CN113495225B - 一种电源稳定性测试方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源稳定性测试方法、系统及设备，SERDES模块的供电端口的电压的离散程度反映电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性，电压的离散程度越小表示电压分布越集中，电源供电越稳定。基于此原理，本发明获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压，并根据N个第一电压得到第一电压的离散程度，然后依据第一电压的离散程度判断电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性。通过电压的离散程度对电源的稳定性进行判定，判定结果不依赖于电压采集模块的精度，不需要使用高精度的示波器，降低了成本。

Description

一种电源稳定性测试方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及测试领域，特别是涉及一种电源稳定性测试方法、系统及设备。

背景技术

在高速信号传输领域，完整并且稳定的传输信号是重点关注部分，PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，外设组件互连标准)总线作为目前被广泛使用的一种高速传输协议，其信号传输的品质更是至关重要。例如，使用Retimer芯片可以保证PCIE信号的传输品质，Retimer芯片内部的SERDES(SERializer/DESerializer，串行解串器)模块能够将多路低速并行PCIE信号转换为高速串行PCIE信号，但SERDES模块对电源供电的稳定性的要求非常高，对噪声也更敏感，一旦电源供电不稳定，SERDES模块内部的元件可能会无法正常工作，进而影响PCIE链路传输数据的完整性，由此导致数据传输错乱，系统宕机等问题。现有技术使用示波器的探棒检测电源供电线路上的预留扎点的电压，然后通过示波器显示来观察纹波也即噪声的大小。为了精准地测试电源的稳定性，需要使用高精度的示波器来进行测量，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电源稳定性测试方法、系统及设备，能够对电源的稳定性进行测试，且测试结果不依赖于电压采集模块的精度，不需要使用高精度的示波器，降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电源稳定性测试方法，包括：

在待测SERDES模块接收到固定传输速率的并行PCIE信号时，获取电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压，N为不小于2的整数；

根据N个所述第一电压得到反映所述第一电压的离散程度的第一离散值；

根据所述第一离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定性。

优选的，所述第一离散值为第一标准差；

根据所述第一离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断所述第一标准差是否不大于第一标准差阈值；

若是，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

优选的，在获取电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压之前，还包括：

获取所述电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的第二电压；

判断所述第二电压是否在所述SERDES模块对应的电压标准范围内；

若是，进入获取所述电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压的步骤；

若否，判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

优选的，在判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定之前，还包括：

在所述SERDES模块接收到传输速率变化的并行PCIE信号时，获取所述电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的M个第三电压，M为不小于2的整数；

根据M个所述第三电压得到反映所述第三电压的离散程度的第二离散值；

根据所述第二离散值判断所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电是否稳定；

若是，进入判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定的步骤；

若否，判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

优选的，所述第二离散值为第二标准差；

根据所述第二离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断所述第二标准差是否不大于第二标准差阈值；

若是，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

优选的，根据所述第二离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断所述第二离散值是否不大于所述第一离散值；

若是，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

本发明还提供了一种电源稳定性测试系统，包括：

第一电压采集单元，用于N次采集待测模块的SERDES模块上电后的供电端口的第一电压；

第一离散值计算单元，用于根据N次采集到的所述第一电压的数值得到反应所述第一电压的离散程度的第一离散值；

稳定性判定单元，用于根据所述第一离散值判定所述SERDES模块的供电端口的供电电源的稳定性。

本发明还提供了一种电源稳定性测试设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述电源稳定性测试方法的步骤。

优选的，还包括：

PCIE信号输出模块，用于输出并行PCIE信号至所述SERDES模块。

优选的，所述PCIE信号输出模块包括：

指令输出模块，用于输出干扰检测指令；

PCIE信号发生模块，用于在接收到静态检测指令时，输出传输速率固定的并行PCIE信号；在接收到所述干扰检测指令时，输出传输速率变化的并行PCIE信号。

本发明提供了一种电源稳定性测试方法、系统及设备，SERDES模块的供电端口的电压的离散程度反映电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性，电压的离散程度越小表示电压分布越集中，电源供电越稳定。基于此原理，本发明获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压，并根据N个第一电压得到第一电压的离散程度，然后依据第一电压的离散程度判断电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性。通过电压的离散程度对电源的稳定性进行判定，判定结果不依赖于电压采集模块的精度，不需要使用高精度的示波器，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电源稳定性测试方法的流程图；

