一種脫離於主機的cpci模塊獨立測試裝置製造方法
2023-06-07 02:02:31 1
一種脫離於主機的cpci模塊獨立測試裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置，該裝置通過PCIE總線線纜與調試主機連接，調試主機發出測試信號，測試信號包括差分時鐘、輔助信號和差分信號，調試主機中設置有主板和PCIE總線內外轉換模塊，測試信號經過該PCIE總線內外轉換模塊轉換為適宜該PCIE總線線纜傳輸的信號，經由PCIE總線線纜發送至該裝置；該裝置包括：CPCI總線底板；被測CPCI模塊，與該CPCI總線底板連接；總線協議轉換模塊，分別與該PCIE總線線纜以及該CPCI總線底板連接，總線協議轉換模塊用於實現PCIE總線到PCI總線的協議轉換。本發明提高了CPCI模塊獨立測試裝置對環境的適應度、可擴展性、降低了成本，使試驗環境的搭建更簡單。
【專利說明】—種脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種CPCI模塊測試裝置，特別是一種脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置。
【背景技術】
[0002]CPCI模塊測試裝置作為一種重要的測試設備，在產品研製與批產階段得到廣泛應用。
[0003]傳統的CPCI模塊測試設備一般採用CPCI總線底板直接插裝CPCI主板和CPCI模塊，如圖1所示為傳統的CPCI模塊測試設備的結構示意圖。
[0004]傳統的CPCI模塊測試設備直接設置在調試主機中，一塊CPCI總線底板插裝一塊CPCI主板和最多七塊CPCI模塊，CPCI後出線板提供ATX電源和外設接口。
[0005]工作時，ATX電源接收外部220V交流電源輸入，為測試設備提供工作電壓.顯示器、硬碟、鍵盤、滑鼠、USB設備、音頻視頻設備、串口並口設備等通過CPCI後出線板的外設接口與CPCI主板通信。CPCI主板根據PCI協議與CPCI模塊通信，實現CPCI模塊的測試。
[0006]上述方式實現的CPCI模塊測試設備存在以下缺點:
[0007]I) CPCI主板與CPCI模塊無法分離，即CPCI主板必須與CPCI模塊在同一環境中測試，在惡劣測試環境中，由於CPCI主板對測試環境的要求高，導致CPCI模塊測試設備整體對測試環境的要求高，適應度差。
[0008]2) 一臺CPCI模塊測試設備最多只能插裝七塊CPCI模塊,則對於一臺調試主機,最多只能測試七塊CPCI模塊，可擴展性差。
[0009]3)測試時需要連接的外設和連線多，成本高且試驗環境搭建複雜。
【發明內容】
[0010]本發明解決的技術問題在於，提高在測試環境中，CPCI模塊獨立測試裝置對環境的適應度。
[0011]更進一步的，解決傳統CPCI模塊測試設備可擴展性差、成本高及試驗環境搭建複雜的問題。
[0012]本發明公開了一種脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置，該裝置通過PCIE總線線纜與調試主機連接，該調試主機發出測試信號，該測試信號包括差分時鐘、輔助信號和差分信號，該調試主機中設置有主板和PCIE總線內外轉換模塊，該測試信號經過該PCIE總線內外轉換模塊轉換為適宜該PCIE總線線纜傳輸的信號，經由該PCIE總線線纜發送至該裝置；
[0013]該裝置進一步包括:
[0014]CPCI總線底板；
[0015]被測CPCI模塊，與該CPCI總線底板連接；
[0016]總線協議轉換模塊，分別與該PCIE總線線纜以及該CPCI總線底板連接，該總線協議轉換模塊用於實現PCIE總線到PCI總線的協議轉換。
[0017]該PCIE總線內外轉換模塊連接至該調試主機的PCIE總線接口，該PCIE總線內外轉換模塊進一步包括:
[0018]前端差分時鐘處理單元，用於對差分時鐘進行使能控制以及信號完整性優化；
