CN112100013B - 安全芯片spi接口测试方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式涉及芯片测试技术领域，特别涉及一种安全芯片SPI接口测试方法、装置及系统。所述方法包括：所述安全芯片的SPI接口与测试设备的对应接口相连，接收输入的第一测试指令，所述第一测试指令包括打开函数、收发函数或关闭函数；通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令；获取所述测试设备响应于所述第二测试指令，对所述SPI接口进行操作并返回的操作结果；基于所述操作结果确定所述安全芯片的SPI接口是否正常。同时还提供了对应的装置和系统。本发明提供的实施方式，能够提升安全芯片SPI接口的测试效率。

Description

安全芯片SPI接口测试方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及芯片测试技术领域，特别涉及一种安全芯片SPI接口测试方法、一种安全芯片SPI接口测试装置及一种安全芯片SPI接口测试系统。

背景技术

随着智能电网与智能电表的广泛应用，安全芯片对于保护智能电网与智能电表的通信数据起到了至关重要的作用。同时，交互数据量的增大，对于通信测试的要求越来越高。SPI通信协议由于其高速、同步串行以及全双工等优点，已经广泛应用于智能电表安全芯片的数据交互中。这时，对于芯片评价人员带来的问题就是，如何使安全芯片能够达到高速通信并且保证其稳定性。这就是考量芯片评价人员在具体测试工作中，尽可能全面的兼容SPI通信的测试设备。面对繁多的符合SPI协议的通信设备，不同的测试设备商家提供的实现SPI通信的测试设备的API函数是通过动态链接库（文件尾缀*.dll）实现的，具有API函数较多、名称各异、形参种类复杂等特点，尤其对于指针形式的形参的调用很可能出现错误。

SPI（Serial Peripheral Interface），串行外设接口；

API（Application Programming Interface），应用程序接口。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种安全芯片SPI接口测试方法、装置及系统，以至少部分地解决以上问题。

为达到上述目的，本发明的第一方面，提供了一种安全芯片SPI接口测试方法，所述安全芯片的SPI接口与测试设备的对应接口相连，所述测试方法包括：

接收输入的第一测试指令，所述第一测试指令包括打开函数、收发函数或关闭函数；通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令；获取所述测试设备响应于所述第二测试指令，对所述SPI接口进行操作并返回的操作结果；基于所述操作结果确定所述安全芯片的SPI接口是否正常。

优选的，所述打开函数，用于建立与所述安全芯片的SPI通信连接；所述收发函数，用于在SPI通信连接已建立后，传递与所述安全芯片的交互信息；所述关闭函数，用于断开与所述安全芯片的所述SPI通信连接。

优选的，所述API函数库包括：调用接口，用于提供所述打开函数、所述收发函数和所述关闭函数供外部调用，以此获取所述第一测试指令；API函数集合，包括多种不同类型的测试设备能够执行的API函数的集合；以及对应关系，所述对应关系为所述第一测试指令与API函数之间的对应关系。

优选的，所述通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令，包括：基于所述对应关系、第一测试指令的功能和第一测试指令的输入参数，从所述API函数集合中匹配确定对应的API函数；再基于所述第一测试指令的输入参数确定所述对应的API函数中的参数，将确定参数后的所述对应的API函数作为所述第二测试指令。

优选的，所述打开函数的输入参数包括：测试设备的设备名称和设备索引，输出参数包括设备句柄，其对应的第二测试指令为：与所述设备名称和\或设备索引对应的测试设备的打开函数。

优选的，所述收发函数的输入参数包括：设备句柄、交互命令、SPI通信模式、通信速率、通信速率分频值以及测试信息输出控制布尔值，输出参数包括所述安全芯片的响应结果，其对应的第二测试指令为：以所述SPI通信模式、所述通信速率和所述通信速率分频值，向所述设备句柄对应的测试设备发送所述交互命令。

