CN113806147A - 背板测试系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背板测试系统，其基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系，使得差分信号收发器在第一控制命令后产生一组PRBS作为差分信号后，可发送差分信号并接收回送的差分信号，且比对其发送与接收的差分信号是否相同；以及使得差分信号收发器在接收第二控制命令后产生符合IEEE‑1149.6边界扫描测试标准的测试信号后，可分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送测试信号并接收回送的测试信号，且比对通过第二正差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同及通过第二负差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同。

Description

背板测试系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种测试系统及其方法，特别是背板测试系统及其方法。
背景技术
一般而言，传统的背板测试方式是使用一台服务器、大量的具有核心测试芯片的硬盘以及扩充接口卡(Interface Card，I/F Card)来实现，然而，此方式随着测试接口的数量增加造成硬盘使用数量的增加，存在测试成本增加的问题。
此外，由于传统的背板测试方式需要扩充接口卡，难以支持2.5Gbs以上的差分信号测试频率(即测试频率低)。另外，传统的背板测试方式无法支持具有多个电容的差分信号线路或者具有中继器的背板。还有，传统的背板测试方式无法针对差分信号线路中的单一信号线路进行测试。此外，传统的背板测试方式使用IIC或UART等串行接口对级联的该些硬盘进行控制，存在测试速度慢的问题。
因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决上述问题。
发明内容
本发明公开一种背板测试系统及其方法。
首先，本发明公开一种背板测试系统，用以测试背板，其中，背板包括多个串行连接小型计算机系统接口(Serial Attached Small Computer System Interface，SAS)连接端口、第一正差分信号线路与第一负差分信号差分线路。背板测试系统包括：回路装置以及核心测试装置。回路装置包括多个虚拟(dummy)SAS单元，该些虚拟SAS单元与该些SAS连接端口一对一电性连接，每一虚拟SAS单元用以从对应的SAS连接端口接收差分信号或符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号，并回送差分信号或测试信号至对应的SAS连接端口。核心测试装置包括联合测试行为组织(Joint Test Action Group，JTAG)接口、控制模块与差分信号收发器，其中，JTAG接口连接回路装置，控制模块连接JTAG接口，差分信号收发器连接控制模块。控制模块用以发送第一控制命令与第二控制命令，及通过JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元；差分信号收发器包括第二正差分信号线路与第二负差分信号线路，第一正差分信号线路连接第二正差分信号线路与一个SAS连接端口，第一负差分信号线路连接第二负差分信号线路与另一SAS连接端口。当差分信号收发器接收第一控制命令后产生一组伪随机二进制序列(Pseudo Random Binary Sequence，PRBS)作为差分信号时，基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系发送差分信号并接收回送的差分信号，且比对其发送与接收的差分信号是否相同；其中，当差分信号收发器接收第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号时，分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送测试信号，并基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路接收回送的测试信号，且比对通过第二正差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同及通过第二负差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同。