图2为本发明提供的一种电源稳定性测试系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种电源稳定性测试设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电源稳定性测试方法、系统及设备，能够对电源的稳定性进行测试，且测试结果不依赖于电压采集模块的精度，不需要使用高精度的示波器，降低成本。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种电源稳定性测试方法的流程图，该方法包括：

S11、在待测SERDES模块接收到固定传输速率的并行PCIE信号时，获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压，N为不小于2的整数；

S12、根据N个第一电压得到反映第一电压的离散程度的第一离散值；

S13、根据第一离散值判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性。

现有技术中使用示波器的探棒检测电源为SERDES模块供电的供电线路上的预留扎点的电压，然后通过示波器显示来观察纹波也即噪声的大小进而判定电源的供电稳定性。上述方法为了精准地测试电源的稳定性需要使用高精度的示波器，成本较高。

为解决上述技术问题，基于SERDES模块的供电端口的电压的离散程度反映电源为SERDES模块的供电端口的供电稳定性的原理，也即电压的离散程度越小说明电压分布更集中也就表示电源供电越稳定，本发明提供了一种电源稳定性测试方法。SERDES模块用于将多路低速并行信号转换成高速串行信号，SERDES模块在工作时需要电源为其供电。具体的，电源与SERDES模块的供电端口连接，电源上电开启，SERDES模块接收到传输速率固定的并行PCIE信号，此时通过电压采集模块采集SERDES模块的供电端口的N个第一电压。根据这N个第一电压得到反映第一电压离散程度的第一离散值，通过第一离散值就能够判断电源对SERDES模块的供电端口的供电是否稳定，具体的，第一离散值可以为第一电压的方差或标准差，第一电压的方差或标准差越小表示电源对SERDES模块的供电端口的供电越稳定。

在高速信号传输领域，信号的稳定完整传输是非常重要的，例如使用Retimer芯片进行信号传输，Retimer芯片内部设置有SERDES模块，对Retimer芯片的SERDES模块的供电端口的供电稳定性测试就可以采用本方法。当然，除Retimer芯片之外，其他包含SERDES模块且连接PCIE信号的芯片也可以通过本方法进行供电稳定性测试，本申请对此不做特别的限定。

综上所述，本发明通过SERDES模块的供电端口的电压的离散程度对电源的稳定性进行判定，判定结果不依赖于电压采集模块的精度，所以不需要使用高精度的示波器，降低了成本。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，第一离散值为第一标准差；

根据第一离散值判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断第一标准差是否不大于第一标准差阈值；

若是，则判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

考虑到虽然第一电压的方差或标准差均能够反映第一电压整体波动的大小，但是第一电压的方差的量纲与第一电压不一致，所以在本实施例中，通过第一标准差判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性。标准差=

，其中N为第一电压的采集次数，i的值从1取到N，

为每一次采集到的第一电压，

为采集到的N个第一电压的平均值。在计算第一标准差的过程中需要将N个第一电压都分别减去这N个第一电压的平均数，消除了由电压采集模块的精度对电源稳定性判定带来的影响。综上所述，第一标准差能够直观反映第一电压的离散程度且不需要使用高精度的示波器。

此外，由于不同生产厂家生产的SERDES模块的标准工作电压可能不同，所以第一标准差阈值可根据实际情况规定，本申请对此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，在获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压之前，还包括：

获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的第二电压；

判断第二电压是否在SERDES模块对应的电压标准范围内；

若是，进入获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压的步骤；

若否，判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

在本实施例中，在获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压之前，首先采集第二电压，然后将第二电压与SERDES模块对应的电压标准范围对比，如果第二电压不在此电压标准范围内则直接判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定，如果第二电压在此电压标准范围内则进入获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压的步骤，通过这种方法首先对电源的稳定性进行初步判断，可以简化判断过程，减小工作量，提高判断效率。

电压的标准范围可根据实际使用的SERDES模块的标准工作电压规定，本申请对此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，在判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定之前，还包括：

