一種基於x86主板自測試模型的製作方法
2023-06-12 02:28:31 1
一種基於x86主板自測試模型的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基於X86主板自測試模型，該模型主要包括CPU、北橋、顯示模塊、參數採集模塊、歷史數據存儲模塊、南橋、FLASH、門陣和可連超級終端，其特徵在於：所述CPU依次與北橋、南橋和FLASH電連接，同時CPU、北橋和南橋分別與參數採集模塊電連接。該模型通過軟硬體技術在X86架構主板模塊中內置一種綜合BIST功能模型，使主板在測試及客戶使用中無需外加複雜的測試儀器便能進行自我診斷測試，可以自動診斷故障並智能報告目前主板硬體的工作狀態。
【專利說明】一種基於X86主板自測試模型
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種主板自測試模型，具體是一種基於X86主板自測試模型，SPX86主板通過軟硬體技術相結合實現內建自測試(built-1nself test,以下簡稱BIST)系統功能的電路1?型。
【背景技術】
[0002]所謂BIST是指設計時在電路中植入用於提供自我測試功能相關功能電路的技術，以此降低器件測試對自動測試設備(ATE)的依賴程度。BIST是一種DFT (Design forTestability)技術，它可以應用於幾乎所有電路，因此在半導體工業被廣泛應用。採用BIST技術的優點在於:1、降低測試成本；2、提高錯誤覆蓋率；3、縮短測試所需時間；4、方便客戶服務；5、具備獨立測試的能力。採用BIST技術可提高產品可測試性進而提高可維修性、易用性、可用性、保障性和可靠性，同時可以實現故障快速定位。
[0003]所謂X86架構指的是特定微處理器執行的一些計算機語言指令集，定義了晶片的基本使用規則，一如今天的X64、IA64等。X86是一個intel通用計算機系列的標準編號縮寫，也標識一套通用的計算機指令集合，X86與處理器沒有任何關係，它是一個對所有X86系統的簡單的通配符定義，例如:i386, ?586,奔騰(pentium)等。由於早期intel的CPU編號都是如8086，80286來編號，由於這整個系列的CPU都用的同一種CPU架構且都是指令兼容的，所以都用X86來標識所使用的指令集合。如今的奔騰，P2，P4，賽揚系列，酷睿雙核，多核CPU都是支持X86指令系統的，所以都屬於X86家族。目前基於X86架構主板成熟的BIST模型實現方法沒有好的方案。現有測試方法都是基於外擴的檢測設備對X86主板進行故障判斷，傳統方法對X86架構主板沒有全面的檢測能力。系統開機工作過程中，導致故障的因素是很多的，傳統檢測方法不能快速直觀的告訴客戶或維修人員故障發生在何處，非專業人員更沒有辦法快速定位故障，快速排除故障便無從談起了。
實用新型內容
[0004]針對目前X86架構主板可測試性、可維修性、易用性、可用性、保障性和可靠性所遇到的問題，本實用新型要解決的技術問題是:提供一種基於X86主板自測試模型。該模型通過軟硬體技術在X86架構主板模塊中內置一種綜合BIST功能模型，使主板在測試及客戶使用中無需外加複雜的測試儀器便能進行自我診斷測試，可以自動診斷故障並智能報告目前主板硬體的工作狀態。
[0005]本實用新型解決所述技術問題的技術方案是:設計一種基於X86主板自測試模型。該模型主要包括CPU、北橋、顯示模塊、參數採集模塊、歷史數據存儲模塊、南橋、FLASH、門陣和可連超級終端，其特徵在於:所述CPU依次與北橋、南橋和FLASH電連接，同時CPU、北橋和南橋分別與參數採集模塊電連接。