[0019]前端輔助信號控制單元，用於對差分時鐘進行使能控制，對輔助信號進行電源隔離以及狀態控制處理；
[0020]前端差分信號處理單元，用於對高速差分信號進行預加重/去加重、調幅以及均衡處理；
[0021]該前端差分時鐘處理單元、該前端輔助信號控制單元以及該前端差分信號處理單元均分別與該PCIE總線線纜連接。
[0022]該PCIE總線線纜包括差分時鐘傳輸通道、輔助信號傳輸通道和差分信號傳輸通道。
[0023]該總線協議轉換模塊進一步包括:後端差分時鐘處理單元、後端輔助信號控制單元、後端差分信號處理單元和總線協議處理單元，該後端差分時鐘處理單元、後端輔助信號控制單元與後端差分信號處理單元均分別與總線協議處理單元連接；
[0024]該後端差分時鐘處理單元從該PCIE總線線纜接收該差分時鐘，或者，產生一後端時鐘，經過使能控制以及信號完整性優化後，提供給該總線協議處理單元；
[0025]該後端輔助信號控制單元用於對從該PCIE總線線纜接收的輔助信號進行電源隔離以及狀態控制處理，對該差分時鐘或者後端時鐘進行使能控制；
[0026]該後端差分信號處理單元用於對從該PCIE總線線纜接收的高速差分信號進行預加重/去加重、調幅以及均衡處理；
[0027]該總線協議處理單元用於實現從PCIE總線到PCI總線的協議轉換。
[0028]所述裝置進一步包括:
[0029]該CPCI總線底板通過CPCI系統插槽連接該總線協議轉換模塊；
[0030]該CPCI總線底板通過CPCI總線插槽連接該被測CPCI模塊；
[0031]該CPCI總線底板通過CPCI電源插槽連接CPCI電源模塊，該CPCI電源模塊接收外部直流穩壓電源。
[0032]該總線協議轉換模塊進一步包括共享內存與配置寄存器，該共享內存與配置寄存器均與該總線協議處理單元連接，該共享內存用於作為緩存單元。
[0033]所述裝置還包括一全加固機箱，用於容置該CPCI總線底板、該被測CPCI模塊與該總線協議轉換模塊。
[0034]該CPCI總線底板還具有一接口面板接口，用於與接口面板模塊連接，以提供電源輸入接口和控制信號輸入輸出接口。
[0035]該CPCI總線底板具備N個CPCI總線插槽以連接N個被測CPCI模塊，N = 1,2,3,4，5，6，7。
[0036]該PCIE總線內外轉換模塊通過PCIE總線接口與該主板連接。
[0037]本發明提高了在測試環境中CPCI模塊獨立測試裝置對環境的適應度。更進一步的，提高了可擴展性、降低了成本，使試驗環境的搭建更加簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1所示為傳統的CPCI模塊測試設備的結構示意圖。
[0039]圖2所示為本發明的脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置的結構示意圖。
[0040]圖3所示為本發明的脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041]如圖2所示為本發明的脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置的結構示意圖。
[0042]在【背景技術】中，CPCI模塊測試設備必須使用CPCI主板，而本發明的CPCI模塊獨立測試裝置利用調試主機100中的主板代替該CPCI主板，而將CPCI總線底板設置在脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200中，從而實現了 CPCI主板與CPCI模塊的分離。調試主機100與CPCI模塊獨立測試裝置200之間通過PCI Express總線線纜2 (簡稱PCIE總線線纜)連接。由調試主機100發出測試信號，該測試信號包括差分時鐘、輔助信號和差分信號。
[0043]本發明還在該調試主機100中增設PCI Express總線內外轉換模塊I (簡稱PCIE總線內外轉換模塊)，該測試信號經過該PCIE總線內外轉換模塊I轉換為適宜該PCIE總線線纜傳輸的信號後，經由該PCIE總線線纜2發送至CPCI模塊獨立測試裝置200。