在SERDES模块接收到传输速率变化的并行PCIE信号时，获取电压采集模块采集的SERDES模块上电后的供电端口的M个第三电压，M为不小于2的整数；

根据M个第三电压得到反映第三电压的离散程度的第二离散值；

根据第二离散值判断电源对SERDES模块的供电端口的供电是否稳定；

若是，进入判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定的步骤；

若否，判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

考虑到电源对SERDES模块的供电端口供电时可能会受到干扰，影响电源的供电稳定性，进而影响数据传输，所以判断电源在受到干扰后是否能稳定是非常有必要的。

在本实施例中，利用SERDES模块的模拟电路对噪声的容忍度低，也即容易受到干扰而出现波动的特性，通过不断切换PCIE的传输速率来模拟负载变化，进而产生不同的电流需求，达到引入不断变化的电磁干扰的目的。

具体的，PCIE信号发生模块在接收到干扰检测指令时输出传输速率变化的并行PCIE信号，然后PCIE信号输出模块输出并行PCIE信号至SERDES模块，SERDES模块接收到传输速率变化的并行PCIE信号时，采集M个第三电压，根据这M个第三电压得到反映第三电压离散程度的第二离散值，通过第二离散值就能够判断电源对SERDES模块的供电端口的供电是否稳定，例如第二离散值可以为第三电压的方差或标准差，第三电压的方差或标准差越小表示电源在受到干扰时对SERDES模块的供电端口的供电越稳定。

综上所述，本发明通过不断切换PCIE的传输速率来达到引入不断变化的电磁干扰的目的，然后根据第三电压的离散程度对引入干扰后的电源的稳定性进行判断，增加了电源稳定性测试的测试深度，能够发现潜在的隐患，且判断结果不依赖于电压采集模块的精度。

作为一种优选的实施例，第二离散值为第二标准差；

根据第二离散值判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断第二标准差是否不大于第二标准差阈值；

若是，则判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

考虑到虽然第三电压的方差或标准差均能够反映第三电压整体波动的大小，但是第三电压的方差的数量单位与第三电压不一致，所以在本实施例中，通过第二标准差判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性。在计算第二标准差的过程中需要将M个第二电压减去这M个第二电压的平均数，消除了由电压采集模块的精度对电源稳定性判定带来的影响。综上所述，第二标准差能够直观反映第三电压的离散程度且不需要使用高精度的示波器。

由于不同生产厂家生产的SERDES模块的标准工作电压可能不同，所以第二标准差阈值可根据实际情况规定，本申请对此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，根据第二离散值判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断第二离散值是否不大于第一离散值；

若是，则判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

在本实施例中，通过比较第二离散值与第一离散值的大小关系判断在引入干扰后电源对SERDES模块的供电端口的供电是否稳定，若第二离散值不大于第一离散值说明即使引入干扰后电源供电仍能够保持在稳定范围，所以判定电源对SERDES模块的供电端口的供电稳定；若第二离散值大于第一离散值说明在引入干扰后电源供电的稳定性变差，所以判定电源对SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

通过对比引入干扰前后的SERDES模块的供电端口的电压的离散值来判断电源供电的稳定性，不需要根据不同的SERDES模块的标准工作电压得到不同的标准差阈值，方法简单。

如图2所示，图2为本发明提供的一种电源稳定性测试系统的结构示意图，该系统包括：

第一电压采集单元21，用于N次采集待测模块的SERDES模块上电后的供电端口的第一电压；

第一离散值计算单元22，用于根据N次采集到的第一电压的数值得到反应第一电压的离散程度的第一离散值；

稳定性判定单元23，用于根据第一离散值判定SERDES模块的供电端口的供电电源的稳定性。

对于本发明提供的电源稳定性测试系统的相关介绍请参照上述电源稳定性测试方法的实施例，在此不做赘述。

如图3所示，图3为本发明提供的一种电源稳定性测试设备的结构示意图，该设备包括：

存储器31，用于存储计算机程序；

处理器32，用于执行计算机程序时实现上项电源稳定性测试方法的步骤。

对于本发明提供的电源稳定性测试设备的相关介绍请参照上述电源稳定性测试方法的实施例，在此不做赘述。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，还包括：