优选的，所述关闭函数的输入参数包括设备句柄，无输出参数；其对应的第二测试指令为：与所述设备句柄对应的测试设备的关闭函数。

优选的，所述测试方法还包括：将测试过程中的测试设备响应于所述第二测试指令的操作结果输出至同一预设文件中。

在本发明的第二方面，还提供了一种安全芯片SPI接口测试装置，包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的安全芯片SPI接口测试方法。

在本发明的第三方面，还提供了一种安全芯片SPI接口测试系统，包括：前述的安全芯片SPI接口测试装置，以及与所述测试装置相连的测试设备，所述测试设备提供与安全芯片的SPI接口相连的对应接口，并接收所述测试装置的测试指令。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的安全芯片SPI接口测试方法。

本发明所述的安全芯片SPI接口测试方法、装置及系统，具有以下有益效果：本发明提供的统一SPI接口测试函数的方法，将测试安全芯片SPI接口的函数统一归类，一方面能够完成测试设备与安全芯片的SPI协议测试，另一方面能够完整记录上位机与测试设备的交互过程。在完成测试及记录测试的基础上，不仅有效管理了安全芯片的测试设备，而且极大的提升了测试用例的开发效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施方式中的安全芯片SPI接口测试方法的步骤示意图；

图2为本发明一实施方式中的API函数库的框架示意图；

图3为本发明一实施方式中的打开函数的程序结构示意图；

图4为本发明一实施方式中的收发函数的程序结构示意图；

图5为本发明一实施方式中的关闭函数的程序结构示意图；

图6为本发明一实施方式中的安全芯片SPI接口测试系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。

图1为本发明一实施方式中的安全芯片SPI接口测试方法的步骤示意图。如图1所示，一种安全芯片SPI接口测试方法，所述测试方法包括：

S01、接收输入的第一测试指令，所述第一测试指令包括打开函数、收发函数或关闭函数；

在此步骤之前，可以先实现测试硬件环境的搭建，例如将所述安全芯片的SPI接口与测试设备的对应接口相连。本发明实施方式中的第一测试指令为打开函数，收发函数或关闭函数中的一种，提供具有通用性的基础功能的第一测试指令，以此屏蔽不同测试设备的测试指令差异而带来的不通用的问题。此处的第一测试指令可以来自用户的指令输入或者事先编好的自动测试脚本，无需考虑测试设备的差异，仅需要调用第一测试指令就能实现相应的功能。本实施方式中的测试设备可以是其中之一：1）基于SPI协议专用转换芯片的通信设备；（2）基于MCU开发的SPI通信设备；（3）专用测试设备。

S02、通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令；为了使测试环境中的实际的测试设备能够执行，需要将第一测试指令转换为第二测试指令。其中第二测试指令是与测试设备相对应的，是能够触发测试设备进行测试动作。这些测试指令一般由测试设备的厂家定义，随着测试设备的操作说明提供的。统一的API函数库涵盖对SPI通信设备的基本操作，包括打开设备，命令与响应的收发以及关闭设备。

S03、获取所述测试设备响应于所述第二测试指令，对所述SPI接口进行操作并返回的操作结果；测试设备接收到第二测试指令，并由此触发进行对应的动作，例如对安全芯片的SPI接口进行打开、读写或关闭等操作，并返回操作结果。此处的操作结果包括操作日志信息、操作完成状态、错误信息或者读写数据记录等。

S04、基于所述操作结果确定所述安全芯片的SPI接口是否正常。根据预设的测试项目，每一项的输入的测试用例均能得到对应的测试预期，以判断安全芯片的SPI接口的工作是否合乎测试规范。通过输入的第一测试指令和对应的操作结果，或者还可以包括第二测试指令的工作流程，确定安全芯片的整个测试是否通过。

通过以上的实施方式，将名称各异和形参种类复杂的实现SPI通信的测试设备的API函数统一为API函数库，仅通过打开函数，收发函数和关闭函数实现功能调用，既避免了指针形式的形参调用中可能出现的错误，也方便芯片评价人员在编写测试用例时的调用，从而提升了测试效率。

