CN112162890B - 一种mcu的dma压力测试方法、设备及存储介质 - Google Patents

一种mcu的dma压力测试方法、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明所提供的一种MCU的DMA压力测试方法、设备及存储介质，包括：与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试；当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据；对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储。本发明通过与待测MCU建立连接，通过发送响应的指令来控制待测MCU，使得MCU做出响应的操作，以得出MCU的DMA性能情况，并且，可以选择压力测试项目，提供了更为详细和全面的测试。

Description

一种MCU的DMA压力测试方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及DMA测试技术领域，尤其涉及的是一种MCU的DMA压力测试方法、设备及存储介质。
背景技术
DMA(直接内存访问)是一种直接从内存中存取数据的数据交换模式，它不需要经过CPU，在DMA模式下，只需要CPU向DMA控制器下达指令并启动DMA，在数据传送完成后反馈给CPU即可，这样可以很大程度的减轻CPU资源占有率，大大节省系统资源。
DMA控制器是一种在系统内部转移数据的独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专用总线将内部和外部存储器与每个具有DMA能力的外设连接起来的控制器。但是，当数据传输过多的时候(如视频，音频，网络接口等)，如果DMA性能不好，在总线被占用的时候不能及时仲裁切换，导致数据丢失，从而导致系统无法完成对应的操作。因此，验证DMA的稳定可靠性能具有相当重要的意义。同时，几乎市面上所有的MCU都具有DMA模块，DMA也广泛的被人们使用，因此DMA压力验证测试尤为重要，但是，有的测试平台中压力测试项目单一，无法按需选择对DMA的测试项目，因此无法提供更为详细和全面的测试；同时已有的测试平台不具有数据信息存储功能，只能通过手动的方式记录测试结果。
因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种MCU的DMA压力测试方法、设备及存储介质，旨在解决现有技术中已有的测试方法中压力测试项目单一，无法按需选择对DMA的测试项目的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种MCU的DMA压力测试方法，其中，包括：
与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试；
当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据；
对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储。
在进一步地实现方式中，所述压力测试项目包括：串口发送DMA功能、定时器PWM功能、Spi数据发送功能、IIC数据发送功能和DMA内存搬移功能。
在进一步地实现方式中，所述与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试的步骤之前还包括：
预先提供用于支持不同类型MCU的底层bsp接口。
在进一步地实现方式中，所述与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试的步骤具体包括：
采用modbus协议的方式与待测MCU建立通讯连接；
按照预先选择的压力测试项目，判断MCU底层是否配置有对应的压力测试项目；
若MCU底层配置有对应的压力测试项目，则控制待测MCU进行所述压力测试项目对应的DMA压力测试。
在进一步地实现方式中，所述按照预先选择的压力测试项目，判断MCU底层是否配置有对应的压力测试项目的步骤之后还包括：
若MCU底层没有配置对应的压力测试项目，则控制待测MCU增加所述压力测试项目；
控制待测MCU进行所述压力测试项目对应的DMA压力测试。
在进一步地实现方式中，所述当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据的步骤具体包括：
当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令进入数据分析画图模式；
获取待测MCU采集的DMA压力测试数据。
在进一步地实现方式中，对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储的步骤具体包括：
在所述数据分析画图模式中，对所述DMA压力测试数据进行描点显示波形，得到波形图形、波形参数信息和数据完整信息；
将所述波形图形、波形参数信息和数据完整信息进行存储。
在进一步地实现方式中，所述MCU的DMA压力测试方法还包括：
根据DMA压力测试的操作过程生成操作日志信息，并将操作日志信息进行存储。
在进一步地实现方式中，所述当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据的步骤之后还包括：
当达到预设的数据量后，发送中断指令至待测MCU，控制所述待测MCU停止采集DMA压力测试数据。
本发明还提供一种设备，其中，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的MCU的DMA压力测试程序，所述MCU的DMA压力测试程序被所述处理器执行时实现如上所述的MCU的DMA压力测试方法的步骤。