PCIE信号输出模块，用于输出并行PCIE信号至SERDES模块。

作为一种优选的实施例，PCIE信号输出模块包括：

指令输出模块，用于输出干扰检测指令；

PCIE信号发生模块，用于在接收到静态检测指令时，输出传输速率固定的并行PCIE信号；在接收到干扰检测指令时，输出传输速率变化的并行PCIE信号。

在本实施例中，指令输出模块可以为Host主机，PCIE信号发生模块可以为CPU。Host主机输出干扰检测指令，CPU作为指令接收端以及PCIE信号源，在接收到静态检测指令时，输出传输速率固定的并行PCIE信号；在接收到干扰检测指令时，输出传输速率变化的并行PCIE信号。Host主机与CPU之间可以通过XDP(eXtend Debug Port,扩展调试接口)进行数据传输。

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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，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。

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，在其他实施例中实现。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 (9)

1.一种电源稳定性测试方法，其特征在于，包括：

在待测SERDES模块接收到固定传输速率的并行PCIE信号时，获取电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压，N为不小于2的整数；

根据N个所述第一电压得到反映所述第一电压的离散程度的第一离散值；

根据所述第一离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定性，所述供电稳定性包括供电稳定和供电不稳定；

在判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定之前，还包括：

在所述SERDES模块接收到传输速率变化的并行PCIE信号时，获取所述电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的M个第三电压，M为不小于2的整数；

根据M个所述第三电压得到反映所述第三电压的离散程度的第二离散值；

根据所述第二离散值判断所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电是否稳定；

若是，进入判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定的步骤；

若否，判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

2.如权利要求1所述的电源稳定性测试方法，其特征在于，所述第一离散值为第一标准差；

根据所述第一离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定性，包括：

判断所述第一标准差是否不大于第一标准差阈值；

若是，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

3.如权利要求1所述的电源稳定性测试方法，其特征在于，在获取电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压之前，还包括：

获取所述电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的第二电压；

判断所述第二电压是否在所述SERDES模块对应的电压标准范围内；

若是，进入获取所述电压采集模块采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的N个第一电压的步骤；

若否，判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

4.如权利要求1所述的电源稳定性测试方法，其特征在于，所述第二离散值为第二标准差；

根据所述第二离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电是否稳定，包括：

判断所述第二标准差是否不大于第二标准差阈值；

若是，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

5.如权利要求1所述的电源稳定性测试方法，其特征在于，根据所述第二离散值判定电源对所述SERDES模块的供电端口的供电是否稳定，包括：

判断所述第二离散值是否不大于所述第一离散值；

若是，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定；

若否，则判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

6.一种电源稳定性测试系统，其特征在于，包括：

第一电压采集单元，用于N次采集待测模块的SERDES模块上电后的供电端口的第一电压；

第一离散值计算单元，用于根据N次采集到的所述第一电压的数值得到反映所述第一电压的离散程度的第一离散值；

稳定性判定单元，用于根据所述第一离散值判定所述SERDES模块的供电端口的供电电源的供电 稳定性，所述供电稳定性包括供电稳定和供电不稳定；

在判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定之前，所述电源稳定性测试系统还用于：

在所述SERDES模块接收到传输速率变化的并行PCIE信号时，获取所述第一电压采集单元采集的所述SERDES模块上电后的供电端口的M个第三电压，M为不小于2的整数；

根据M个所述第三电压得到反映所述第三电压的离散程度的第二离散值；

根据所述第二离散值判断所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电是否稳定；

若是，进入判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电稳定的步骤；

若否，判定所述电源对所述SERDES模块的供电端口的供电不稳定。

7.一种电源稳定性测试设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述电源稳定性测试方法的步骤。

8.如权利要求7所述的电源稳定性测试设备，其特征在于，还包括：

PCIE信号输出模块，用于输出并行PCIE信号至所述SERDES模块。

9.如权利要求8所述的电源稳定性测试设备，其特征在于，所述PCIE信号输出模块包括：

指令输出模块，用于输出干扰检测指令；

PCIE信号发生模块，用于在接收到静态检测指令时，输出传输速率固定的并行PCIE信号；在接收到所述干扰检测指令时，输出传输速率变化的并行PCIE信号。

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