其中，所述打开函数，用于建立与所述安全芯片的SPI通信连接；所述收发函数，用于在SPI通信连接已建立后，传递与所述安全芯片的交互信息；所述关闭函数，用于断开与所述安全芯片的所述SPI通信连接。以上三个函数涵盖了对SPI通信测试设备的基本操作，包括打开设备，命令与响应的收发以及关闭设备。打开设备用于打开指定的设备，与该设备建立起初始的连接；命令与响应的收发用于上位机向测试设备发送与被测安全芯片交互的命令，并接收测试设备返回的响应；关闭设备用于关闭指定的设备，断开与该设备的连接。

图2为本发明一实施方式中的API函数库的框架示意图。如图2所示，在该实施方式中，所述API函数库包括：调用接口，用于提供所述打开函数、所述收发函数和所述关闭函数供外部调用，以此获取所述第一测试指令；API函数集合，包括多种不同类型的测试设备能够执行的API函数的集合；以及对应关系，所述对应关系为所述第一测试指令与API函数之间的对应关系。该API函数库中有以下三个接口函数，分别为打开函数，收发函数，关闭函数。上述三条API函数均整合了所有基础的能够进行SPI通信的测试设备对应的函数库。其中API函数库中采用功能类别和测试设备的类别进行组织的，便于匹配效率。打开函数能够将测试设备的SPI通信接口与被测安全芯片建立连接。由于部分测试设备的SPI通信只是其中的一种通信功能，这就导致要针对性的打开该类设备的SPI通信接口，因此在打开函数的输入参数设计中，需要根据设备名称打开指定的设备。收发函数整合的是测试设备SPI参数配置、与安全芯片数据交互的功能以及配置是否保存通信数据。SPI参数配置的是SPI的模式、SPI的通信频率及其分频值，安全芯片交互数据配置的是字符串形式的命令。关闭函数能够关闭指定测试设备与被测安全芯片的SPI通信连接。同打开函数一样，根据测试设备的不同，关闭设备的步骤也不同，需要根据设备名称关闭指定设备。打开函数、关闭函数均默认保存打开设备、关闭设备过程对应的信息。

在本发明提供的一种实施方式中，所述通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令，包括：基于所述对应关系、第一测试指令的功能和第一测试指令的输入参数，从所述API函数集合中匹配确定对应的API函数；再基于所述第一测试指令的输入参数确定所述对应的API函数中的参数，将确定参数后的所述对应的API函数作为所述第二测试指令。例如，当接收到第一测试指令时，根据第一测试指令的功能（打开、收发或关闭），能够确定API函数库中的分支，例如确定为打开功能。再根据第一测试指令的参数（例如设备信息和设备句柄）在打开API函数的分支中，从该分支的多个测试设备确定出唯一的测试设备，得到一个唯一的测试设备打开API函数，以实现打开操作。如果得到的打开API函数需要具有输入参数，该输入参数可以由第一测试指令进行传递。由于不同的打开API函数可能需要的参数不一定相同，当从第一测试指令没有获取到对应的输入参数时，采用默认参数，并不影响该打开API函数的执行。

图3为本发明一实施方式中的打开函数的程序结构示意图。如图3所示，在该实施方式中，所述打开函数的输入参数包括：测试设备的设备名称和设备索引，输出参数包括设备句柄，其对应的第二测试指令为：与所述设备名称和\或设备索引对应的测试设备的打开函数。具体的，打开函数（Open函数）的输入为设备名称（str）以及设备索引（uchar）；输出参数为设备句柄（long）。设备名称使用模糊定义的方式，不论输入设备专业名称，还是口语化的名称（必须保证是英文/数字其中的一种或者组合），该打开函数均能识别。设备索引以及设备句柄的设计是用于单台上位机控制多台测试设备时的使用，默认设备索引为0。