本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的MCU的DMA压力测试方法的步骤。
本发明所提供的一种MCU的DMA压力测试方法、设备及存储介质，包括：与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试；当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据；对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储。本发明通过与待测MCU建立连接，通过发送响应的指令来控制待测MCU，使得MCU做出响应的操作，以得出MCU的DMA性能情况，并且，可以选择压力测试项目，提供了更为详细和全面的测试。
附图说明
图1是本发明中MCU的DMA压力测试方法较佳实施例的流程图。
图2是本发明中MCU的DMA压力测试方法的较佳实施例中测试平台结构示意图。
图3a和图3b是本发明中MCU的DMA压力测试方法的较佳实施例中使用的通信协议。
图4是本发明中MCU的DMA压力测试方法较佳实施例中MCU的循环测试流程图。
图5是本发明中MCU的DMA压力测试方法较佳实施例中PC软件具体的逻辑流程图。
图6是本发明中MCU的DMA压力测试方法较佳实施例中MCU具体的逻辑流程图。
图7是本发明中设备的较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明主要用于单片机、微控制器、嵌入式测试平台、人机交互等领域。现在已存的DMA测试平台有以下缺陷：第一、不能支持所有MCU，工程人员只能自己对需要验证的MCU设计测试方法，增加了编程的时间和工作的复杂度；第二、没有增加压力测试项的功能，无法对DMA的性能提供更为详细和全面的测试；第三、现有的测试平台不具有上位机软件，无法直观快速的查看并判断MCU-DMA的性能情况；第四、现有的测试平台不具有数据信息存储功能，只能通过手动的方式记录测试结果。
针对上述缺陷，本发明提供了一种较为完善的DMA压力验证测试平台及方法，本发明的测试平台包括：PC端设备和MCU测试板，PC端设备上安装有数据接收显示软件(即PC界面软件)。微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)、A/D转换、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、DMA(Direct MemoryAccess，直接存储器访问)等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
为了解决不能支持所有MCU的问题，本发明提供了底层bsp接口，底层bsp接口是指MCU的底层硬件接口，现有的DMA测试平台只针对单独特定的MCU，测试方法和平台相当于都是定制的，缺乏了可修改性，本发明的测试平台则相当于把所有的单片机MCU集成起来，并提供了一个统一的bsp接口，开发人员只需要根据不同MCU的底层配置写入配置，就能兼容使用不同的MCU。这样，本发明支持不同类型的MCU；并使用标准C语言，可移植性高。底层接口配置好后，可直接使用本发明的测试平台；测试方法保存在系统平台中。
本发明还通过串口指令配置可增加总线及功能操作，便于进行压力验证测试；提供PC软件，操作方便简单，友善的人机交互界面，测试完成后存储操作日志，便于以后查看；PC软件具有图形显示分析，自动分析输出的波形频率等参数信息以及是否丢失数据，波形图形和参数信息可保存。
请参阅图2，本发明的测试平台结构包括：从下往上分别是BSP底层控件，应用控件和PC界面软件。BSP底层控件是指MCU运行所需的底层驱动配置，因为不同的MCU可能具有不同的底层驱动配置，因此该系统提供了一套BSP底层控件接口，用户可以根据自身MCU的需要和功能配置底层驱动，该系统提供了以下底层控件：串口、SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)、IIC(Inter-Integrated Circuit；集成电路总线)、ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)、DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)、定时器TIM以及SYS(系统时钟)；用户使用本测试平台提供的MCU代码，只需要自己手动添加BSP底层驱动配置即可正常运行该测试平台。
BSP底层控件中的串口配置主要是配置了3个串口，2个必要串口和1个功能使用的串口(可不配，在选择功能时就无法使用该功能)。默认串口1为DMA发送口，将采集到的数据发送至PC端，串口2为与上位机通信口，串口3为压力验证测试的功能选项，当没有串口3时可以不配置，压力验证测试则没有该串口功能。
SPI，IIC和定时器TIM是压力验证测试的功能选项，在不同的总线上，使用的时候可以查看当它们占用总线的时候，DMA是否能够准确可靠的将数据发送出来；压力验证测试功能配置好以后它们将会在主程序中运行且不会停止。
ADC则是采集信号源输入的信号并且通过DMA进行搬移；ADC采样频率需要根据输入信号的频率进行配置，比如信号源输入频率为50hz，那么为了使得一个周期能够采集100个数据信号，ADC的采样频率应该为5000hz。
DMA则用于搬移ADC采样数据和串口输出操作，同时也增加了一组串口DMA打印测试和DMA内存搬移到内存测试，用于压力验证测试。
SYS是指系统初始化系统时钟，systick时钟配置，保证MCU能够正常运行。
