WO2016090908A1 - 智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法 - Google Patents

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WO2016090908A1
WO2016090908A1 PCT/CN2015/083166 CN2015083166W WO2016090908A1 WO 2016090908 A1 WO2016090908 A1 WO 2016090908A1 CN 2015083166 W CN2015083166 W CN 2015083166W WO 2016090908 A1 WO2016090908 A1 WO 2016090908A1
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memory
chip
test
data
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PCT/CN2015/083166
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English (en)
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Inventor
刘鹰
梁晓兵
高欣
翟峰
叶平
赵兵
吕英杰
岑炜
刘文旭
黄楠
王萍
付义伦
李保丰
孙志强
曹永峰
许斌
杨堉坤
徐文静
Original Assignee
国家电网公司
中国电力科学研究院
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/04—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of instruments for measuring time integral of power or current

Definitions

  • the invention relates to the field of smart meter embedded software testing technology, in particular to an analog memory test board system and a testing method for a smart meter embedded application.
  • Smart meters are not only used as a simple energy metering device, but also a versatile data acquisition terminal, which has been widely used.
  • the smart meter is based on the MCU as a control unit.
  • the peripheral circuit is composed of a memory chip and a metering chip. It has good linearity and stability, and has many advantages such as low power consumption, fast voltage and frequency response, and high measurement accuracy.
  • the large-scale multi-function of electric energy meter is completed by embedded software. As the main tool of electric energy measurement, it has an important influence on measurement accuracy, stability and functionality.
  • the invention provides a testing method for smart meter embedded software.
  • the smart meter embedded software testing method of the present invention is different from the previous electric energy meter testing software, and not only focuses on the debugging work of the electric energy meter embedded software, but also adopts the black box method, according to the smart meter function modular test, in the smart meter Embedded software reliability testing is a new, controllable, application-specific test method.
  • the smart meter test platform involved in the invention comprises a lower computer simulation board system, a host computer test software and a data interaction communication protocol.
  • the memory test board in the lower computer is mainly composed of a memory monitoring board ARM and a memory analog board FPGA.
  • the memory test board needs to meet the following basic requirements: it can simulate the functions of core chips such as memory chips and metering chips of current mainstream manufacturers, including interface level and timing, memory function, storage capacity, write and read delay, and power loss. Status, etc.; can select chip type, initialize chip status and storage content (format), read any unit or all images, modify any unit, etc. through the host computer; can set the failure mode to simulate the memory failure process in reality, or Analog memory instability.
  • core chips such as memory chips and metering chips of current mainstream manufacturers, including interface level and timing, memory function, storage capacity, write and read delay, and power loss.
  • Status, etc. can select chip type, initialize chip status and storage content (format), read any unit or all images, modify any unit, etc. through the host computer; can set the failure mode to simulate the memory failure process in reality, or Analog memory instability.
  • the present invention proposes an analog memory test board system combining ARM and FPGA and a method for testing a memory chip unit and a metering chip unit, the test board mainly comprising an ARM chip and an FPGA chip. And SRAM chip; in the test process, the embedded smart meter embedded system must be configured first. Different meter manufacturers and different meter models of different manufacturers have different test requirements, so different test strategies are needed to cooperate. After configuration, the test is tested according to the designed test case; multi-thread communication is used with the simulation board, the message management queue is established in the main thread to implement thread management, and the database is connected to realize data access, and paging in the data display.
  • the present invention provides an analog memory test board system for a smart meter embedded application, the improvement being that the simulation
  • the memory test board system includes a test computer (1), an analog memory test board (2), a unit under test (3), an interface A (4), and an interface C (6); the test computer (1) passes through interface A (4) Performing information exchange with the analog memory test board (2); the measured unit (3) interacts with the analog memory test board (2) through the interface C (6);
  • the MCU of the smart meter controls the analog memory test board system.
  • analog memory test board (2) includes a memory analog monitor board ARM (7) and a memory emulation board FPGA (8) for information interaction through the interface B (5);
  • the memory emulation board FPGA (8) includes an i2c bus core (9), an arbitration selection module (10), a three bus module (11), an SRAM storage control module (12), an SRAM chip (13), and a modified memory content module ( 14) reading an operation instruction module (15) and a register module (16); the arbitration selection module (10) performs information interaction with the i2c bus core (9); the I 2 C bus core (9), the triple bus The module (11), the SRAM storage control module (12) and the SRAM chip (13) sequentially perform information exchange; the modified memory content module (14) is respectively connected to the SRAM storage control module (12) and the register module (16); The read operation instruction module (15) is respectively connected to the SRAM chip (13) and the register module (16); the SRAM storage control module (12) and the register module (16) perform information interaction.
  • the memory analog monitoring board ARM (7) receives the instruction sent by the detecting computer (1) through the interface A (4), and simultaneously performs information through the interface B (5) and the memory emulation board FPGA (8). Interacting, completing the operation required by the detecting computer (1); the unit under test 3 interacts with the memory emulation board FPGA (8) through the interface C (6), and the analog meter reads and writes the EEPROM; the memory emulation monitoring board ARM (7) is an ARM chip;
  • the i2c bus core (9) satisfies the EEPROM communication protocol.
  • the interface A (4) is an interface between the detection computer (1) and the analog memory test board (2), using an Ethernet interface, and an analog memory test board (2) as a server;
  • the interface C ( 6) is the interface between the analog memory test board (2) and the unit under test (3), which satisfies the i2c bus protocol.
  • the analog memory test board utilizes the memory emulation board FPGA (8) hardware logic and the SRAM chip (13) to simulate the read/write operation of the test unit (3) on the storage chip of the smart energy meter, through the ARM chip and the memory emulation board FPGA (8) Information interaction, special operation: According to different smart meters used in the test, configure the analog memory chip information of the memory emulation board FPGA (8), the configuration information includes device address, memory quantity, memory capacity, whether paging And the page size; read the operation instruction of the memory chip module and record the operation state; simulate the fault write operation of the smart energy meter memory chip, and meet the requirement of the smart meter software reliability test platform to detect the memory failure.
  • the special operation includes: the ARM chip receives an instruction sent by the host computer through the Ethernet, performs information interaction with the memory emulation board FPGA (8) in a read/write sequence, and sends the instruction to the memory emulation board FPGA (8) to simulate In the register, according to the internal logic of the memory emulation board FPGA (8), the contents of the register are parsed, and the information configuration and read operation of the memory chip are realized. Write and trouble write operations.
