；所述控制单元还用于根据所述通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述接口转换单元用于利用所述总线接口采集所述信号采集单元输入的总线数据，并将所述总线接口采集的总线数据输入给所述控制单元；

所述控制单元还用于为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

2.根据权利要求1所述的总线监测设备，其特征在于，所述信号采集单元包括：

信号适配调理电路，所述信号适配调理电路包括：与所述控制单元相连接的电平调理电路，以及与所述控制单元和所述接口转换单元相连接的继电器；

所述电平调理电路用于将从所述待监测总线中采集到的总线数据进行电平转换之后，发送给所述控制单元，使所述控制单元依据电平转换之后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率；

所述继电器用于在所述控制单元控制下选择与所述通信速率对应的目标数据传输通道，并通过所述目标数据传输通道将从所述待监测总线中采集到的总线数据输入到所述接口转换单元中。

3.根据权利要求2所述的总线监测设备，其特征在于，所述信号适配调理电路由分立元器件组成。

4.根据权利要求1所述的总线监测设备，其特征在于，所述控制单元包括：现场可编程逻辑门阵列FPGA；所述FPGA至少包括：旁路采集控制模块、数据接收模块、延时监测模块以及多速接口模块；

所述旁路采集控制模块用于根据调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，并根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；

所述多速接口模块用于接收所述旁路采集控制模块识别出的所述待监测总线的通信速率，并依据所述待监测总线的通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

所述数据接收模块用于从所述总线接口中接收总线数据，并为从所述总线接口输入的每帧总线数据打上时间戳信息，得到每帧打上时间戳信息的总线数据，并将每帧打上时间戳信息的总线数据传输给所述延时监测模块；

所述延时监测模块用于利用所述时间戳信息和所述预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

5.根据权利要求4所述的总线监测设备，其特征在于，所述预设延时监测条件包括：表征总线数据类型的预设字段信息，以及相应类型总线数据的延时阈值；所述延时监测模块具体用于：

从收到的总线数据中提取预设字段信息；

依据具有相同预设字段信息的总线数据的时间戳信息，计算相应类型总线数据的实际延时；

将相应类型总线数据的实际延时与延时阈值进行比对，依据比对结果，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

6.根据权利要求5所述的总线监测设备，其特征在于，所述控制单元还包括：

与所述延时监测模块相连接的数据上传模块，所述数据上传模块用于从所述延时监测模块中接收所述待监测总线对应的延时监测结果，并将所述延时监测结果上传至上位机。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的总线监测设备，其特征在于，待监测总线的通信速率包括：

10Mbps通信速率、100Mbps通信速率以及1000Mbps通信速率中的一种。

8.一种总线监测方法，其特征在于，所述总线监测方法应用于总线监测设备中的控制单元，所述总线检测设备还包括：信号采集单元和接口转换单元，所述总线监测方法包括：

从所述信号采集单元接收调理后的总线数据，所述调理后的总线数据为所述信号采集单元对从待监测总线中采集的总线数据调理后得到的；

根据所述调理后的总线数据识别所述待监测总线的通信速率，根据所述通信速率控制所述信号采集单元将采集到的总线数据按照所述通信速率输入到所述接口转换单元中；并根据所述通信速率控制所述接口转换单元选择与所述通信速率对应的总线接口；

从所述总线接口接收总线数据，从所述总线接口接收到的总线数据为所述接口转换单元利用所述总线接口对从所述信号采集单元输入的总线数据进行采集得到的；

为从所述总线接口接收的每帧总线数据打上时间戳信息，所述时间戳信息的时间精度大于任一种待监测总线的时间分辨率；

利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果，所述预设延时监测条件与所述待监测总线匹配。

9.根据权利要求8所述的总线监测方法，其特征在于，所述预设延时监测条件包括：表征总线数据类型的预设字段信息，以及相应类型总线数据的延时阈值；所述利用所述时间戳信息和预设延时监测条件对所述待监测总线的总线数据进行延时性监测，得到所述待监测总线对应的延时监测结果包括：

从收到的总线数据中提取预设字段信息；

依据具有相同预设字段信息的总线数据的时间戳信息，计算相应类型总线数据的实际延时；

将相应类型总线数据的实际延时与延时阈值进行比对，依据比对结果，得到所述待监测总线对应的延时监测结果。

10.根据权利要求8所述的总线监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述待监测总线对应的延时监测结果上传至上位机。

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