[0006]所述門陣主要包括自檢信息採集存儲控制模塊、內部採集接口模塊、通信模塊、串口控制器模塊、異常狀態故障偵測識別模塊和串行總線切換模塊；其中，所述自檢信息採集存儲控制模塊與門陣外的顯示模塊和南橋電連接；所述內部採集接口模塊與門陣外的參數採集模塊電連接；所述通信模塊和串行總線切換模塊分別與門陣外的歷史數據存儲模塊電連接，所述串行總線切換模塊還與南橋和FLASH的連接線電連接；所述串口控制器模塊分別與異常狀態故障偵測識別模塊和門陣外的可連超級終端電連接。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於:
[0008]1、人性化:客戶能隨時了解X86主板的硬體狀態及通過訪問歷史數據了解板卡的歷史狀態，模型能隨時全面智能的診斷板卡的要害關鍵功能是否正常，減少操作人員的勞動強度，板卡出現任何硬體問題，不需要客戶或非專業人員搭建維修環境和使用專用維修工具也能快速定位故障，在模型的提示和幫助下能更快速修復硬體故障。
[0009]2、簡單實用快捷:不需要額外的維修工具來診斷顯示POST CODE(主機板上電自檢代碼)即可快速診斷和定位板卡的故障，減小量產成品的維護成本。
[0010]3、使用方便:設計產品時，把顯示模塊的顯示裝置和可連至超級終端的串行口連到主板所在計算機系統的外殼上，這樣不需拆開計算機系統的外殼即可快速自動診斷指示和定位板卡故障(當主板出現故障時)，大幅提升使用上的便利性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型基於X86主板自測試模型的一種實施例的組成結構和工作原理框圖。
[0012]圖2是本實用新型基於X86主板自測試模型的一種實施例的工作流程框圖。【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型進一步說明。
[0014]本實用新型設計的基於X86主板自測試模型(參見圖1 )，包括CPUOl、北橋02、顯示模塊03、參數採集模塊04、歷史數據存儲模塊05、南橋06、FLASH07、門陣08和可連超級終端(用於異常不開機時)09，其特徵在於:所述CPUOl依次與北橋02、南橋06、FLASH07電連接，同時CPUO1、南橋06和北橋02分別與所述參數採集模塊04電連接；
[0015]所述門陣08通過串行總線和X86主板的南橋06連接，並通過多路分線分別與顯示模塊03、參數採集模塊04和歷史數據存儲模塊05相連；所述門陣08還提供I路串行接口，連接到可連超級終端(用於異常不開機時)09上，用於X86主板不開機且顯示模塊03沒有顯示測試碼需要維修主板的情況下，此時可以通過超級終端直觀顯示出主板故障所在位置；
[0016]所述門陣08選用的是FPGA晶片，主要包括自檢信息採集存儲控制模塊81、內部採集接口模塊82、通信模塊83、串口控制器模塊84、異常狀態故障偵測識別模塊85和串行總線切換模塊86 ;其中，所述自檢信息採集存儲控制模塊81與門陣外的顯示模塊03和南橋06電連接；所述內部採集接口模塊82與門陣外的參數採集模塊04電連接；所述通信模塊83和串行總線切換模塊86分別與門陣外的歷史數據存儲模塊05電連接，所述串行總線切換模塊86還與南橋06和FLASH07的連接線電連接；所述串口控制器模塊84分別與異常狀態故障偵測識別模塊85和門陣外的可連超級終端(用於異常不開機時)09提供的連接器電連接；所述門陣08內不同模塊互相配合收集且存儲X86主板的測試碼，如CPU溫度、環境溫度、電壓和POST CODE (主機板上電自檢代碼)等硬體信息。
[0017]所述CPUOl選用的是INTEL公司的處理器，其與南橋06、北橋02配合起來運行自測試程序。