  • the invention also provides a test method for an analog memory test board system of a smart meter embedded application, which is improved in that the method comprises the following steps:
  • Step 1 Analyze the analog memory chip read and write operations of the memory emulation board FPGA and the communication protocol between the ARM chip and the memory emulation board FPGA;
  • Step 2 According to the memory simulation board FPGA read and write data and the communication protocol between the ARM chip and the smart energy meter memory chip, design a timing logic that conforms to the protocol;
  • Step 3 According to the designed timing logic, based on the Quartus ii software, the VHDL language is used to implement the hardware logic of the storage chip core and the storage chip of the smart energy meter and the ARM chip;
  • Step 4 According to the requirements of the smart meter software reliability test platform, design the hardware logic of the smart energy meter memory chip core peripheral, distribute the pins, and integrate the programs written in the VHDL language;
  • Step 5 Run the integrated program on the analog memory test board to test the embedded application in the smart meter, including the memory chip test and the meter chip test of the smart meter.
  • the memory chip test comprises: testing the storage chip to store the data in blocks, the storage strategy when the EEPROM cannot be written; testing whether the smart meter rate, the electricity price, the remaining amount, and the number of power purchases have important data. Backup; test whether the important data of the memory chip is destroyed or not; test whether the stored data has an overflow error.
  • the test storage chip stores the data in blocks
  • the storage strategy when the EEPROM cannot be written includes: each operation instruction of the power meter MCU to the memory chip during the storage chip recording operation, and the operation instruction is performed before the storage chip is full.
  • the upper computer will be less than the memory full time for a fixed period, take the operation instruction in the memory analog monitoring board ARM, and check whether the recorded instruction stores the operation of the memory chip according to the statistical different types of data.
  • To the corresponding destination address mark the address with different operation times as different colors according to the set threshold, analyze whether the data is divided into blocks; display the number of statistical address operations, generate a table to observe the smart meter MCU to the analog storage in the memory simulation board FPGA The operation of the chip.
  • the important data of the test smart meter rate, the electricity price, the remaining amount and the number of power purchases are backed up, including: 1) targeted test: counting the address of the data backup scheme of all smart meter manufacturers in the smart meter software The address of important data storage is consistent; 2) ergodic test, the operation instruction of the smart meter MCU to the memory chip, according to the same number of operations and the same length of continuous data, whether the data of all addresses of the memory emulation board FPGA is backed up.
  • test data chip is damaged or not is self-recovery, including: actively destroying the backed up data, taking an integer multiple and the time of the smart meter MCU operating the memory chip as time, checking and recording whether the data can be restored to normal, whether Restore the original data with the backed up data and count the time required for recovery.
  • whether the stored data has an overflow error comprises: 1 statistical recording of the operation of the smart meter MCU to the memory chip Whether there are operations outside the defined physical address in the instruction; 2 page boundary problem involving EEPROM: whether the last address of each page in the operation instruction of the memory smart meter MCU to the memory chip is continuous with the address at the top of the next page; The last data stored on each page that exceeds the length of the remaining address on this page is stored on the next page. You cannot scroll to the top of this page to flush out the existing data.
  • the measurement chip test comprises: whether the measurement parameter can be normally set when the smart meter is powered on; whether the smart meter is monitored when the smart meter is working normally; and the influence of the test input abnormal measurement data on the smart meter .
  • whether the measurement smart parameter can be normally set when the smart meter is powered on includes: counting an operation instruction of the smart meter MCU on the measurement chip, and checking whether the MCU writes to the parameter register of the measurement chip when the smart meter is powered on, and reads The value of the measurement parameter (the measurement parameter includes the energy meter, the rate, the electricity price, the remaining amount and the number of times of purchase) register, whether the comparison is the value after the reset; manually modify the value of the measurement parameter register to check whether the measurement parameter is restored, and Record the time required to recover the metering parameters.
  • the impact of the test input abnormal metering data on the smart meter system includes: manually inputting an excess effective power, checking whether the metering chip can work normally, and recording the time when the metering chip works normally.
  • the present invention has the excellent effects of:
  • the analog memory test board system and the test method of the smart meter embedded application proposed by the invention solve the reliability verification problem of the smart energy meter software for the first time, improve the maturity and reliability of the smart energy meter software, and reduce the smart energy meter. Running failure.
  • the analog memory test board system and the test method of the smart meter embedded application proposed by the invention can provide technical guidance for the electric meter enterprise to develop and verify the power meter software, and improve the efficiency of the production and research and development of the meter manufacturer.
  • the present invention can solve the problem that when the ARM performs the interactive operation of the upper computer test software and the measured electric energy storage chip at the same time, the software runs at a slow speed and may cause a test error;
  • the present invention can configure information such as a memory chip type, a number of memory chips, and a storage capacity for different meter types;
  • the present invention can perform operations such as reading operation instructions and memory failure writing for the test requirements of the smart meter software reliability test platform.
  • the existing software black box test method does not analyze the intelligent power meter software fault to form a targeted test case.
  • the invention designs an efficient generation method of the smart energy meter software test case, and improves the smart energy meter software fault.
  • the trigger rate is not limited to a test case.
  • the current software test only tests the function and communication protocol of the system, and does not test the reliability of the data storage.
  • the invention proposes to effectively control the quality of the energy meter software and eliminate the possible safety of the power meter software. Hidden dangers have solved the problem of non-uniformity of its functions.
  • 1 is a system structure of an analog memory test board provided by the present invention; wherein: 1-detection computer, 2-an analog memory test board, 3-test unit, 4-interface A, 5-interface B, 6-interface C, 7-memory analog monitoring board ARM, 8-memory analog board FPGA, 9-i2c bus core satisfying EEPROM communication protocol, 10-arbitration selection module, 11-three bus module, 12-SRAM memory control module, 13-SRAM chip, 14-Modify memory content module, 15-read operation instruction module, 16-register module;
  • FIG. 2 is a block diagram of a software design of a host computer provided by the present invention.
  • FIG. 3 is a flow chart of a test method provided by the present invention.
  • FIG. 4 is an architectural diagram of a test method provided by the present invention.
  • the invention provides an analog memory test board system for a smart meter embedded application, and its structural diagram is as shown in FIG. 1 , including a 1-detection computer, a 2-an analog memory test board, a 3-test unit, and a 4-interface A. 5-interface B, 6-interface C.
  • the analog memory test board includes a 7-memory analog monitor board ARM and an 8-memory analog board FPGA.
  • Interface A4 is the interface between the detection computer and the memory emulation board, using the Ethernet interface, the memory emulation board as the server;
  • the interface B5 is the interface between the internal control MCU of the memory emulation board and the peripheral FPGA;
  • interface C6 It is the interface between the memory emulation board and the unit under test, which satisfies the i2c bus protocol.
  • the memory analog monitoring board ARM3 receives the instruction sent by the detection computer through the interface A4, and simultaneously exchanges information with the memory simulation board FPGA8 through the interface B5, and completes the operation required to detect the computer.
  • the unit under test 3 performs information exchange on the memory emulation board FPGA8 through the interface C6, and simulates the reading and writing operation of the electric meter on the EEPROM.