[0044]該CPCI模塊獨立測試裝置200進一步包括CPCI總線底板4、總線協議轉換模塊3和被測CPCI模塊。被測CPCI模塊與該CPCI總線底板4連接。該總線協議轉換模塊3分別與該PCIE總線線纜2以及該CPCI總線底板4連接，該總線協議轉換模塊3用於實現PCIE總線到PCI總線的協議轉換。
[0045]以下藉助圖3，進一步詳細介紹本發明的技術方案的詳細內容。
[0046]本發明為了提高CPCI模塊獨立測試裝置200對環境的適應度，將被測CPCI模塊設置於該脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200中，將CPCI主板設置於CPCI模塊獨立測試裝置200之外，並由調試主機100自帶的主板實現CPCI主板的功能。同時，本發明能夠解決在調試主機100與CPCI模塊獨立測試裝置200之間的信號傳遞問題，以保證CPCI模塊獨立測試裝置200的正常測試。如此，則CPCI模塊獨立測試裝置200對環境的要求降低，即使置於惡劣測試環境下時，也可完成測試任務。
[0047]本發明的調試主機發出的測試信號可通過PCIE總線線纜2傳遞至CPCI模塊獨立測試裝置200中，使得測試信號可正常的應用於CPCI模塊獨立測試裝置200，實現測試過程。
[0048]圖3中PCIE總線內外轉換模塊I連接至調試主機100的PCI Express總線接口(簡稱PCIE總線接口 )。PCIE總線內外轉換模塊I進一步包括前端差分時鐘處理單元8、前端輔助信號控制單元9和前端差分信號處理單元10。
[0049]前端差分時鐘處理單元8用於從PCIE總線接口中接收該測試信號中的差分時鐘，並對差分時鐘進行使能控制以及信號完整性優化。在另一實施例中，前端差分時鐘處理單元8也可以不使用調試主機100提供的該差分時鐘，而是自身產生一前端時鐘，此時必須對調試主機提供的差分時鐘進行有效端接處理。該有效端接處理可以具體採用一接地處理。
[0050]前端輔助信號控制單元9用於對輔助信號進行電源隔離以及狀態控制處理，對差分時鐘或前端時鐘進行使能控制。
[0051]前端差分信號處理單元10用於實現對高速差分信號的預加重/去加重、調幅、均衡處理，以確保信號在PCIE總線線纜2上的可靠傳輸。
[0052]相對應的，PCIE總線線纜2提供差分時鐘傳輸通道、輔助信號傳輸通道和差分信號傳輸通道。
[0053]該前端差分時鐘處理單元8、該前端輔助信號控制單元9以及該前端差分信號處理單元10均分別與該PCIE總線線纜2連接。該前端差分時鐘處理單元8連接該差分時鐘傳輸通道，以傳遞差分時鐘。該前端輔助信號控制單元9連接該輔助信號傳輸通道，以傳遞該輔助信號。該前端差分信號處理單元10連接該差分信號傳輸通道，以傳遞該差分信號。
[0054]PCIE總線線纜2用於連接PCIE總線內外轉換模塊I和總線協議轉換模塊3，其長度不能太長，其長度受限於總線協議轉換模塊I可接受的信號傳輸質量。
[0055]總線協議轉換模塊3用於實現PCI Express總線到PCI總線的協議轉換。總線協議轉換模塊3包括後端差分時鐘處理單元11、後端輔助信號控制單元12、後端差分信號處理單元13、總線協議處理單元14、共享內存15和配置寄存器16。後端差分時鐘處理單元
11、後端輔助信號控制單元12、後端差分信號處理單元13、共享內存15和配置寄存器16均分別與總線協議處理單元14連接。
[0056]後端差分時鐘處理單元11從PCIE總線線纜2接收差分時鐘或前端時鐘，經過使能控制、信號完整性優化後提供給總線協議處理單元14。在另一實施例中，後端差分時鐘處理單元11也可以不使用PCIE總線線纜2所傳輸的差分時鐘或前端時鐘，而是使用自身產生一後端時鐘。此時必須對PCIE總線線纜2上的差分時鐘或前端時鐘進行有效端接處理。該有效端接處理可以具體採用一接地處理。
[0057]後端輔助信號控制單元12用於對從PCIE總線線纜2接收的輔助信號實現電源隔離以及狀態控制處理，對該差分時鐘或者後端時鐘進行使能控制。