此外，本发明公开一种背板测试方法，其步骤包括：提供背板与背板测试系统，其中，背板包括多个SAS连接端口、第一正差分信号线路与第一负差分信号差分线路，背板测试系统包括回路装置与核心测试装置，回路装置包括多个虚拟SAS单元，该些虚拟SAS单元与该些SAS连接端口一对一电性连接，每一虚拟SAS单元用以从对应的SAS连接端口接收差分信号或符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号，并回送差分信号或测试信号至对应的SAS连接端口，核心测试装置包括控制模块、差分信号收发器与JTAG接口，JTAG接口连接回路装置，控制模块连接JTAG接口，差分信号收发器连接控制模块，差分信号收发器包括第二正差分信号线路与第二负差分信号线路，第一正差分信号线路连接第二正差分信号线路与一个SAS连接端口，第一负差分信号线路连接第二负差分信号线路与另一SAS连接端口；控制模块通过JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元；控制模块发送第一控制命令至差分信号收发器；当差分信号收发器接收第一控制命令后产生一组PRBS作为差分信号时，通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送差分信号至背板，并基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系接收回送的差分信号，且比对其发送与接收的差分信号是否相同；控制模块发送第二控制命令至差分信号收发器；以及当差分信号收发器接收第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号时，分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送测试信号，并基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路接收回送的测试信号，且比对通过第二正差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同及通过第二负差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同。
本发明所公开的系统与方法如上，与现有技术的差异在于本发明是通过核心测试装置的控制模块借由JTAG接口并行控制回路装置的多个虚拟SAS单元；基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系，使得差分信号收发器在第一控制命令后产生一组PRBS作为差分信号后，可发送差分信号并接收回送的差分信号，且比对其发送与接收的差分信号是否相同；以及使得差分信号收发器在接收第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号后，可分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送测试信号并接收回送的测试信号，且比对通过第二正差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同及通过第二负差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同。
通过上述的技术手段，本发明可以仅利用单一核心测试装置解决传统背板测试系统需要大量具有核心测试芯片的硬盘所造成测试成本过高的问题；由差分信号收发器产生PRBS及使用边界扫描方式来测试背板，以进行背板的差分线路的数据传输压力测试与背板的差分线路的开路或短路测试，进而达成提高测试覆盖率的技术功效。此外，本发明可以支持具有中继器的背板进行测试。另外，本发明的控制模块可以使用通过JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元，提高测试速度。再者，本发明利用回路装置替代传统背板测试系统的扩充接口卡，使得线路更短，连接更可靠，使得本发明可以支持12Gbps的差分信号测试频率。
附图说明
图1为本发明背板测试系统的一实施例系统方框图。
图2为图1的背板测试系统执行背板测试方法的一实施例方法流程图。
附图标记说明：
50 背板
52 SAS连接端口
54 第一正差分信号线路
54a 第一正差分信号发送单元
54b 第一正差分信号接收单元
56 第一负差分信号差分线路
56a 第一负差分信号发送单元
56b 第一负差分信号接收单元
60 虚拟SAS单元
74 第二正差分信号线路
74a 第二正差分信号发送单元
74b 第二正差分信号接收单元
76 第二负差分信号线路
76a 第二负差分信号发送单元
76b 第二负差分信号接收单元
100 背板测试系统
110 回路装置
120 核心测试装置
124 JTAG接口
126 控制模块
128 差分信号收发器
具体实施方式
以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此能够对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程充分理解并据以实施。
请先参阅“图1”，“图1”为本发明背板测试系统的一实施例系统方框图。背板测试系统100可用以测试背板50，其中，背板50可包括多个SAS连接端口52、第一正差分信号线路54与第一负差分信号差分线路56。在本实施例中，背板50可包括但不限于两个SAS连接端口52。
在本实施例中，背板测试系统100可包括：回路装置110以及核心测试装置120。其中，回路装置110包括多个虚拟SAS单元60，该些虚拟SAS单元60与该些SAS连接端口52一对一电性连接。换句话说，虚拟SAS单元60的数量与SAS连接端口52的数量相同，且该些虚拟SAS单元60对应不同的SAS连接端口52。在本实施例中，虚拟SAS单元60的数量为两个。每一虚拟SAS单元60可用以从对应的SAS连接端口52接收差分信号或符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号，并回送差分信号或测试信号至对应的SAS连接端口52。换句话说，每一虚拟SAS单元60具有回送其接收的信号的特性。