请参见图1，图1是本发明中MCU的DMA压力测试方法的流程图。如图1所示，本发明实施例所述的MCU的DMA压力测试方法包括以下步骤：
S100、与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试。
具体的，设备(PC端)首先与待测MCU建立连接，本发明的设备提供多种压力测试项目供用户选择。
在一种实现方式中，所述压力测试项目包括：串口发送DMA功能、定时器PWM功能、Spi数据发送功能、IIC数据发送功能和DMA内存搬移功能。也就是说，本发明可增加以上压力测试项目，对DMA的性能提供更为详细和全面的测试。其中，SPI是串行外设接口(SerialPeripheral Interface)的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。PWM(PulseWidth Modulation)为脉冲宽度调制。
在进一步地实现方式中，所述步骤S100具体包括：
S110、采用modbus协议的方式与待测MCU建立通讯连接；
S120、按照预先选择的压力测试项目，判断MCU底层是否配置有对应的压力测试项目；
S130a、若MCU底层配置有对应的压力测试项目，则控制待测MCU进行所述压力测试项目对应的DMA压力测试。
具体地，使用串口2与PC端软件进行人机交互，通讯协议采用modbus协议的方式，modbus协议(Modbus protocol)是一种串行通信协议。具体协议如图3a和图3b所示，系统可以根据不同的功能码进行操作，功能码01为中断指令，用来判断MCU与PC软件是否建立连接，并且可以通过清除其他操作，功能码02为压力测试功能串口发送，当PC软件配置该功能后，若MCU底层有配置该功能，MCU及会通过串口向PC软件返回对应的指令，功能码03/04/05/06功能的实现过程与02功能的实现过程相同。
进一步地，所述步骤S120之后还包括：
S131b、若MCU底层没有配置对应的压力测试项目，则控制待测MCU增加所述压力测试项目；
S132b、控制待测MCU进行所述压力测试项目对应的DMA压力测试。
所述步骤S100之后为：S200、当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据。
在一种实现方式中，所述步骤S200具体包括：
S210、当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令进入数据分析画图模式；
S220、获取待测MCU采集的DMA压力测试数据。
具体地，功能码07为ADC采集启动发送功能，当设备中的系统开始运行后，MCU先发送启动发送指令(07指令)给设备中的PC软件以告知软件MCU已启动发送功能，设备中的PC软件收到所述启动发送指令后进入数据分析画图模式。
也就是说，本发明的测试平台主要分为PC端软件和MCU系统两个部分，将配置好的MCU系统和PC软件通过串口连接起来，并且通过PC软件发送相应的指令来操作MCU，使MCU做出相应的操作，以得出MCU的DMA性能情况。
所述步骤S200之后为：S300、对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储。
在一种实现方式中，所述步骤S300具体包括：
S310、在所述数据分析画图模式中，对所述DMA压力测试数据进行描点显示波形，得到波形图形、波形参数信息和数据完整信息；
S320、将所述波形图形、波形参数信息和数据完整信息进行存储。
具体地，MCU在进行DMA测试时，ADC_DMA操作为循环操作，即ADC采样一个数据都会通过DMA将数据搬移至adcbuff区存储，与此同时，串口也开启循环操作，将adcbuff区的数据一次一个字节的搬移至串口外设，并发送至PC端。这样做的目的在于可以将信号源输入的信号实时的通过ADC采集并且通过串口发送出来，PC端因此可以获得比较完整的数据波形。
请参阅图4，MCU的循环测试方式具体为：
A1、信号源输入信号；
A2、ADC采集数据ADCbuff；
A3、串口发送数据ADCbuff；
A4、PC端接收数据ADCbuff，并进行分析。
PC界面软件用于采集和分析MCU发送的数据，将采集的数据进行描点显示波形，并且分析波形频率和数据完整性。其中，波形的频率和数据的完整性可以根据信号源的输出频率和MCU中ADC配置的频率来自行计算。同时该PC软件具有数据存储功能。
在一种实现方式中，如图5所示，PC软件具体的逻辑流程步骤如下：
B1、启动；
B2、配置串口波特率等参数；
B3、发送握手指令；
B4、判断握手指令接收是否正确；若是，则执行步骤B5；若否，则返回步骤B3；
B5、配置压力验证测试功能；
B6、判断测试功能指令接收是否正确；若是，则执行步骤B7；若否，则返回步骤B5；
B7、配置数据长度；
B8、启动数据传输功能；
B9、判断是否达到配置数据长度；若是，则执行步骤B10；若否，则返回步骤B8；
B10、发送中断指令；
B11、结束。
如图6所示，MCU具体的逻辑流程步骤如下：
C1、上电；
C2、初始化配置；
C3、配置DMA检测；
C4、等待PC端串口指令；
C5、判断是否是握手指令；若是，则执行步骤C6；若否，则返回步骤C4；
C6、判断是否接收增加功能；若是，则执行步骤C7；若否，则重复此步骤；
C7、增加压力验证测试功能；
C8、判断是否是启动数据传输功能；若是，则执行步骤C9；若否，则重复此步骤；
C9、执行数据传输功能；
C10、结束。
另外，为了增加压力验证测试，在该测试方法开始之前，用户可以通过PC软件选择增加的压力测试项目，一个或多个压力测试项目可同时进行，并且以此来验证该MCU的DMA是否可靠稳定。
在进一步地实现方式中，所述MCU的DMA压力测试方法还包括：根据DMA压力测试的操作过程生成操作日志信息，并将操作日志信息进行存储。也就是说，PC端界面软件具有记录日志功能。也就是说，本发明的设备界面可进行图形显示、数据分析以及日志的记录。