[0058]後端差分信號處理單元13用於對從PCIE總線線纜2接收的高速差分信號進行預加重/去加重、調幅、均衡處理，確保傳輸給總線協議處理單元的差分信號質量可靠。
[0059]總線協議處理單元14負責實現從PCIE總線到PCI總線的協議轉換。總線協議處理單元14具體用於實現命令解析轉換、配置寄存器管理、數據提取封裝、地址解析映射、DMA傳輸控制、復位鏈路控制、中斷處理、錯誤報告處理、電源管理控制和測試鏈路管理。
[0060]共享內存15作為命令和/或數據的緩存單元，解決跨時鐘域問題。
[0061]CPCI總線底板4具有至少一個CPCI系統插槽17、CPCI電源插槽18、接口面板插口 19和若干個CPCI總線插槽。
[0062]CPCI總線底板4通過CPCI系統插槽17連接總線協議轉換模塊3，通過CPCI電源插槽18連接CPCI電源模塊5，通過接口面板插口 19連接接口面板模塊6，通過每個CPCI總線插槽20連接一被測CPCI模塊。
[0063]每個系統插槽17可最多控制7個CPCI總線插槽20，即，每個CPCI總線底板4可最多連接7個被測CPCI模塊。
[0064]接口面板模塊6提供外部直流穩壓電源輸出和控制信號輸入輸出接口。
[0065]CPCI電源模塊5根據接收到的外部直流穩壓電源，為CPCI總線底板4、總線協議轉換模塊3和被測CPCI模塊提供工作電壓，其帶載能力可根據實際需求合理選擇。
[0066]CPCI模塊獨立測試裝置200可設置在一全加固機箱中，該全加固機箱可保證CPCI總線底板4與所連接的各個模塊的相對位置固定，並提供良好的散熱性能和抗振動性能。
[0067]更進一步的，PCIE總線內外轉換模塊I中，前端差分時鐘處理單元8與調試主機PCI Express總線接口雙向連接，前端差分時鐘處理單元8與PCIE總線線纜2雙向連接，前端輔助信號控制單元9與調試主機PCI Express總線接口雙向連接，前端輔助信號控制單元9與PCIE總線線纜2雙向連接，前端差分信號處理單元10與調試主機PCI Express總線接口雙向連接，前端差分信號處理單元10與PCIE總線線纜2雙向連接，前端差分時鐘處理單元8與前端輔助信號控制單元9雙向連接，前端輔助信號控制單元9與前端差分信號處理單元10雙向連接。總線協議轉換模塊3中，後端差分時鐘處理單元11與PCIE總線線纜2雙向連接，後端輔助信號控制單元12與PCIE總線線纜2雙向連接，後端差分信號處理單元13與PCIE總線線纜2雙向連接，總線協議處理單元14與CPCI總線底板4中CPCI系統插槽17雙向連接，後端差分時鐘處理單元11與後端輔助信號控制單元12雙向連接，後端差分時鐘處理單元11與總線協議處理單元14雙向連接，後端輔助信號控制單元12與後端差分信號處理單元13雙向連接，後端輔助信號控制單元12與總線協議處理單元14雙向連接，後端差分信號處理單元13與總線協議處理單元14雙向連接，總線協議處理單元14與共享內存15雙向連接，總線協議處理單元14與配置寄存器16雙向連接。CPCI總線底板4中，CPCI電源插槽18與CPCI電源模塊5雙向連接，接口面板接口 19與接口面板模塊6雙向連接，CPCI總線插槽20與被測CPCI模塊雙向連接。PCIE總線內外轉換模塊I與調試主機PCI Express總線接口通信。PCIE總線內外轉換模塊I與總線協議轉換模塊3通過PCIE總線線纜2通信。總線協議轉換模塊3與CPCI電源模塊5、接口面板模塊6、被測CPCI模塊通過CPCI總線底板4通信。
[0068]以上為CPCI模塊獨立測試裝置200的結構說明，以下對測試過程進行說明。
[0069]測試前，PCIE總線內外轉換模塊I安裝到調試主機100的PCIE總線接口上。PCIE總線內外轉換模塊I與總線協議轉換模塊3通過PCIE總線線纜2緊固連接。