  • the analog memory test board 2 includes 9-i2c bus core that satisfies the EEPROM communication protocol, 10-arbitration selection module, 11-three bus module, 12-SRAM storage control module, 13-SRAM, 14-modified memory content module, 15- Read operation instruction module, 16-register module and 7-ARM memory analog monitoring board ARM. Its working principle is as follows:
  • the analog meter reads and writes the EEPROM: receives the serial clock signal, serial data signal and write protection signal sent by the meter MCU through the i2c bus core 9 (up to 8 chips), and the i2c bus core 9 receives according to the i2c bus protocol.
  • the data signal is parsed into address, data and read/write control signals; the arbitration selection module 10 receives the request signal sent by the i2c bus core 9, performs chip selection, enables the corresponding i2c bus core 9; and enables the i2c bus core 9 to data , address, read and write control and other information sent to The three bus module 11; the three bus module 11 realizes the read and write operations on the SRAM 13 through the SRAM storage control module 12 by receiving the received data, address, read and write control and the like.
  • the read operation instruction module 15 is composed of an operation instruction control sub-module and an operation instruction FIFO sub-module.
  • the operation instruction control sub-module reads the data and address in the SRMA memory control module 12. Read and write control and other information, and combined into a complete operation instruction according to a certain protocol, sent to the operation instruction FIFO sub-module. Since the FIFO satisfies the first-in first-out sorting mode, the operation instructions can be stored in the operation instruction FIFO sub-module in the order in which the operations are performed.
  • the register module 16 receives the signal of the read operation instruction sent by the ARM7, the operation instruction in the operation instruction FIFO sub-module can be read and sent to the ARM7 to implement the function of reading the operation instruction.
  • Memory fault write ARM7 sends a modify memory content instruction to the register module 16, the register module 16 parses the received command according to the protocol, and sends data, address, write control and the like to the three-bus module 11 through the modified memory content module 14, and then passes The SRAM storage control module 12 writes the modified data to the address corresponding to the SRAM 13.
  • the function of writing the address by the i2c core needs to be masked, so that the data modified by the ARM7 is not covered by the data written by the meter MCU.
  • the ARM7 can send the data, address and read control information to the three bus module 11 through the register module 16, and the data of the corresponding address of the SRAM 13 is read by the SRAM storage control module 12 to check whether the fault is successfully written.
  • Memory chip information configuration The register module 16 parses the configuration memory chip information command sent by the ARM 7 according to the protocol, and then sends it to the i2c core 9.
  • the specific implementation manner is as follows: enable different numbers of i2c cores 9, and configure the number of memory chips. Modify the top address, you can configure different page size and whether to page; modify the memory address digits, you can configure different storage capacity; the device address is parsed by the register module 16 and directly written to the i2c kernel 9, which can be configured with different memory chips. Device address.
  • the analog memory test board can use the FPGA hardware logic and the SRAM chip to simulate the read and write operations of the tested unit to the memory chip module, and can also perform some special operations through the memory analog monitor board ARM and the memory analog board FPGA information interaction: according to The different meters used in the test configure the information of the analog memory chip.
  • the configuration information mainly includes the device address, the number of memories, the memory capacity, whether the page is divided, the page size, etc.; the operation instruction of the memory chip module can be read, and the operation state is recorded; The memory chip fault write operation satisfies the test platform's need to detect memory failure.
  • the memory analog monitoring board ARM receives the instructions sent by the host computer through the Ethernet, exchanges information with the memory emulation board FPGA with a certain read and write timing, and sends the instructions to the register of the memory emulation board FPGA emulation. Then, according to the internal logic of the memory emulation board FPGA, the contents of the register are parsed, and the information configuration, the read operation instruction and the fault write operation of the memory chip are realized.
  • the reliability test software of the smart meter embedded software of the embodiment keeps the independence of each module as much as possible in the design, adopts the MVC framework in the design mode, separates the user interface from the data layer, and uses the control layer.
  • the interface and data layer are connected, which makes the development process more efficient and makes it easier to extend and maintain the later functions.
  • the software design mainly includes the following parts: Database: store each analog unit information, test plan, test log/report, configuration information; function setting/configuration: configure various information, such as chip selection, test plan selection and configuration, selection of each communication interface, etc.; display: Provide real-time refreshing and changing module data display functions and other human-computer interaction interfaces; test logs/reports: record test process and generate test reports; each unit module: specific to each unit's test requirements.
  • the test method of the analog memory test board system of the smart meter embedded application proposed by the present invention includes related tests on the memory chip unit and the meter chip unit.
  • the test of the memory chip unit includes: the storage chip stores the different data in a block, the storage strategy when the EEPROM cannot be written; whether the important data of the smart meter has a backup; whether the important data of the memory is destroyed or not; whether the stored data has an overflow error.
  • the storage strategy when the EEPROM cannot be written including: each operation instruction of the MCU to the memory chip during the operation of the memory chip recording software, and transferring the instruction before the memory chip is full
  • the host computer software designs a single thread, which is less than the memory full time is a fixed period, takes the instructions in the ARM memory, and checks the operation of the recorded instructions on the memory chip according to the statistical destination address of different data storage.
  • the addresses with different operation times are marked as different colors according to a certain threshold, and whether the data is divided into blocks is parsed, and a test conclusion prompt is popped up. Display the number of statistical address operations, generate a table to visually observe the operating rules of the memory meter MCU on the memory chip.
  • Test whether the important data of the smart meter has backup including: 1) Targeted test, count the data backup scheme of all smart meter manufacturers in the smart meter software: backup mode, address of backup data, address of important data storage. Read the data of the backup address and compare it with the important data to verify whether they are consistent. 2) Ergodicity test, the operation instruction of the smart meter MCU on the memory chip is counted according to the same number of operations and the same continuous data length as the data of all the addresses in the memory.
  • Whether the memory important data is destroyed or not can be self-recovery, including: actively destroying the backed up data, and counting the period of the memory chip with the smart meter MCU as an integer, checking and recording whether the data can be restored to normal, whether it can be backed up. The data is restored to the original data, and the time required for recovery is counted.
  • Whether the stored data has an overflow error includes: 1 whether the smart meter MCU of the statistical record has an operation outside the defined physical address in the operation instruction of the memory chip. 2
  • the page boundary problem of EEPROM whether the last address of the operation instruction of the memory chip of the smart meter MCU is continuous with the address of the top page of the next page, and the data to be stored at the end of each page exceeds the rest of the page. The length of the address, you should save the extra data to the next page, you can not roll to the top of this page to flush out the existing data.
  • the measurement chip unit test includes: whether the metering parameter can be normally set when the meter is powered on; whether the meter has monitoring on the meter when the smart meter is working normally; and the influence of the abnormal metering data on the meter system.