[0018]所述北橋02、南橋06均選用的INTEL公司X86套片。
[0019]所述顯示模塊03選用的是LED點陣顯示器，主要用於實時顯示測試碼。
[0020]所述參數採集模塊04主要用於接收門陣的命令，收集CPUOl溫度、南橋06和北橋02的環境溫度，主板的電壓等硬體信息。
[0021]所述歷史數據存儲模塊05內部可分為兩個部分電路，第一部分電路主要用於存儲從參數採集模塊04收集的硬體信息，以備客戶想查看主板工作狀態時，隨時通過管理程序下達提取命令查看。第二部分電路存放著主板可正常開機時FLASH07中內容的鏡像，目的為了自動糾正由於客戶操作失誤，損壞了 FLASH07中的數據導致主板不開機的錯誤，遇到這種情況，傳統方法是需要拆卸FLASH07晶片，重新編程後再焊接到主板上，此種方法，會導致維修成本高，效率低。而本實用新型可自動解決此種情況下遇到的問題，保證主板正常開機。
[0022]所述FLASH07，用來存放X86主板自測試程序的代碼；X86主板加電時，主板運行FLASH07中存放的自測試程序對主板進行自測試診斷，硬體電路正常後負責開機。
[0023]所述自檢信息採集存儲控制模塊81主要負責實時收集X86主板運行自測試程序輸出的測試碼，將測試碼實時存儲起來，以備管理程序查看。同時把測試碼輸出到顯示模塊03，方便使用者了解主板的狀態。
[0024]所述內部採集接口模塊82主要接收來自管理程序的採集命令，然後把收集到的(PU溫度、南橋和北橋的環境溫度及主板的電壓等硬體信息通過門陣傳到X86主板上。由管理程序負責處理這些數據或由管理程序下達命令將這些信息通過門陣存儲到歷史數據存儲模塊05的第一部分電路中，以備需要時再調出來使用。
[0025]所述通信模塊83主要負責實時接收管理程序下達的存儲命令，並把硬體信息存儲到歷史數據存儲模塊05的第一部分電路中；實時接收管理程序下達的提取命令，並從歷史數據存儲模塊05中將已存儲好的歷史硬體信息調出，供客戶了解主板硬體的歷史狀態。
[0026]所述可連超級終端(用於異常不開機時)09用於主板發生最嚴重的故障如核心電源或晶片被損壞時導致的不開機情況，此時不能通過本主板獲取異常狀態故障碼排故了，只需在可連超級終端(用於異常不開機時)09處通過電纜連接上超級終端，然後通過超級終端下達讀取異常狀態故障碼內容的命令，直觀顯示接收到的異常狀態故障碼，根據此故障碼內容的提示可以迅速定位和排除故障。如果主板可以正常開機工作，一般不需要使用超級終端。
[0027]所述串口控制器模塊84主要用來接收外部超級終端下達的讀取異常狀態故障碼內容的命令，通過串口控制器模塊84傳達到異常狀態故障偵測識別模塊85，異常狀態故障偵測識別模塊85識別為正確的命令後會自動把異常狀態故障碼由並行轉成串行數據通過串口控制器模塊84發送給外部超級終端；所述串口控制器模塊84的一端與門陣08內部的異常狀態故障偵測識別模塊85相連，另一端又通過門陣08的管腿提供I路串行接口，連接到可連超級終端(用於異常不開機時)09提供的連接器上。
[0028]所述異常狀態故障偵測識別模塊85主要負責每次啟動X86主板過程中對硬體基礎狀態信息收集一遍，形成異常狀態故障碼，即對不開機的故障也能提供獨立故障識別。當X86主板不能開機時，維修人員無需使用外部測試設備如示波器或萬用表，只要通過外部超級終端獲取到異常狀態故障碼，根據異常狀態故障碼內容的提示很快能定位到準確的故障位置，進而採取相應措施排除故障。