[0070]總線協議轉換模塊3、CPCI電源模塊5、接口面板模塊6和被測CPCI模塊通過CPCI總線底板4緊固連接。直流穩壓電源通過接口面板模塊6的電源接口給CPCI電源模塊5供電。直流穩壓電源和調試主機100置於測試環境外，不受測試環境影響。
[0071]測試開始後，CPCI模塊獨立測試裝置200先加電，調試主機100後加電，以確保PCIE鏈路正常建立。PCIE總線內外轉換模塊I中，前端輔助信號控制單元9根據鏈路狀態決定是否對差分時鐘信號或前端時鐘進行使能，即，當前端輔助信號控制單元9判斷鏈路已經建立後，對差分時鐘信號或前端時鐘進行使能。
[0072]前端差分時鐘處理單元8負責對差分時鐘信號進行信號完整性優化。前端差分信號處理單元10負責對高速差分信號進行預加重/去加重、調幅、均衡處理，控制處理後的差分時鐘信號、輔助信號和高速差分信號通過PCIE總線線纜2與總線協議轉換模塊3進行交互。
[0073]總線協議轉換模塊3中，後端輔助信號控制單元11根據鏈路狀態決定是否對差分時鐘信號進行使能，即，當後端輔助信號控制單元11判斷鏈路已經建立後，對差分時鐘信號或後端時鐘進行使能。
[0074]後端差分時鐘處理單元12負責對差分時鐘信號進行信號完整性優化。後端差分信號處理單元13負責對高速差分信號進行預加重/去加重、調幅、均衡處理。控制處理後的差分時鐘信號、輔助信號和高速差分信號與總線協議處理單元14進行交互，總線協議處理單元14負責對PCIE總線協議和PCI總線協議進行轉換處理，包括命令解析轉換、數據提取封裝、地址解析映射、DMA傳輸控制、復位鏈路控制、中斷處理、錯誤報告處理、電源管理控制和測試鏈路管理。總線協議處理單元14利用處理後的時序邏輯與被測CPCI模塊交互。
[0075]在本發明中，一臺脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200可最多插裝7個被測CPCI模塊，佔用調試主機的一個PCI Express總線接口，並通過PCIExpress總線接口與主板連接，當選用的調試主機有多個PCI Express總線接口時,可連接多臺脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200，故而本發明具備較好的擴展性。
[0076]跟傳統的CPCI模塊測試設備相比較，脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200利用調試主機100自身的主板作為CPCI主板，使得CPCI模塊獨立測試裝置200無需設置CPCI主板，進而提高了對環境的適應性，同時，由於不再單獨設置CPCI主板也降低了成本。
[0077]另外，測試時，所需要的外設與調試主機數量有關，一臺調試主機僅需一套外設，但是，一臺調試主機100可以連接多臺脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200，S卩，多臺脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200可僅對應一套外設，故而大幅降低了對外設的數量需求，測試成本低。同時，每臺脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置200所需要連接的線纜僅有電源線和PCIE線纜2，連線簡單，便於試驗環境搭建。
[0078]以上僅為對本發明的技術方案的說明，並非用於限制本發明的技術方案，任何所屬【技術領域】的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，所作的更動與修改，均包含在本案的範圍內。
【權利要求】
