CN111669301A - 面向嵌入式设备测试的辅助通信装置 - Google Patents

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王念伟
倪诚林
储燕
马丽娟
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Abstract

本发明公开了一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置,包含通用逻辑处理模块和专用物理接口模块;通用逻辑处理模块包含FPGA芯片和以太网接口芯片/组件,以太网接口芯片/组件用于按照以太网协议实现测试设置与FPGA之间的数据传输;FPGA中根据需要部署对应的嵌入式总线逻辑处理IP核,完成嵌入式设备使用的总线数据与以太网数据的转换;专用物理接口模块用于根据嵌入式设备使用总线提供对应的接口以使辅助通信装置按电气接口规范要求与嵌入式设备互连并通信。本发明可不依赖于测试设备独立运行,提高了部署的灵活性和效率。

Description

面向嵌入式设备测试的辅助通信装置
技术领域
本发明涉及一种通信板卡技术,特别涉及一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置,用于解决测试设备与被测嵌入式设备之间的数据通信。
背景技术
在嵌入式设备的测试验证环境中,测试设备通常使用通信板卡实现与被测嵌入式设备之间的数据通信。由于嵌入式设备种类繁杂、软硬件差异巨大,采用的数据通信总线也多种多样,导致传统的通信板卡存在以下几点不足:
首先,传统通信板卡的硬件设计通常针对特定总线采用专用芯片,不同类型的板卡硬件设计差异很大。由于这种软硬件的专一性,导致传统通信板卡功能单一且价格昂贵;
其次,传统通信板卡通常通过PCI或PCI-E接口插接在测试设备的主板上,因此主板上扩展插槽的数量限制了测试设备可支持的通信板卡数量,同样也就限制了可同时支持的嵌入式总线类型,这在复杂系统的测试环境中经常遇到;
再次,传统通信板卡的PCI/PCI-E驱动程序编写复杂,且与操作系统版本耦合紧密,这就导致驱动更新缓慢,对测试平台的搭建和升级限制较多;
最后,传统通信板卡驱动程序提供的二次开发API对操作系统和开发环境依赖程度高,增加了测试设备上测试软件的编制难度,提高了开发和维护成本。
综上,传统通信板卡的这些缺点不仅提高了测试验证环境的构建难度和成本,降低了部署的灵活性,还经常会影响嵌入式产品的研发验证进度。
发明内容
为了解决传统通信板卡功能单一、价格昂贵、对运行平台软硬件要求严格、部署不灵活的问题,本发明的发明目的在于提供一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置,可不依赖于测试设备独立运行,并可通过内部的硬件模块复用降低成本,从而降低了测试验证环境的整体搭建和维护开销,提高了部署的灵活性和效率。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现:
一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置,包含通用逻辑处理模块和专用物理接口模块,通用逻辑处理模块和专用物理接口模块之间由标准接口互连;
通用逻辑处理模块包含FPGA芯片和以太网接口芯片/组件,以太网接口芯片/组件用于按照以太网协议实现测试设备与FPGA芯片之间的数据传输;FPGA芯片上根据需要部署对应的嵌入式总线逻辑处理IP核,完成嵌入式设备使用的总线数据与以太网数据的转换;
专用物理接口模块包含总线物理层接口芯片和相应接口组件,接口组件根据嵌入式设备使用总线提供对应的接口以使辅助通信装置按电气接口规范要求与嵌入式设备互连,总线物理层接口芯片用于根据嵌入式设备所使用的总线协议实现FPGA与嵌入式设备之间通信。
优选地,通用逻辑处理模块还包含嵌入式CPU或者FPGA上具有的CPU,CPU上运行的软件包括初始化及任务管理模块、上位机命令处理模块、驱动处理模块和自检处理模块;
初始化及任务管理模块用于实现辅助通信装置的上电初始化,通过以太网IP地址的设置与测试设备建立通信,获取辅助通信装置的资源并设置辅助通信装置的初始状态,启动运行在CPU中的程序任务;
上位机命令处理模块用于通过解析测试设备发送的指令,完成辅助通信装置功能状态的变更及状态上报;
驱动处理模块用于为其他模块提供驱动硬件的接口支持;
自检处理模块用于获取辅助通信装置的状态并进行自检测操作,为上报辅助通信装置的状态提供数据支持。
本发明的有益效果在于:
首先,本发明改变了传统通信板卡采用针对特定总线设计专用芯片的处理方法,转为采用通用逻辑处理模块+专用物理接口模块的设计思路,使得不同的嵌入式总线可以共用硬件设计,由软件和嵌入式总线逻辑处理IP核来实现不同的总线通信功能,从而降低测试软件的研发和制造成本;
其次,基于本发明开发的辅助通信装置与测试设备之间不再采用PCI或PIC-E接口连接,改为使用以太网通过UDP协议进行通信。通过交换机扩展的方式,一台测试设备可以同时连接数量众多且不同类型的辅助通信装置,从而满足复杂系统测试环境的搭建要求。同时,通过更换测试设备,可以使得辅助通信装置可以便捷地为多个测试项目所分时共用。
再次,基于本发明开发的辅助通信装置在测试设备上无需安装驱动程序,测试应用软件可以通过基于UDP的二次编程API接口与辅助通信装置进行交互,解除了上位机环境对操作系统和开发环境的依赖,降低了测试软件编制难度和开发维护成本;
最后,用户可以通过对辅助通信装置中通用逻辑处理模块进行二次编程,从而使得智能通信板卡具有良好的功能可扩展性。
综上,本发明较传统通信板卡降低了测试验证环境搭建和维护成本,提高了部署的灵活性和效率,为复杂系统的开发验证提供了有力的保障支持,具有十分广泛的应用前景。
附图说明
图1为面向嵌入式设备测试的辅助通信装置的结构框图。
图2为面向嵌入式设备测试的辅助通信装置上驻留的软件示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1所示,本实施例所示的一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置的硬件包含通用逻辑处理模块和专用物理接口模块,通用逻辑处理模块和专用物理接口模块之间由标准接口互连。
其中:通用逻辑处理模块由具有CPU运算核心的现场可编程门阵列(FPGA)芯片(或嵌入式CPU+专用FPGA芯片)和以太网接口芯片/组件构成。以太网接口芯片/组件用于按照以太网协议实现测试设置与FPGA之间的数据传输。
FPGA中根据需要部署对应的嵌入式总线逻辑处理IP核,完成嵌入式设备使用的总线数据与以太网数据的转换。CPU中运行相关管理和维护软件,维护智能板卡的状态和功能。如图2所示,CPU上运行的软件包括但不限于初始化及任务管理模块、上位机命令处理模块、驱动处理模块和自检处理模块,嵌入式总线逻辑处理IP核上运行的软件包含数据转发处理模块。初始化及任务管理模块用于实现辅助通信装置的上电初始化,通过以太网IP地址的设置与测试设备建立通信,获取辅助通信装置的资源并设置辅助通信装置的初始状态,启动运行在CPU中的程序任务。上位机命令处理模块通过解析测试设备发送的指令,完成辅助通信装置功能状态的变更及状态上报。驱动处理模块为其他模块提供驱动硬件的接口支持。自检处理模块获取辅助通信装置的状态并进行自检测操作,为上报辅助通信装置的状态提供数据支持。数据转发处理模块是完成总线数据与以太网数据的转换,使得辅助通信装置两端连接的设备——测试设备和嵌入式设备——进行数据交互。
专用物理接口模块由总线物理层接口芯片和相应接口组件构成(包括但不限于GJB289A、HB6096、RS422、AFDX、FC、IEEE1394、CAN等总线)。接口组件根据嵌入式设备使用总线提供对应的接口以使辅助通信装置按电气接口规范要求与嵌入式设备互连,总线物理层接口芯片用于根据嵌入式设备所使用的总线协议实现FPGA与嵌入式设备之间通信。
本实施例所示的辅助通信装置为单独的小型设备,可以通过以太网的网状结构,将多个辅助通信装置和多套测试设备经交换机灵活的组合在一起,为复杂系统的开发验证提供了有力的保障支持,同时其内部功能易于扩展。连接辅助通信装置的测试设备无需安装总线驱动程序,测试软件通过与操作系统和开发环境无关的基于UDP的二次编程API接口与辅助通信装置进行交互,降低了测试软件编制难度和开发维护成本。