图4为本发明一实施方式中的收发函数的程序结构示意图。如图4所示，在该实施方式中，所述收发函数的输入参数包括：设备句柄、交互命令、SPI通信模式、通信速率、通信速率分频值以及测试信息输出控制布尔值，输出参数包括所述安全芯片的响应结果，其对应的第二测试指令为：以所述SPI通信模式、所述通信速率和所述通信速率分频值，向所述设备句柄对应的测试设备发送所述交互命令。具体的，收发函数（SendAndReceive）的输入参数包括：函数的输入为设备句柄（long），安全芯片命令（str），SPI的模式（uchar），SPI的通信速率（uchar），SPI的通信分频值（uchar），是否保存测试信息（bool）；输出参数为测试设备向上位机返回的数据（str）。设备句柄为Open函数的返回值，安全芯片命令为芯片设计中定义符合SPI协议的通信命令，SPI模式的默认值为3，SPI的通信速率以及分频值成对出现，分频值默认为1（参数设置的分频后的通信速率如果不符合测试设备要求，将自动匹配至与其差值绝对值较小的邻近值。若差值绝对值相等，则选择邻近的较小的通信速率）。默认保存的测试信息以及测试设备向上位机返回的数据均为测试信息，芯片评价人员可选择默认全部保存或者自定义保存测试信息。本实施方式一方面整合了原有设备中配置SPI通信参数的函数以及与设备交互的函数，同时避免了之前芯片评价人员调用测试设备动态链接库时，由于动态库中收发过程对发送接收数据使用指针/数组，导致的对指针/数组的误用产生的错误结果。本函数充分利用了python环境下对于动态链接库调用的简便性以及列表使用的灵活性，将各种不同设备的API函数形参进行了统一。

图5为本发明一实施方式中的关闭函数的程序结构示意图。如图5所示，在该实施方式中，所述关闭函数的输入参数包括设备句柄，无输出参数；其对应的第二测试指令为：与所述设备句柄对应的测试设备的关闭函数。具体的，关闭函数（Close函数）的输入为设备句柄（long）；无输出参数。上位机通过含有句柄的Close函数即可关闭指定设备的SPI通信接口。如果关闭设备出现故障，则需要手动重启指定的设备，设备会向上位机返回错误代码。该函数默认将设备名称，关闭时间，设备是否正确关闭等信息追加记录至默认测试结果文件，该文件为打开设备函数创建的文件。

在本发明提供的一种实施方式中，所述测试方法还包括：将测试过程中的测试设备响应于所述第二测试指令的操作结果输出至同一预设文件中。该函数默认将设备名称，打开时间，设备是否正确打开等信息记录至默认测试结果文件，该测试结果文件地址为默认文件夹（C:\Users\Administrator\AppData\SPI_Test），文件名称为自定义，后缀可以为.txt，以便于阅读和处理。在实例化时输入，各条执行信息按行在文件中进行存储。在采用收发函数时，其默认测试结果文件为打开设备函数创建的文件，即也为预设文件，测试结果的打印内容为：设备名称，时间，命令，响应，SPI通信参数。输出参数包括：设备向上位机的返回数据，如果设备无故障，则返回数据为被测芯片返回；若设备出现故障，返回数据为设备故障码，需要上位机根据返回数据中的故障码判断设备故障原因。在采用关闭函数时，如果关闭设备出现故障，则需要手动重启指定的设备，设备会向上位机返回错误代码。该函数默认将设备名称，关闭时间，设备是否正确关闭等信息追加记录至默认测试结果文件，该文件为打开设备函数创建的文件，该文件同样为前述的预设文件。通过将测试过程中的信息写入同一文件，不仅有利于对测试过程的全面监控，还有利于测试结果的进一步的自动化处理。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种安全芯片SPI接口测试装置，包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的安全芯片SPI接口测试方法。所述处理器可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器可以是该测试设备的内部存储单元，例如测试设备的硬盘或内存。所述存储器也可以是测试设备的外部存储设备，例如所述测试设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（FlashCard）等。进一步地，所述存储器还可以既包括测试设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及测试设备所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。作为另一种实施方式，该测试装置与测试设备在硬件上具有集成性，即测试设备集成有测试装置的功能模块，实现仅通过基本命令实现对测试设备的测试部分的控制。