  • the metering parameter can be normally set when the meter is powered on, including: counting the operation instruction of the meter MCU to the metering chip, and checking whether the MCU writes the parameter register of the metering chip when the meter is powered on, and then reads the value of the parameter register. Whether the comparison is the value after the reset. Manually modify the value of the metering parameter register to see if the parameter can be recovered and record the time required for parameter recovery.
  • Whether the smart meter has monitoring of the metering chip during normal operation includes: counting the operation command of the meter MCU to the metering chip, referring to whether the meter MCU has a timed read operation on the metering parameter register, and recording the time interval of the reading operation.
  • the influence of the input abnormal measurement data on the meter system includes: manually inputting an excess effective power, checking whether the metering chip can still work normally, and recording the normal working time of the chip.
  • the smart meter software test of this embodiment needs to first embed the measured smart meter.
  • the system is configured, and then the host computer is used as the server to deliver the configuration information to the function simulation module as the client test platform through Ethernet communication. After the successful information is returned to the host computer, the test is started.
  • the specific test procedure is as follows:
  • the user logs into the meter software test system and enters the communication page to send a connection request to the server.
  • test report is generated and stored in the database, and the test ends.
  • the interface operation is a main thread
  • the data management thread is triggered by some button operations, and the data management thread determines which port to communicate with, and what type of data is sent and received.
  • Establish two lines of receiving/transmitting establish a connection (loop) with each test version, save the server-side ip port of the connected communication socket to a list, and then all the Sockets sent to the server are taken out from this list. The corresponding object is sent.
  • Multi-thread communication the main thread establishes a message management queue to implement thread management, connects with the database to achieve data access, and page break in data display.
  • the interface design is completed by using the winforms control in C#.
  • the interface theme uses tabbed form to display different test modules: overall configuration page, metering chip unit, memory chip unit, clock chip unit, security chip unit, Infrared / 485 unit, load switch unit, current and voltage detection unit, communication connection page.
  • the smart meter embedded software testing method of the present invention is different from the previous electric energy meter testing software, and not only focuses on the debugging work of the electric energy meter embedded software, but also adopts the black box method, according to the smart meter function modular test, in the smart meter Embedded software reliability testing is a new, controllable, application-specific test method.
  • the smart meter test platform involved in the invention comprises a lower computer simulation board system, a host computer test software and a data interaction communication protocol.
  • the memory test board in the lower computer is mainly composed of a memory monitoring board ARM and a memory analog board FPGA.