Claims (2)

1.一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置,其特征在于其硬件包含通用逻辑处理模块和专用物理接口模块,通用逻辑处理模块和专用物理接口模块之间由标准接口互连;
通用逻辑处理模块包含FPGA芯片和以太网接口芯片/组件,以太网接口芯片/组件用于按照以太网协议实现测试设备与FPGA芯片之间的数据传输;FPGA芯片上根据需要部署对应的嵌入式总线逻辑处理IP核,完成嵌入式设备使用的总线数据与以太网数据的转换;
专用物理接口模块包含总线物理层接口芯片和相应接口组件,接口组件根据嵌入式设备使用总线提供对应的接口以使辅助通信装置按电气接口规范要求与嵌入式设备互连,总线物理层接口芯片用于根据嵌入式设备所使用的总线协议实现FPGA与嵌入式设备之间通信。
2.根据权利要求1所述的一种面向嵌入式设备测试的辅助通信装置,其特征在于通用逻辑处理模块还包含嵌入式CPU或者FPGA上具有的CPU,CPU上运行的软件包括初始化及任务管理模块、上位机命令处理模块、驱动处理模块和自检处理模块;
初始化及任务管理模块用于实现辅助通信装置的上电初始化,通过以太网IP地址的设置与测试设备建立通信,获取辅助通信装置的资源并设置辅助通信装置的初始状态,启动运行在CPU中的程序任务;
上位机命令处理模块用于通过解析测试设备发送的指令,完成辅助通信装置功能状态的变更及状态上报;
驱动处理模块用于为其他模块提供驱动硬件的接口支持;
自检处理模块用于获取辅助通信装置的状态并进行自检测操作,为上报辅助通信装置的状态提供数据支持。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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