进一步地，所述步骤S200之后还包括：当达到预设的数据量后，发送中断指令至待测MCU，控制所述待测MCU停止采集DMA压力测试数据。也就是说，预先在设备的PC软件中设定数据量范围，在达到设定的数据量范围后，PC软件发送中断指令清空当前操作，MCU即停止采集。
本发明还提供一种设备，具体可以为PC端，并且安装有PC软件。请参阅图7，所述设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的MCU的DMA压力测试程序，所述MCU的DMA压力测试程序被所述处理器执行时实现如上所述的MCU的DMA压力测试方法的步骤；具体如上所述。
本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的MCU的DMA压力测试方法的步骤；具体如上所述。
综上所述，本发明公开的一种MCU的DMA压力测试方法、设备及存储介质，包括：与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试；当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据；对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储。本发明通过与待测MCU建立连接，通过发送响应的指令来控制待测MCU，使得MCU做出响应的操作，以得出MCU的DMA性能情况，并且，可以选择压力测试项目，提供了更为详细和全面的测试。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，包括：
预先提供用于支持不同类型MCU的底层bsp接口；
与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试；
当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据；
对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储。
2.根据权利要求1所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，所述压力测试项目包括：串口发送DMA功能、定时器PWM功能、Spi数据发送功能、IIC数据发送功能和DMA内存搬移功能。
3.根据权利要求1所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，所述与待测MCU建立连接，按照预先选择的压力测试项目控制待测MCU进行DMA压力测试的步骤具体包括：
采用modbus协议的方式与待测MCU建立通讯连接；
按照预先选择的压力测试项目，判断MCU底层是否配置有对应的压力测试项目；
若MCU底层配置有对应的压力测试项目，则控制待测MCU进行所述压力测试项目对应的DMA压力测试。
4.根据权利要求3所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，所述按照预先选择的压力测试项目，判断MCU底层是否配置有对应的压力测试项目的步骤之后还包括：
若MCU底层没有配置对应的压力测试项目，则控制待测MCU增加所述压力测试项目；
控制待测MCU进行所述压力测试项目对应的DMA压力测试。
5.根据权利要求1所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，所述当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据的步骤具体包括：
当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令进入数据分析画图模式；
获取待测MCU采集的DMA压力测试数据。
6.根据权利要求5所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，对所述DMA压力测试数据进行图形显示分析，并将分析后的结果数据进行存储的步骤具体包括：
在所述数据分析画图模式中，对所述DMA压力测试数据进行描点显示波形，得到波形图形、波形参数信息和数据完整信息；
将所述波形图形、波形参数信息和数据完整信息进行存储。
7.根据权利要求1所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，所述MCU的DMA压力测试方法还包括：
根据DMA压力测试的操作过程生成操作日志信息，并将操作日志信息进行存储。
8.根据权利要求1所述的MCU的DMA压力测试方法，其特征在于，所述当接收到待测MCU发送的启动发送指令时，根据所述启动发送指令获取待测MCU采集的DMA压力测试数据的步骤之后还包括：
当达到预设的数据量后，发送中断指令至待测MCU，控制所述待测MCU停止采集DMA压力测试数据。
9.一种安装PC软件的PC端，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的MCU的DMA压力测试程序，所述MCU的DMA压力测试程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8任意一项所述的MCU的DMA压力测试方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如权利要求1-8任意一项所述的MCU的DMA压力测试方法的步骤。
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