專利名稱：交換網板測試裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種交換網板測試裝置及方法，特別是用于異步轉移模式ATM寬帶分組交換產品中的交換網板的功能測試。
隨著傳輸速率、交換容量的不斷增加，ATM寬帶分組交換產品的設計變得日益復雜，因而對這類寬帶交換產品的生產測試亦面臨著日益嚴峻的挑戰。
寬帶分組交換產品中電路設計復雜度高、測試較為困難的是交換網絡單板部分。
圖1是交換網板的組成示意圖。
寬帶交換系統中交換網板的交換通道總是通過高速背板與交換機的其他線路接口板高速收發通道相連的。在交換機結構尺寸一定的情況下，交換容量越大，交換通道數量就越多，背板數傳速率可能就越高。目前，由于網板通道多，工作速率太高(幾百兆到上千兆)，業界生產線對網板的功能測試多是采用子架測試設備(HOT MOCKUP方式)進行的。這種設備主要由交換機最小系統、專用ATM測試儀器、控制終端等部分組成。交換機最小系統由機框、工具板(交換機固有單板)和被測板等部分組成。通常的測試方法是控制終端對交換機系統工具板、被測板、ATM專用儀器進行必要的配置及初始化，由測試儀器向交換機業務口提供測試數據，交換機交換通道進行切換后，測試數據經業務口送回測試儀器的接收部分，由測試儀判斷當前通道交換是否正常。通過控制終端配置不同的測試數據，讓其遍歷可測試的通道，達到通道交換功能的測試目的。
上述現有的測試技術存在如下缺點1)采用子架測試方法要求按照被測交換網板的交換容量對測試系統滿配置，進而增加生產測試操作的復雜度。2)測試過程手工干預多，降低了測試效率，不適合大批量生產的測試要求。3)采用了眾多的工具板后，故障定位難度增加。4)提高單板測試覆蓋率的空間較小，存在漏測問題。5)現有ATM測試儀僅提供一些標準的測試端口，適合整機指標測試，功能定位差。另外價格很昂貴，批量測試成本很高。
本發明的目的就是為了解決以上問題，提供一種交換網板測試裝置及方法，簡單、高效，測試結果準確，且成本低。
為實現上述目的，本發明提出一種交換網板測試裝置和一種交換網板測試方法。
其中測試裝置包括信元收發檢測電路，該信元收發檢測電路的發送、接收端分別通過高速接口與被測板的一個接收、發送通道相連，其特征是還設置有中央處理系統和至少一個轉發電路；所述中央處理系統與信元收發檢測電路相連，信元收發檢測電路接收經中央處理系統初始化的信元數據并通過高速接口傳送到被測板；轉發電路也與中央處理系統和高速接口相連，并通過高速接口與被測板相連，每個轉發電路的信元收、發端各自與被測板的一個發送、接收通道相對應。
測試方法包括以下步驟1、中央處理系統初始化信元數據，其中包含有通道號標志，用于指示被測板進行交換；2、信元收發檢測電路接收初始化的數據，并發送到被測板的一個接收通道；3、一個轉發電路接收來自被測板并經被測板交換過的信元數據，并在該信元數據上加上新的通道號標志后重新發送到被測板；4、另一個轉發電路接收來自被測板并經再次被測板交換過的信元數據，并再次在該信元數據上加上新的通道號標志后重新發送到被測板；5、重復上述步驟4，直到信元已經過被測板的所有欲測試的交換通道；6、當信元從被測板上最后一個欲測的交換通道的發送通道回到測試板時，信元收發檢測電路接收該信元數據，并進行比較檢測。
由于采用了以上的方案，增加了轉發電路設計，使得數據流向可任意配置。測試之前，控制終端初始化轉發電路路由，使之實現測試數據流能貫穿被測板需要測試的通道，完成交換通道的自動測試。最終交換通道好壞由收發檢測電路來判斷。這樣即可簡單、高效地實現準確的測試結果，不易遺漏，由于電路簡單，所以成本低。
圖1是交換網板示意圖。
圖2是利用本發明的測試系統的組成框圖。
圖3是本發明測試裝置組成示意圖。