1.一種脫離於主機的CPCI模塊獨立測試裝置，其特徵在於， 該裝置通過PCIE總線線纜與調試主機連接，該調試主機發出測試信號，該測試信號包括差分時鐘、輔助信號和差分信號，該調試主機中設置有主板和PCIE總線內外轉換模塊，該測試信號經過該PCIE總線內外轉換模塊轉換為適宜該PCIE總線線纜傳輸的信號，經由該PCIE總線線纜發送至該裝置； 該裝置進一步包括: CPCI總線底板； 被測CPCI模塊，與該CPCI總線底板連接； 總線協議轉換模塊，分別與該PCIE總線線纜以及該CPCI總線底板連接，該總線協議轉換模塊用於實現PCIE總線到PCI總線的協議轉換。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該PCIE總線內外轉換模塊連接至該調試主機的PCIE總線接口，該PCIE總線內外轉換模塊進一步包括: 前端差分時鐘處理單元，用於對差分時鐘進行使能控制以及信號完整性優化； 前端輔助信號控制單元，用於對差分時鐘進行使能控制，對輔助信號進行電源隔離以及狀態控制處理； 前端差分信號處理單元，用於對高速差分信號進行預加重/去加重、調幅以及均衡處 理； 該前端差分時鐘處理單元、該前端輔助信號控制單元以及該前端差分信號處理單元均分別與該PCIE總線線纜連接。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該PCIE總線線纜包括差分時鐘傳輸通道、輔助信號傳輸通道和差分信號傳輸通道。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該總線協議轉換模塊進一步包括:後端差分時鐘處理單元、後端輔助信號控制單元、後端差分信號處理單元和總線協議處理單元，該後端差分時鐘處理單元、後端輔助信號控制單元與後端差分信號處理單元均分別與總線協議處理單元連接； 該後端差分時鐘處理單元從該PCIE總線線纜接收該差分時鐘，或者，產生一後端時鐘，經過使能控制以及信號完整性優化後，提供給該總線協議處理單元； 該後端輔助信號控制單元用於對從該PCIE總線線纜接收的輔助信號進行電源隔離以及狀態控制處理，對該差分時鐘或者後端時鐘進行使能控制； 該後端差分信號處理單元用於對從該PCIE總線線纜接收的高速差分信號進行預加重/去加重、調幅以及均衡處理； 該總線協議處理單元用於實現從PCIE總線到PCI總線的協議轉換。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該裝置進一步包括: 該CPCI總線底板通過CPCI系統插槽連接該總線協議轉換模塊； 該CPCI總線底板通過CPCI總線插槽連接該被測CPCI模塊； 該CPCI總線底板通過CPCI電源插槽連接CPCI電源模塊，該CPCI電源模塊接收外部直流穩壓電源。
6.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，該總線協議轉換模塊進一步包括共享內存與配置寄存器，該共享內存與配置寄存器均與該總線協議處理單元連接，該共享內存用於作為緩存單元。
7.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括一全加固機箱，用於容置該CPCI總線底板、該被測CPCI模塊與該總線協議轉換模塊。
8.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，該CPCI總線底板還具有一接口面板接口，用於與接口面板模塊連接，以提供電源輸入接口和控制信號輸入輸出接口。
9.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，該CPCI總線底板具備N個CPCI總線插槽以連接 N 個被測 CPCI 模塊，N = 1，2，3，4，5，6，7。
10.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該PCIE總線內外轉換模塊通過PCIE總線接口與該主板連接。
【文檔編號】G06F11/22GK104077200SQ201410301194
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】李興龍, 姚智慧, 王呂大 申請人:北京計算機技術及應用研究所, 北京航天愛威電子技術有限公司