在本实施例中，核心测试装置120可包括JTAG接口124、控制模块126与差分信号收发器128，其中，JTAG接口124连接回路装置110，控制模块126连接JTAG接口124，差分信号收发器128连接控制模块126。
差分信号收发器128包括第二正差分信号线路74与第二负差分信号线路76，第一正差分信号线路54连接第二正差分信号线路74与一个SAS连接端口52，第一负差分信号线路56连接第二负差分信号线路76与另一SAS连接端口52。更详细地说，第一正差分信号线路54包括第一正差分信号发送单元54a与第一正差分信号接收单元54b，第一负差分信号差分线路56包括第一负差分信号发送单元56a与第一负差分信号接收单元56b，第二正差分信号线路74包括第二正差分信号发送单元74a与第二正差分信号接收单元74b，第二负差分信号线路76包括第二负差分信号发送单元76a与第二负差分信号接收单元76b，第一正差分信号发送单元54a与第二正差分信号接收单元74b连接，第一正差分信号接收单元54b与第二正差分信号发送单元74a连接，第一正差分信号发送单元54a与第一正差分信号接收单元54b连接一个SAS连接端口52，第一负差分信号发送单元56a与第二负差分信号接收单元76b连接，第一负差分信号接收单元56b与第二负差分信号发送单元76a连接，第一负差分信号发送单元56a与第一负差分信号接收单元56b连接另一个SAS连接端口52。其中，第一正差分信号发送单元54a与第二正差分信号发送单元74a用以发送正差分信号，第一正差分信号接收单元54b与第二正差分信号接收单元74b用以接收正差分信号，第一负差分信号发送单元56a与第二正差分信号发送单元76a用以发送负差分信号，第一负差分信号接收单元56b与第二负差分信号接收单元76b用以接收负差分信号。
在本实施例中，JTAG接口124、控制模块126与差分信号收发器128中任意两个之间可利用有线方式进行信号与数据的传递。在实际实施中，可借由一个或多个通用或专用的可编程微处理器执行机器可读储存介质所储存的软件或固件，以产生控制模块126。
接着，请参阅“图2”，“图2”为“图1”的背板测试系统执行背板测试方法的一实施例方法流程图，其步骤包括：提供背板与背板测试系统(步骤210)；控制模块通过JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元(步骤220)；控制模块发送第一控制命令至差分信号收发器(步骤230)；当差分信号收发器接收第一控制命令后产生一组PRBS作为该差分信号时，通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送差分信号至背板，并基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系接收回送的差分信号，且比对其发送与接收的差分信号是否相同(步骤240)；控制模块发送第二控制命令至差分信号收发器(步骤250)；以及当差分信号收发器接收第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号时，分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送测试信号，并基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路接收回送的测试信号，且比对通过第二正差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同及通过第二负差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同(步骤260)。
在步骤220中，由于控制模块126通过JTAG接口124并行控制该些虚拟SAS单元60，可提高测试速度。
在步骤240中，由于差分信号可由正差分信号与负差分信号组成，因此，差分信号收发器128需通过第二正差分信号线路74的第二正差分信号发送单元74a与第二负差分信号线路76的第二负差分信号发送单元76a发送差分信号至对应连接的第一正差分信号线路54的第一正差分信号接收单元54b与第一负差分信号线路56的第一正差分信号接收单元56b，第一正差分信号线路54的第一正差分信号接收单元54b与第一负差分信号线路56的第一负差分信号接收单元56b可将其接收到的差分信号传输至对应的该些SAS连接端口52，该些SAS连接端口52可将其接收到的差分信号传输至对应的该些虚拟SAS单元60，该些虚拟SAS单元60基于其具有回送其接收的信号的特性将其接收到的差分信号回送至对应的该些SAS连接端口52，该些SAS连接端口52可将该些虚拟SAS单元60所回送的差分信号传输至对应连接的第一正差分信号线路54的第一正差分信号发送单元54a与第一负差分信号线路56的第一负差分信号发送单元56a，第一正差分信号线路54的第一正差分信号发送单元54a与第一负差分信号线路56的第一负差分信号发送单元56a可将该些虚拟SAS单元60所回送的差分信号传输至对应连接的第二正差分信号线路74的第二正差分信号接收单元74b与第二负差分信号线路76的第二负差分信号接收单元76b。