图6为本发明一实施方式中的安全芯片SPI接口测试系统的结构示意图。如图6所示，在本发明提供的该实施方式中，该安全芯片SPI接口测试系统，包括：前述的安全芯片SPI接口测试装置，以及与所述测试装置相连的测试设备，所述测试设备提供与安全芯片的SPI接口相连的对应接口，并接收所述测试装置的测试指令。此处的目前常用的测试装置优选为上位机，该上位机通过网口或者串口或者USB口等与测试设备相连。此处的测试设备主要可以为：（1）基于SPI协议专用转换芯片的通信设备；（2）基于MCU开发的SPI通信设备；（3）专用测试设备；主要提供与安全芯片的SPI连接。本实施方式将针对上述测试设备建立统一的API函数库，通过计算机程序的方式存储在测试装置（即上位机）中，方便芯片评价人员在编写测试用例时，通过软件执行进行调用。

本发明的实施方式还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本实施方式所述的安全芯片SPI接口测试方法。

以上结合附图详细描述了本发明实施方式的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施方式的不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (5)

1.一种安全芯片SPI接口测试方法，所述安全芯片的SPI接口与测试设备的对应接口相连，其特征在于，所述测试方法包括：

接收输入的第一测试指令，所述第一测试指令包括打开函数、收发函数或关闭函数；

通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令；

获取所述测试设备响应于所述第二测试指令，对所述SPI接口进行操作并返回的操作结果；

基于所述操作结果确定所述安全芯片的SPI接口是否正常；

所述打开函数的输入参数包括：测试设备的设备名称和设备索引，输出参数包括设备句柄，所述打开函数对应的第二测试指令为：与所述设备名称和\或设备索引对应的测试设备的打开API函数；

所述收发函数的输入参数包括：设备句柄、交互命令、SPI通信模式、通信速率、通信速率分频值以及测试信息输出控制布尔值，输出参数包括所述安全芯片的响应结果，所述收发函数对应的第二测试指令为：以所述SPI通信模式、所述通信速率和所述通信速率分频值，向所述设备句柄对应的测试设备发送所述交互命令；

所述关闭函数的输入参数包括设备句柄，无输出参数；所述关闭函数对应的第二测试指令为：与所述设备句柄对应的测试设备的关闭API函数；

所述API函数库包括：

调用接口，用于提供所述打开函数、所述收发函数和所述关闭函数供外部调用，以此获取所述第一测试指令；

API函数集合，包括多种不同类型的测试设备能够执行的API函数的集合；以及

对应关系，所述对应关系为所述第一测试指令与API函数之间的对应关系；

所述通过API函数库解析所述第一测试指令，生成所述测试设备能够执行的且与所述第一测试指令功能对应的第二测试指令，包括：

基于所述对应关系、第一测试指令的功能和第一测试指令的输入参数，从所述API函数集合中匹配确定对应的API函数；

基于所述第一测试指令的输入参数确定所述对应的API函数中的参数；

将确定参数后的所述对应的API函数作为所述第二测试指令。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，

所述打开函数用于建立与所述安全芯片的SPI通信连接；

所述收发函数用于在所述SPI通信连接已建立后，传递与所述安全芯片的交互信息；

所述关闭函数用于断开与所述安全芯片的所述SPI通信连接。

3.根据权利要求1至2中任一项权利要求所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：将测试过程中的测试设备响应于所述第二测试指令的操作结果输出至同一预设文件中。

4.一种安全芯片SPI接口测试装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现权利要求1至3中任一项权利要求所述的安全芯片SPI接口测试方法。

5.一种安全芯片SPI接口测试系统，其特征在于，包括：

权利要求4所述的安全芯片SPI接口测试装置；以及

与所述测试装置相连的测试设备，所述测试设备提供与安全芯片的SPI接口相连的对应接口，并接收所述测试装置的测试指令。

Images