[0029]本實用新型所述基於X86主板自測試模型其工作過程:給X86主板供電，門陣得電後先自動加載代碼完成自身初始化後會輸出門陣工作正常信號，如果門陣工作正常信號不正常則X86主板的內部電源電路均無輸出，即必須門陣內部電路首先工作正常本實用新型模型才能發揮作用(默認本實用新型模型功能正常)。此信號會激活X86主板的上電時序電路,主板會從FLASH07中調出自測試程序的代碼並運行主板上電自檢程序，此時門陣內自檢信息採集存儲控制模塊81和顯示模塊03配合會顯示測試碼且自動將每一個當前已顯示的測試碼按順序保存到歷史數據存儲模塊05的第一部分電路中，等主板開機後隨時供上層軟體程序調用。如果本實用新型模型功能正常但顯示模塊03沒有顯示出測試碼，則說明X86主板的關鍵硬體電路出現異常。客戶或維修人員可通過可連超級終端(用於異常不開機時)09提供的連接器連接到超級終端並下達讀取異常狀態故障碼內容的命令，在串口控制器模塊84和異常狀態故障偵測識別模塊85的協調控制下，從超級終端顯示屏上接收到異常狀態故障碼，根據此故障碼內容的提示迅速定位和排除故障。異常狀態故障碼的內容可反應出主板的故障究竟發生在哪個位置，可快速準確定位故障，一般情況下可省去用示波器和萬用表等工具。
[0030]如果顯示測試碼完畢且X86主板正常開機後，客戶可通過運行應用軟體程序在門陣內藉助自檢信息採集存儲控制模塊81、內部採集接口模塊82、參數採集模塊04、歷史數據存儲模塊05和通信模塊83硬體電路的協調配合下獲取或存儲此主板的硬體信息例如:CPU實時工作溫度、環境溫度、CPU核電電壓及主板關鍵電壓(不同晶片組電壓級別不同)和自檢信息測試碼。如果顯示測試碼未全部顯示完畢即X86主板未正常開機，會有兩種可能:一種可能是由於人為原因致使FLASH07中的關鍵代碼被破壞，結果會導致X86主板不能開機；這種情況下門陣中的串行總線切換模塊86會自動識別出這種情況，並禁止主板上的FLASH07同時切換到存放著正確鏡像內容的位於歷史數據存儲模塊05中的FLASH上，重新給主板上電復位可恢復主板開機；另一種可能是X86主板不能開機不是由於人為原因破壞了 FLASH07中的關鍵代碼導致，即FLAH07中的關鍵代碼沒被破壞是正常的，此種情況下的X86主板不能開機可根據顯示模塊03顯示的測試碼的提示快速故障定位，根據故障定位排除故障，讓主板恢復開機進入正常工作狀態。
[0031]以上實施例僅是對本實用新型基於X86主板自測試模型的具體應用例子，並不限制本申請權利要求。凡是在本申請權利要求技術方案的精神和原則之內進行的任何修改、等同替換和非本質改進等，均在本實用新型的申請權利要求保護範圍之內。
[0032]本實用新型未述及之處適用於現有技術。
【權利要求】
1.一種基於X86主板自測試模型，該模型主要包括CPU、北橋、顯示模塊、參數採集模塊、歷史數據存儲模塊、南橋、FLASH、門陣和可連超級終端，其特徵在於:所述CPU依次與北橋、南橋和FLASH電連接，同時CPU、北橋和南橋分別與參數採集模塊電連接； 所述門陣主要包括自檢信息採集存儲控制模塊、內部採集接口模塊、通信模塊、串口控制器模塊、異常狀態故障偵測識別模塊和串行總線切換模塊；其中，所述自檢信息採集存儲控制模塊與門陣外的顯示模塊和南橋電連接；所述內部採集接口模塊與門陣外的參數採集模塊電連接；所述通信模塊和串行總線切換模塊分別與門陣外的歷史數據存儲模塊電連接，所述串行總線切換模塊還與南橋和FLASH的連接線電連接；所述串口控制器模塊分別與異常狀態故障偵測識別模塊和門陣外的可連超級終端電連接。
2.根據權利要求1所述的基於X86主板自測試模型，其特徵在於:所述顯示模塊選用LED點陣顯示器。
【文檔編號】G06F11/22GK203733108SQ201420101584
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】張德新 申請人:天津市英貝特航天科技有限公司