  • the memory test board needs to meet the following basic requirements: it can simulate the functions of core chips such as memory chips and metering chips of current mainstream manufacturers, including interface level and timing, memory function, storage capacity, write and read delay, and power loss. Status, etc.; can select chip type, initialize chip status and storage content (format), read any unit or all images, modify any unit, etc. through the host computer; can set the failure mode to simulate the memory failure process in reality, or Analog memory instability.
  • core chips such as memory chips and metering chips of current mainstream manufacturers, including interface level and timing, memory function, storage capacity, write and read delay, and power loss.
  • Status, etc. can select chip type, initialize chip status and storage content (format), read any unit or all images, modify any unit, etc. through the host computer; can set the failure mode to simulate the memory failure process in reality, or Analog memory instability.

Landscapes

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Abstract

一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法，所述系统包括检测计算机（1）、模拟存储器测试板（2）、被测单元（3）、接口A（4）和接口C（6）；所述检测计算机（1）通过接口A（4）与模拟存储器测试板（2）进行信息交互；所述被测单元（3）通过接口C（6）与模拟存储器测试板（2）进行信息交互；所述智能电表的MCU控制所述模拟存储器测试板系统；所述方法包括对存储芯片和计量芯片单元的相关测试方法。所述方法和系统中的这些测试针对智能电表嵌入式软件，可以全面、细致分析其可靠性，解决了智能电表软件可靠性验证问题，提高了智能电表软件成熟度和可靠性，大大减少了智能电表运行故障。

Description

智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法 技术领域
本发明涉及智能电表嵌入式软件测试技术领域，具体涉及一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法。
背景技术
智能电表已不仅仅作为一个简单的电能计量器具，还是一个多功能的数据采集终端，得到了广泛应用。目前智能电表是以MCU为控制单元，外围电路由存储芯片和计量芯片等组成，有较好的线性度和稳定度，具有功耗小，电压和频率响应速度快，测量精度高等诸多优点。电能表的大多功能都是通过嵌入式软件来完成的，作为电能计量的主要工具，对计量准确性、稳定性、功能性有着重要的影响。本发明提出一种针对智能电表嵌入式软件的测试方法。本发明中的智能电表嵌入式软件测试方法与以往的电能表测试软件不同，不只关注电能表嵌入式软件的调试工作，而是采用黑盒法，按智能电表功能模块化的测试，在智能电表嵌入式软件可靠性测试中是一种新的、可控的、针对应用的测试方法。本发明涉及的智能电表测试平台包括下位机模拟板系统，上位机测试软件以及数据交互的通信协议。下位机中存储器测试板主要由存储器监控板ARM与存储器模拟板FPGA组成。存储器测试板需满足以下基本要求：能够模拟当前主流厂家的存储芯片和计量芯片等核心芯片的功能，包括接口电平及时序、存储功能、存储容量、写入及读出的延时、掉电状态等；可通过上位机选择芯片类型、初始化芯片状态及存储内容(格式化)、读取任何一个单元或者全部影像、修改任何一个单元等；可设置失效模式，模拟现实中存储器失效过程，或者模拟存储器不稳定状态。
发明内容
针对智能电表软件测试的特点，本发明提出了一种ARM和FPGA相结合的模拟存储器测试板系统和一种对存储芯片单元和计量芯片单元测试的方法，该测试板主要包括ARM芯片，FPGA芯片及SRAM芯片；测试过程中首先要对被测的智能电表嵌入式系统进行配置，不同的电表厂家、同厂家不同的电表型号都有不同的测试需求，就需要有不同的测试策略来配合，完成配置后，按照设计好的测试用例进行测试；与模拟板采用多线程通信，主线程中建立消息管理队列实现线程管理，与数据库相连接实现数据的存取，和数据显示中的分页。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统，其改进之处在于，所述模拟 存储器测试板系统包括检测计算机(1)、模拟存储器测试板(2)、被测单元(3)、接口A(4)和接口C(6)；所述检测计算机(1)通过接口A(4)与模拟存储器测试板(2)进行信息交互；所述被测单元(3)通过接口C(6)与模拟存储器测试板(2)进行信息交互；
所述智能电表的MCU控制所述模拟存储器测试板系统。
进一步地，所述模拟存储器测试板(2)包括通过接口B(5)进行信息交互的存储器模拟监控板ARM(7)和存储器模拟板FPGA(8)；
所述存储器模拟板FPGA(8)包括i2c总线内核(9)、仲裁选择模块(10)、三总线模块(11)、SRAM存储控制模块(12)、SRAM芯片(13)、修改存储器内容模块(14)、读取操作指令模块(15)和寄存器模块(16)；所述仲裁选择模块(10)与i2c总线内核(9)进行信息交互；所述I2C总线内核(9)、三总线模块(11)、SRAM存储控制模块(12)和SRAM芯片(13)依次进行信息交互；所述修改存储器内容模块(14)分别与SRAM存储控制模块(12)和寄存器模块(16)连接；所述读取操作指令模块(15)分别与SRAM芯片(13)和寄存器模块(16)连接；所述SRAM存储控制模块(12)和寄存器模块(16)进行信息交互。
进一步地，在测试进行过程中，存储器模拟监控板ARM(7)通过接口A(4)接收检测计算机(1)发送的指令，同时通过接口B(5)与存储器模拟板FPGA(8)进行信息交互，完成检测计算机(1)要求的操作；被测单元3通过接口C(6)与存储器模拟板FPGA(8)进行信息交互，模拟电表对EEPROM的读写操作；所述存储器模拟监控板ARM(7)为ARM芯片；
所述i2c总线内核(9)满足EEPROM通信协议。
进一步地，所述接口A(4)是检测计算机(1)和模拟存储器测试板(2)之间的接口，采用以太网接口，模拟存储器测试板(2)作为服务端；所述接口C(6)是模拟存储器测试板(2)与被测单元(3)之间的接口，满足i2c总线协议。
进一步地，模拟存储器测试板利用存储器模拟板FPGA(8)硬件逻辑及SRAM芯片(13)模拟被测单元(3)对智能电能表的存储芯片的读写操作，通过ARM芯片与存储器模拟板FPGA(8)的信息交互，进行特殊操作：根据测试中使用的不同智能电表，对存储器模拟板FPGA(8)的模拟存储芯片信息进行配置，配置信息包括设备地址、存储器数量、存储器容量、是否分页和页大小；读取存储芯片模块的操作指令和记录操作状态；模拟智能电能表存储芯片的故障写入操作，满足智能电表软件可靠性测试平台检测存储器失效的需求。