差分信号收发器128可比对其发送与接收的差分信号是否相同，若差分信号收发器128比对出其发送的差分信号与接收的差分信号不同时，仅能判断背板50无法通过测试，但无法明确地判断是第一正差分信号线路54发生异常状态，或者第一负差分信号线路56发生异常状态，还是第一正差分信号线路54与第一负差分信号线路56皆发生异常状态。
此外，在本步骤中，可调整差分信号的测试频率，进行数据传输压力测试，在本实施例中，背板测试系统100可通过上述回路装置110与核心测试装置120的设计可以支持12Gbps的差分信号测试频率。
步骤250与步骤260可用以解决上述问题，差分信号收发器128可借由边界扫描(Boundary Scan)方式测试第一正差分信号线路54与第一负差分信号线路56是否存在异常状态。在步骤260中，差分信号收发器128在接收来自控制模块126的第二控制命令后产生测试信号，由于测试信号为脉冲信号，仅需单一线路进行传输，不像差分信号由正差分信号与负差分信号组成，需由差分线对进行传输，所以差分信号收发器128可分别通过第二正差分信号线路74的第二正差分信号发送单元74a与第二负差分信号线路76的第二负差分信号发送单元76a，因此当差分信号收发器128所产生的测试信号可同时或不同时通过第二正差分信号线路74的第二正差分信号发送单元74a与第二负差分信号线路76的第二负差分信号发送单元76a发送至对应连接的第一正差分信号线路54的第一正差分信号接收单元54b与第一负差分信号线路56的第一正差分信号接收单元56b，接着，测试信号可依次通过第一正差分信号接收单元54b、SAS连接端口52、虚拟SAS单元60、该SAS连接端口52、第一正差分信号发送单元54a与第二正差分信号接收单元74b而回送至差分信号收发器128，以及依次通过第一负差分信号接收单元56b、SAS连接端口52、虚拟SAS单元60、SAS连接端口52、第一负差分信号发送单元56a与第二负差分信号接收单元76b而回送至差分信号收发器128。
最后，差分信号收发器128比对其通过第二正差分信号线路74发送与接收的测试信号是否相同，以及比对其通过第二负差分信号线路76发送与接收的测试信号是否相同。若差分信号收发器128比对出其通过第二正差分信号线路74发送与接收的测试信号不同时，即能判断第一正差分信号线路54发生异常状态(当第一正差分信号线路54包括电容器时，即判断该电容器发生开路状态；当第一正差分信号线路54不包括电容器时，即判断第一正差分信号线路54发生短路状态)；若差分信号收发器128比对出其通过第二正差分信号线路74发送与接收的测试信号相同时，即能判断第一正差分信号线路54正常。若差分信号收发器128比对出其通过第二负差分信号线路76发送与接收的测试信号不同时，即能判断第一负差分信号线路56发生异常状态(当第一负差分信号线路56包括电容器时，即判断该电容器发生开路状态；当第一负差分信号线路56不包括电容器时，即判断第一负差分信号线路56发生短路状态)；若差分信号收发器128比对出其通过第二负差分信号线路76发送与接收的测试信号相同时，即能判断第一负差分信号线路56正常。
因此，背板测试系统100可基于相同的系统架构进行背板的差分线路的数据传输压力测试(即步骤240)，也可进行背板的差分线路的开路或短路测试(即步骤260)，进而提高测试的覆盖率。
综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过核心测试装置的控制模块借由JTAG接口并行控制回路装置的多个虚拟SAS单元；基于差分信号收发器、背板与回路装置的连接关系与信号传递关系，使得差分信号收发器在第一控制命令后产生一组PRBS作为差分信号后，可发送差分信号并接收回送的差分信号，且比对其发送与接收的差分信号是否相同；以及使得差分信号收发器在接收第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号后，可分别通过第二正差分信号线路与第二负差分信号线路发送测试信号并接收回送的测试信号，且比对通过第二正差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同及通过第二负差分信号线路发送与接收的测试信号是否相同。
通过上述的技术手段，本发明可以解决现有技术所存在测试成本过高的问题；由差分信号收发器产生PRBS及使用边界扫描方式来测试背板，以进行背板的差分线路的数据传输压力测试与背板的差分线路的开路或短路测试，进而达成提高测试覆盖率的技术功效。此外，本发明可以支持具有中继器的背板进行测试。另外，本发明的控制模块可以使用通过JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元，提高测试速度。再者，本发明利用回路装置替代传统背板测试系统的扩充接口卡，使得线路更短，连接更可靠，使得本发明可以支持12Gbps的差分信号测试频率。
虽然本发明以前述的实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种背板测试系统，用以测试背板，该背板包括多个串行连接小型计算机系统接口连接端口、第一正差分信号线路与第一负差分信号差分线路，其特征在于，该背板测试系统包括：
回路装置，包括多个虚拟SAS单元，该些虚拟SAS单元与该些SAS连接端口一对一电性连接，每一该虚拟SAS单元用以从对应的该SAS连接端口接收差分信号或符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号，并回送该差分信号或该测试信号至对应的该SAS连接端口；以及