进一步地，所述特殊操作包括：ARM芯片通过以太网接收上位机发送的指令，以读写时序与存储器模拟板FPGA(8)进行信息交互，将指令发送到存储器模拟板FPGA(8)模拟的寄存器中，再按照存储器模拟板FPGA(8)内部逻辑解析寄存器内容，实现存储器芯片的信息配置、读取操作指 令及故障写入操作。
本发明还提供一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统的测试方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
步骤1：分析存储器模拟板FPGA的模拟存储芯片读写操作以及ARM芯片与存储器模拟板FPGA间的通信协议；
步骤2：根据存储器模拟板FPGA读写数据以及ARM芯片与智能电能表存储芯片间的通信协议，设计符合协议的时序逻辑；
步骤3：根据设计的时序逻辑，基于Quartus ii软件，利用VHDL语言实现存储芯片内核及智能电能表的存储芯片与ARM芯片进行交互的硬件逻辑；
步骤4：根据智能电表软件可靠性测试平台的需求，设计智能电能表存储芯片内核外围的硬件逻辑，分配管脚，并对VHDL语言编写的程序进行综合；
步骤5：在模拟存储器测试板上运行综合后的程序，对智能电表中的嵌入式应用进行测试，包括对智能电表的存储芯片测试和计量芯片测试。
进一步地，所述步骤5中，存储芯片测试包括：测试存储芯片对数据的分块存储，EEPROM不能写时的存储策略；测试智能电表费率、电价、剩余金额和购电次数重要数据是否有备份；测试存储芯片重要数据被破坏是否自恢复；测试存储数据是否有溢出错误。
进一步地，所述测试存储芯片对数据的分块存储，EEPROM不能写时的存储策略包括：存储芯片记录运行过程中电表MCU对存储芯片的每个操作指令，在存储芯片存满之前将操作指令转到存储器模拟监控板ARM中，上位机将小于存储器存满的时间为固定周期，取存储器模拟监控板ARM中的操作指令，查看记录的指令对存储芯片的操作是否根据统计的不同类数据存放到相应的目的地址，把操作次数不同的地址按设定阈值标记为不同颜色，分析数据是否分块；显示统计的地址操作次数，生成一张表观察智能电表MCU对存储器模拟板FPGA中模拟存储芯片的操作规律。
进一步地，所述测试智能电表费率、电价、剩余金额和购电次数重要数据是否有备份，包括：1)针对性测试：统计所有智能电表厂家在智能电表软件中的数据备份方案的地址与重要数据存放的地址是否一致；2)遍历性测试，统计智能电表MCU对存储芯片的操作指令，按照操作次数相同和连续数据长度相同比对存储器模拟板FPGA所有地址的数据有无备份。
进一步地，所述测试存储芯片重要数据被破坏是否自恢复包括：主动破坏有备份的数据，以整数倍与智能电表MCU操作存储芯片的周期为时间，查看并记录数据是否能够恢复正常，是否能够以备份的数据恢复原有数据，同时统计恢复所需要的时间。
进一步地，所述存储数据是否有溢出错误包括：①统计记录的智能电表MCU对存储芯片的操作 指令中是否有在定义物理地址外的操作；②涉及EEPROM的页边界问题：统计智能电表MCU对存储芯片的操作指令中每一页最后的地址与下一页页首的地址是否连续；并将每一页的最后存放的超出本页剩余地址长度的数据存放到下一页，不能卷到本页的页首冲掉已有的数据。
进一步地，所述步骤5中，计量芯片测试包括：测试智能电表上电时是否能正常设置计量参数；测试智能电表正常工作时对计量芯片是否有监视；测试输入异常计量数据对智能电表的影响。
进一步地，所述测试智能电表上电时是否能正常设置计量参数包括：统计智能电表MCU对计量芯片的操作指令，查看智能电表上电时MCU对计量芯片的参数寄存器是否有写操作，读取计量参数(计量参数包括电能表、费率、电价、剩余金额和购电次数参数)寄存器的值，比对是否为复位之后的值；手动修改计量参数寄存器的值，查看计量参数是否恢复，并记录计量参数恢复所需的时间。
进一步地，所述测试智能电表正常工作时对计量芯片是否有监视包括：统计智能电表MCU对计量芯片的操作指令，参看智能电表MCU对计量参数寄存器是否有定时的读操作，记录读操作的时间间隔。
进一步地，所述测试输入异常计量数据对智能电表系统的影响包括：手动输入超量的有效功率，查看计量芯片是否能正常工作，并记录计量芯片正常工作的时间。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的优异效果是：
(1)本发明提出的智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法首次解决了智能电能表软件可靠性验证问题，提高了智能电能表软件成熟度和可靠性，减少了智能电能表运行故障。
(2)本发明提出的智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法可以为电表企业进行电能表软件研发和可靠性验证提供技术指导，提高了电表厂商生产和研发的效率。
(3)本发明设计的智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统及测试方法可以有效仿真外部设备攻击场景，软硬件性能测试更加全面。
(4)本发明可解决ARM对上位机测试软件和被测的电表存储芯片同时进行交互操作时，软件运行速度较慢，可能导致测试错误的问题；
(5)本发明可针对不同的电表类型，对存储芯片类型、存储芯片数量、存储容量等信息进行配置；
(6)本发明可针对智能电表软件可靠性测试平台的测试需求，执行读取操作指令、存储器故障写入等操作。
(7)现有的软件黑盒测试方法没有针对智能电能表软件故障进行分析形成有针对性的测试用例，本发明设计了智能电能表软件测试用例的高效生成方法，提高了智能电能表软件故障的触发率。
(8)目前的软件测试只是对系统的功能和通信规约进行测试，没有对数据存储的可靠性进行测试，本发明的提出有效控制了电能表软件的质量，消除了电能表软件可能存在的安全隐患，解决了其功能实现不统一等问题。
附图说明
图1是本发明提供的模拟存储器测试板的系统结构；其中：1-检测计算机，2-模拟存储器测试板，3-被测单元，4-接口A，5-接口B，6-接口C，7-存储器模拟监控板ARM，8-存储器模拟板FPGA，9-满足EEPROM通信协议的i2c总线内核，10-仲裁选择模块，11-三总线模块，12-SRAM存储控制模块，13-SRAM芯片，14-修改存储器内容模块，15-读取操作指令模块，16-寄存器模块；
图2是本发明提供的上位机软件设计框图；
图3是本发明提供的测试方法的流程图；
图4是本发明提供的测试方法的架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明提供一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统，其结构图如图1所示，包括1-检测计算机，2-模拟存储器测试板，3-被测单元，4-接口A，5-接口B，6-接口C。模拟存储器测试板包括7-存储器模拟监控板ARM及8-存储器模拟板FPGA。接口A4是检测计算机和存贮器模拟板之间的接口，采用以太网接口，存储器模拟板作为服务端；接口B5是存贮器模拟板内部控制MCU与外设FPGA之间的接口；接口C6是存储器模拟板与被测单元之间的接口，满足i2c总线协议。测试进行过程中，存储器模拟监控板ARM3通过接口A4接收检测计算机发送的指令，同时通过接口B5与存储器模拟板FPGA8进行信息交互，完成检测计算机要求的操作。被测单元3通过接口C6对存储器模拟板FPGA8进行信息交互，模拟电表对EEPROM的读写操作。
模拟存储器测试板2内部包括9-满足EEPROM通信协议的i2c总线内核，10-仲裁选择模块，11-三总线模块，12-SRAM存储控制模块，13-SRAM，14-修改存储器内容模块，15-读取操作指令模块，16-寄存器模块及7-ARM即存储器模拟监控板ARM。其工作原理如下：
模拟电表对EEPROM的读写操作：通过i2c总线内核9(最多可模拟8片)接收电表MCU发送的串行时钟信号、串行数据信号及写保护信号，i2c总线内核9根据i2c总线协议将接收的数据信号解析为地址、数据及读写控制信号；仲裁选择模块10接收i2c总线内核9发送的请求信号，进行片选，使能对应的i2c总线内核9；使能的i2c总线内核9将数据、地址、读写控制等信息发送至 三总线模块11；三总线模块11将接收到的数据、地址、读写控制等信息通过SRAM存储控制模块12实现对SRAM13的读写操作。
读取操作指令：读取操作指令模块15由操作指令控制子模块和操作指令FIFO子模块两部分组成，操作指令控制子模块读取SRMA存储器控制模块12内的数据、地址。读写控制等信息，并按照一定的协议组合成一条完整的操作指令，发送至操作指令FIFO子模块。由于FIFO满足先入先出的排序方式，因此操作指令可按执行操作的先后顺序存入操作指令FIFO子模块。当寄存器模块16接收到ARM7发送的读取操作指令的信号时，即可读取操作指令FIFO子模块内的操作指令，再发送至ARM7，实现读取操作指令的功能。
存储器故障写入：ARM7发送修改存储器内容指令至寄存器模块16，寄存器模块16按协议解析接收的指令，将数据、地址、写控制等信息经过修改存储器内容模块14发送至三总线模块11，再通过SRAM存储控制模块12将修改的数据写入SRAM13对应的地址。在执行存储器故障写入的过程中，需屏蔽由i2c内核写入该地址的功能，以免ARM7修改的数据被电表MCU写入的数据覆盖。同时，ARM7可通过寄存器模块16将数据、地址、读控制信息发送至三总线模块11，经过SRAM存储控制模块12读取SRAM13对应地址的数据，以检验故障是否成功写入。
存储芯片信息配置：寄存器模块16按协议对ARM 7发送的配置存储芯片信息指令进行解析，再发送至i2c内核9中，具体实现方式如下：使能不同数量的i2c内核9，可配置存储芯片数量；修改页首地址，可配置不同的页大小及是否分页；修改存储器地址位数，可配置不同的存储容量；设备地址由寄存器模块16解析后直接写入i2c内核9，可配置不同存储芯片的设备地址。
模拟存储器测试板除可以利用FPGA硬件逻辑及SRAM芯片模拟被测单元对存储芯片模块的读写操作，还可以通过存储器模拟监控板ARM与存储器模拟板FPGA的信息交互，进行某些特殊操作：根据测试中使用的不同电表，对模拟存储器芯片信息进行配置，配置信息主要包括设备地址、存储器数量、存储器容量、是否分页、页大小等；可读取存储芯片模块的操作指令，记录操作状态；模拟存储器芯片故障写入的操作，满足测试平台检测存储器失效的需求。
某些特殊操作指的是：存储器模拟监控板ARM通过以太网接收上位机发送的指令，以一定的读写时序与存储器模拟板FPGA进行信息交互，将指令发送到存储器模拟板FPGA模拟的寄存器中，再按照存储器模拟板FPGA内部逻辑解析寄存器内容，实现存储器芯片的信息配置、读取操作指令及故障写入操作。
如图2所示，本实施例的智能电表嵌入式软件的可靠性测试软件在设计时尽量保持各个模块的独立性，在设计模式上采用MVC框架，将用户界面与数据层分离，使用控制层连接界面和数据层，这样使得开发过程更加高效，后期功能扩展维护更加容易。其中软件设计主要包括如下几个部分： 数据库：存储各模拟单元信息、测试方案、测试日志/报告、配置信息；功能设置/配置：配置各种信息，如芯片的选择、测试方案的选择与配置、各通信接口的选择等；显示：提供实时刷新有变化的模块数据显示功能等人机交互接口；测试日志/报告：记录测试过程与生成测试报告；各单元模块：具体对应各单元的测试需求。
如图3所示，本发明提出的智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统的测试方法，包括对存储芯片单元和计量芯片单元的相关测试。
存储芯片单元的测试包括：存储芯片对不同数据的分块存储，EEPROM不能写时的存储策略；智能电表重要数据是否有备份；存储器重要数据被破坏可否自恢复；存储数据是否有溢出错误。
测试所述存储芯片对不同数据的分块存储，EEPROM不能写时的存储策略，包括：存储芯片记录软件运行过程中MCU对存储芯片的每一个操作指令，在存储芯片存满之前将指令转到ARM芯片的存储器中，上位机软件设计一个单独的线程，已小于存储器存满的时间为固定周期，取ARM存储器中的指令，查看记录的指令对存储芯片的操作根据统计不同数据存放的目的地址，把操作次数不同的地址按一定阈值标记为不同颜色，分析数据是否分块，弹出测试结论提示。显示统计的地址操作次数，生成一张表可以直观观察电表MCU对存储芯片的操作规律。
测试所述智能电表重要数据是否有备份，包括：1)针对性测试，统计所有智能电表厂家在智能电表软件中的数据备份方案：备份的方式，备份数据的地址，重要数据存放的地址。读取备份地址的数据，与重要数据作比对，验证是否一致。2)遍历性测试，统计智能电表MCU对存储芯片的操作指令，按照操作次数相同、连续数据长度相同比对存储器中所有地址的数据有无备份。
所述存储器重要数据被破坏可否自恢复，包括：主动破坏有备份的数据，以整数倍与智能电表MCU操作存储芯片的周期为时间，查看并记录该数据是否可以恢复正常，是否可以以备份的数据恢复原有数据，同时统计恢复所需要的时间。
所述存储数据是否有溢出错误，包括：①统计记录的智能电表MCU对存储芯片的操作指令中有没有在定义的物理地址外的操作。②考虑EEPROM的页边界问题：统计智能电表MCU对存储芯片的操作指令中每一最后的地址与下一页页首的地址是否连续，每一页的最后，要存放的数据超出本页剩余的地址长度，应该将多出的数据存放到下一页，不能卷到本页的页首冲掉已有的数据。
计量芯片单元测试包括：电表上电时是否能正常设置计量参数；智能电表正常工作时对计量芯片是否有监视；输入异常计量数据对电表系统的影响。
所述电表上电时是否能正常设置计量参数，包括：统计电表MCU对计量芯片的操作指令，查看电表上电时MCU对计量芯片的参数寄存器有没有写操作，然后读取参数寄存器的值，比对是否为复位之后的值。手动修改计量参数寄存器的值，查看参数是否可以恢复，并记录参数恢复所需的时间。
所述智能电表正常工作时对计量芯片是否有监视，包括：统计电表MCU对计量芯片的操作指令，参看电表MCU对计量参数寄存器是否有定时的读操作，记录这些读操作的时间间隔。
所述输入异常计量数据对电表系统的影响，包括：手动输入一个超量的有效功率，查看计量芯片是否还能正常工作，并记录芯片正常工作的时间。
由于不同的电表厂家、同厂家不同的电表型号都有不同的测试需求，需要有不同的测试策略来配合智能电能表软件测试，本实施例的智能电表软件测试需首先对被测的智能电表嵌入式系统进行配置，然后由上位机作为服务端通过以太网通信将配置信息下发到作为客户端测试平台的功能模拟模块，配置成功的信息返回上位机之后开始测试，具体测试流程如下：
(1)用户登陆电表软件测试系统，进入通信页向下位机服务器发出连接请求。
(2)连接成功后进入系统配置页，确定电表型号，在数据库中配置厂商信息。
(3)配置成功后进入各模块测试页用编写好的测试用例进行电表软件测试。
(4)测试完成后生成测试报告存入数据库，测试结束。
如图4所示，在本实施例的测试方法架构中，界面操作是主线程，通过一些按钮操作触发数据管理线程，数据管理线程判断与哪个端口进行通信，收发的是哪种类型的数据。建立收/发两个线程，与各个测试版建立连接(循环)，将建立连接的通信套接字的服务器端ip端口保存到一个列表里，之后所有向服务器端发送Socket都由这个列表中取出对应的对像发送。
多线程通信，主线程中建立消息管理队列实现线程管理，与数据库相连接实现数据的存取，和数据显示中的分页。界面设计运用C#中的winforms控件完成，界面主题采用页签(tabpage)的形式来展示不同的测试模块，分别为：总体配置页、计量芯片单元、存储芯片单元、时钟芯片单元、安全芯片单元、红外/485单元、负载开关单元、电流电压检测单元、通信连接页。
本发明中的智能电表嵌入式软件测试方法与以往的电能表测试软件不同，不只关注电能表嵌入式软件的调试工作，而是采用黑盒法，按智能电表功能模块化的测试，在智能电表嵌入式软件可靠性测试中是一种新的、可控的、针对应用的测试方法。本发明涉及的智能电表测试平台包括下位机模拟板系统，上位机测试软件以及数据交互的通信协议。下位机中存储器测试板主要由存储器监控板ARM与存储器模拟板FPGA组成。存储器测试板需满足以下基本要求：能够模拟当前主流厂家的存储芯片和计量芯片等核心芯片的功能，包括接口电平及时序、存储功能、存储容量、写入及读出的延时、掉电状态等；可通过上位机选择芯片类型、初始化芯片状态及存储内容(格式化)、读取任何一个单元或者全部影像、修改任何一个单元等；可设置失效模式，模拟现实中存储器失效过程，或者模拟存储器不稳定状态。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实 施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