核心测试装置，包括：
联合测试行为组织(Joint Test Action Group，JTAG)接口，连接该回路装置；
控制模块，连接该JTAG接口，用以发送第一控制命令与第二控制命令，及通过该JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元；以及
差分信号收发器，连接该控制模块，且包括第二正差分信号线路与第二负差分信号线路，该第一正差分信号线路连接该第二正差分信号线路与一个该SAS连接端口，该第一负差分信号线路连接该第二负差分信号线路与另一该SAS连接端口；
其中，当该差分信号收发器接收该第一控制命令后产生一组伪随机二进制序列作为该差分信号时，基于该差分信号收发器、该背板与该回路装置的连接关系与信号传递关系发送该差分信号并接收回送的该差分信号，且比对其发送与接收的该差分信号是否相同；
其中，当该差分信号收发器接收该第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的该测试信号时，分别通过该第二正差分信号线路与该第二负差分信号线路发送该测试信号，并基于该差分信号收发器、该背板与该回路装置的连接关系与信号传递关系分别通过该第二正差分信号线路与该第二负差分信号线路接收回送的该测试信号，且比对通过该第二正差分信号线路发送与接收的该测试信号是否相同及通过该第二负差分信号线路发送与接收的该测试信号是否相同。
2.根据权利要求1所述的背板测试系统，其特征在于，该第二正差分信号线路包括第二正差分信号发送单元与第二正差分信号接收单元，该第二负差分信号线路包括第二负差分信号发送单元与第二负差分信号接收单元。
3.根据权利要求1所述的背板测试系统，其特征在于，当该差分信号收发器比对出其发送与接收的该差分信号不同时，判断该背板无法通过测试。
4.根据权利要求1所述的背板测试系统，其特征在于，当该差分信号收发器比对出比对通过该第二正差分信号线路发送与接收的该测试信号不同时，判断该第一正差分信号线路发生异常状态；当该差分信号收发器比对出比对通过该第二负差分信号线路发送与接收的该测试信号不同时，判断该第一负差分信号线路发生异常状态。
5.根据权利要求1所述的背板测试系统，其特征在于，该背板测试系统支持12Gbps的该差分信号的测试频率。
6.一种背板测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供背板与背板测试系统，其中，该背板包括多个SAS连接端口、第一正差分信号线路与第一负差分信号差分线路，该背板测试系统包括回路装置与核心测试装置，该回路装置包括多个虚拟SAS单元，该些虚拟SAS单元与该些SAS连接端口一对一电性连接，每一该虚拟SAS单元用以从对应的该SAS连接端口接收差分信号或符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的测试信号，并回送该差分信号或该测试信号至对应的该SAS连接端口，该核心测试装置包括控制模块、差分信号收发器与JTAG接口，该JTAG接口连接该回路装置，该控制模块连接该JTAG接口，该差分信号收发器连接该控制模块，该差分信号收发器包括第二正差分信号线路与第二负差分信号线路，该第一正差分信号线路连接该第二正差分信号线路与一个该SAS连接端口，该第一负差分信号线路连接该第二负差分信号线路与另一该SAS连接端口；
该控制模块通过该JTAG接口并行控制该些虚拟SAS单元；
该控制模块发送第一控制命令至该差分信号收发器；
当该差分信号收发器接收该第一控制命令后产生一组PRBS作为该差分信号时，通过该第二正差分信号线路与该第二负差分信号线路发送该差分信号至该背板，并基于该差分信号收发器、该背板与该回路装置的连接关系与信号传递关系接收回送的该差分信号，且比对其发送与接收的该差分信号是否相同；
该控制模块发送第二控制命令至该差分信号收发器；以及
当该差分信号收发器接收该第二控制命令后产生符合IEEE-1149.6边界扫描测试标准的该测试信号时，分别通过该第二正差分信号线路与该第二负差分信号线路发送该测试信号，并基于该差分信号收发器、该背板与该回路装置的连接关系与信号传递关系分别通过该第二正差分信号线路与该第二负差分信号线路接收回送的该测试信号，且比对通过该第二正差分信号线路发送与接收的该测试信号是否相同及通过该第二负差分信号线路发送与接收的该测试信号是否相同。
7.根据权利要求6所述的背板测试方法，其特征在于，该第二正差分信号线路包括第二正差分信号发送单元与第二正差分信号接收单元，该第二负差分信号线路包括第二负差分信号发送单元与第二负差分信号接收单元。
8.根据权利要求6所述的背板测试方法，其特征在于，该背板测试方法还包括以下步骤：当该差分信号收发器比对出其发送与接收的该差分信号不同时，判断该背板无法通过测试。
9.根据权利要求6所述的背板测试方法，其特征在于，该背板测试方法还包括以下步骤：当该差分信号收发器比对出比对通过该第二正差分信号线路发送与接收的该测试信号不同时，判断该第一正差分信号线路发生异常状态；当该差分信号收发器比对出比对通过该第二负差分信号线路发送与接收的该测试信号不同时，判断该第一负差分信号线路发生异常状态。
10.根据权利要求6所述的背板测试方法，其特征在于，该背板测试系统支持12Gbps的该差分信号的测试频率。
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