  1. 一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统，其特征在于，所述模拟存储器测试板系统包括检测计算机(1)、模拟存储器测试板(2)、被测单元(3)、接口A(4)和接口C(6)；所述检测计算机(1)通过接口A(4)与模拟存储器测试板(2)进行信息交互；所述被测单元(3)通过接口C(6)与模拟存储器测试板(2)进行信息交互；
    所述智能电表的MCU控制所述模拟存储器测试板系统。
  2. 如权利要求1所述的模拟存储器测试板系统，其特征在于，所述模拟存储器测试板(2)包括通过接口B(5)进行信息交互的存储器模拟监控板ARM模拟监控板ARM(7)和存储器模拟板FPGA(8)；
    所述存储器模拟板FPGA(8)包括i2c总线内核(9)、仲裁选择模块(10)、三总线模块(11)、SRAM存储控制模块(12)、SRAM芯片(13)、修改存储器内容模块(14)、读取操作指令模块(15)和寄存器模块(16)；所述仲裁选择模块(10)与i2c总线内核(9)进行信息交互；所述I2C总线内核(9)、三总线模块(11)、SRAM存储控制模块(12)和SRAM芯片(13)依次进行信息交互；所述修改存储器内容模块(14)分别与SRAM存储控制模块(12)和寄存器模块(16)连接；所述读取操作指令模块(15)分别与SRAM芯片(13)和寄存器模块(16)连接；所述SRAM存储控制模块(12)和寄存器模块(16)进行信息交互。
  3. 如权利要求2所述的模拟存储器测试板系统，其特征在于，在测试进行过程中，存储器模拟监控板ARM(7)通过接口A(4)接收检测计算机(1)发送的指令，同时通过接口B(5)与存储器模拟板FPGA(8)进行信息交互，完成检测计算机(1)要求的操作；被测单元3通过接口C(6)与存储器模拟板FPGA(8)进行信息交互，模拟电表对EEPROM的读写操作；所述存储器模拟监控板ARM(7)为ARM芯片；
    所述i2c总线内核(9)满足EEPROM通信协议。
  4. 如权利要求1所述的模拟存储器测试板系统，其特征在于，所述接口A(4)是检测计算机(1)和模拟存储器测试板(2)之间的接口，采用以太网接口，模拟存储器测试板(2)作为服务端；所述接口C(6)是模拟存储器测试板(2)与被测单元(3)之间的接口，满足i2c总线协议。
  5. 如权利要求2所述的存储器测试板系统，其特征在于，模拟存储器测试板利用存储器模拟板FPGA(8)硬件逻辑及SRAM芯片(13)模拟被测单元(3)对智能电能表的存储芯片的读写操作，通过ARM芯片与存储器模拟板FPGA(8)的信息交互，进行特殊操作：根据测试中使用的不同智能电表，对存储器模拟板FPGA(8)的模拟存储芯片信息进行配置，配置信息包括设备地址、存储器数量、存储器容量、是否分页和页大小；读取存储芯片模块的操作指令和记录操作状态；模拟智能 电能表存储芯片的故障写入操作，满足智能电表软件可靠性测试平台检测存储器失效的需求。
  6. 如权利要求5所述的存储器测试板系统，其特征在于，所述特殊操作包括：ARM芯片通过以太网接收上位机发送的指令，以读写时序与存储器模拟板FPGA(8)进行信息交互，将指令发送到存储器模拟板FPGA(8)模拟的寄存器中，再按照存储器模拟板FPGA(8)内部逻辑解析寄存器内容，实现存储器芯片的信息配置、读取操作指令及故障写入操作。
  7. 一种如权利要求1-6中任一项所述的一种智能电表嵌入式应用的模拟存储器测试板系统的测试方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
    步骤1：分析存储器模拟板FPGA的模拟存储芯片读写操作以及ARM芯片与存储器模拟板FPGA间的通信协议；
    步骤2：根据存储器模拟板FPGA读写数据以及ARM芯片与智能电能表存储芯片间的通信协议，设计符合协议的时序逻辑；
    步骤3：根据设计的时序逻辑，基于Quartus ii软件，利用VHDL语言实现存储芯片内核及智能电能表的存储芯片与ARM芯片进行交互的硬件逻辑；
    步骤4：根据智能电表软件可靠性测试平台的需求，设计智能电能表存储芯片内核外围的硬件逻辑，分配管脚，并对VHDL语言编写的程序进行综合；
    步骤5：在模拟存储器测试板上运行综合后的程序，对智能电表中的嵌入式应用进行测试，包括对智能电表的存储芯片测试和计量芯片测试。
  8. 如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤5中，存储芯片测试包括：测试存储芯片对数据的分块存储，EEPROM不能写时的存储策略；测试智能电表费率、电价、剩余金额和购电次数重要数据是否有备份；测试存储芯片重要数据被破坏是否自恢复；测试存储数据是否有溢出错误。
  9. 如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述测试存储芯片对数据的分块存储，EEPROM不能写时的存储策略包括：存储芯片记录运行过程中电表MCU对存储芯片的每个操作指令，在存储芯片存满之前将操作指令转到存储器模拟监控板ARM中，上位机将小于存储器存满的时间为固定周期，取存储器模拟监控板ARM中的操作指令，查看记录的指令对存储芯片的操作是否根据统计的不同类数据存放到相应的目的地址，把操作次数不同的地址按设定阈值标记为不同颜色，分析数据是否分块；显示统计的地址操作次数，生成一张表观察智能电表MCU对存储器模拟板FPGA中模拟存储芯片的操作规律。
  10. 如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述测试智能电表费率、电价、剩余金额和购电次数重要数据是否有备份，包括：1)针对性测试：统计所有智能电表厂家在智能电表软件中 的数据备份方案的地址与重要数据存放的地址是否一致；2)遍历性测试，统计智能电表MCU对存储芯片的操作指令，按照操作次数相同和连续数据长度相同比对存储器模拟板FPGA所有地址的数据有无备份。
  11. 如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述测试存储芯片重要数据被破坏是否自恢复包括：主动破坏有备份的数据，以整数倍与智能电表MCU操作存储芯片的周期为时间，查看并记录数据是否能够恢复正常，是否能够以备份的数据恢复原有数据，同时统计恢复所需要的时间。
  12. 如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述存储数据是否有溢出错误包括：①统计记录的智能电表MCU对存储芯片的操作指令中是否有在定义物理地址外的操作；②涉及EEPROM的页边界问题：统计智能电表MCU对存储芯片的操作指令中每一页最后的地址与下一页页首的地址是否连续；并将每一页的最后存放的超出本页剩余地址长度的数据存放到下一页，不能卷到本页的页首冲掉已有的数据。
  13. 如权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤5中，计量芯片测试包括：测试智能电表上电时是否能正常设置计量参数；测试智能电表正常工作时对计量芯片是否有监视；测试输入异常计量数据对智能电表的影响。
  14. 如权利要求13所述的测试方法，其特征在于，所述测试智能电表上电时是否能正常设置计量参数包括：统计智能电表MCU对计量芯片的操作指令，查看智能电表上电时MCU对计量芯片的参数寄存器是否有写操作，读取计量参数寄存器的值，比对是否为复位之后的值；手动修改计量参数寄存器的值，查看计量参数是否恢复，并记录计量参数恢复所需的时间。
  15. 如权利要求13所述的测试方法，其特征在于，所述测试智能电表正常工作时对计量芯片是否有监视包括：统计智能电表MCU对计量芯片的操作指令，参看智能电表MCU对计量参数寄存器是否有定时的读操作，记录读操作的时间间隔。
  16. 如权利要求13所述的测试方法，其特征在于，所述测试输入异常计量数据对智能电表系统的影响包括：手动输入超量的有效功率，查看计量芯片是否能正常工作，并记录计量芯片正常工作的时间。
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