圖4是信元收發檢測電路組成框圖。
圖5是轉發電路原理框圖。
圖6是一個測試過程中測試信元數據流示意圖。
圖7是本發明測試裝置組成示意圖的進一步細化圖。
下面通過具體的實施例并結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。
見圖2，該圖是利用本發明的測試系統進行測試的示意圖，圖中“測試板”即是本發明所述的測試裝置，是該測試系統最關鍵的部分。被測板和測試板通過接插件直接對接，保證接口高速信號的完整性。控制終端通過控制接口(網口或串口)控制測試板，對被測板進行自動測試。
本發明測試裝置(即圖2中的測試板)的設計組成如圖3所示。它由中央處理系統2(為了便于閱讀，并符合本專業技術領域的習慣，下面又將其稱為CPU系統，對于RAM、FIFO等也同)、控制接口、轉發電路T0-Tn、信元收發檢測電路1、高速接口等部分組成。信元收發檢測電路1的發送、接收端分別通過高速接口與被測板的一個接收、發送通道相連；所述CPU系統2通過接口與控制終端通訊，并與信元收發檢測電路1相連，信元收發檢測電路1接收經CPU系統2初始化的信元數據并通過高速接口傳送到被測板；轉發電路T0-Tn也與CPU系統2和高速接口相連，并通過高速接口與被測板相連，每個轉發電路T0或T1或T2……或Tn的信元收、發端各自與被測板的一個發送、接收通道相對應。(下標n為自然數)CPU系統是一個CPU芯片及外圍RAM、ROM、接口等芯片組成的對外提供CPU總線的基本系統。CPU型號可以是INTEL的i386EX或MOTOROLA的MPC860。
信元收發、檢測電路用來測試被測網板通道交換功能，可采用XILINX公司的SPARTENXL系列FPGA(下圖虛線部分)及外圍信元緩沖DPRAM(雙口RAM)實現。信元收發、檢測電路1設計原理如圖4所示。它包括信元發送緩存、發送邏輯電路、信元接收緩存、接收邏輯電路及檢測模塊；發送邏輯和接收邏輯與高速接口相連，分別對應于被測板上的一個接收通道和一個發送通道，二者又分別通過信元發送緩存和信元接收緩存和CPU系統2相連；檢測模塊則分別與信元發送緩存、發送邏輯電路、信元接收緩存、接收邏輯電路相連接。其中檢測模塊包括比較邏加、信元發送計數器、信元接收計數器、錯誤信元計數器和循環冗余校驗計數器，它們并聯或串聯，這樣可以同時或依次進行多種檢測。
上述信元收發、檢測電路1的工作原理如下收發緩存由雙口RAM組成。CPU系統2先初始化發送緩存，準備好信元數據。然后啟動發送邏輯把格式化的信元數據發送出去，同時啟動比較邏輯和信元發送計數。信元數據經過交換通道和轉發邏輯電路后回到接收端。接收邏輯一邊將數據信元存入接收緩存，一邊送入比較電路，和比較電路從發送緩存讀取的信元數據進行比較，進行接收信元計數和錯誤信元計數。在收發同時還要對數據進行信元CRC校驗(循環冗余校驗)及CRC錯誤計數。另外，CPU系統2也可以把接收緩存中的信元數據上報控制終端進行分析。
轉發電路T0-Tn的設計原理如圖5所示。轉發電路由異步收發FIFO(即先入先出寄存器)、通道號標志寄存器(用于信元路由標志插入)、CRC16校驗、收發信元計數器、接收邏輯電路、發送邏輯電路等部分組成，用XILINX的FPGA實現。接收邏輯電路、發送邏輯電路、通道號標志寄存器三者均與CPU系統2相連；接收邏輯電路與被測板的一個發送通道相對應，發送邏輯電路與被測板的一個接收通道相對應，通道號標志寄存器的輸出端與發送邏輯電路相連。接收計數器與接收邏輯電路相連，發送計數器與發送邏輯電路相連，異步先進先出寄存器FIFO分別與接收邏輯電路的輸出端和發送邏輯電路的輸入端相連，作為二者之間的緩沖存儲器；檢驗電路的輸入端與異步先進先出寄存器FIFO相連，輸出端與發送邏輯電路相連。
轉發電路通過CPU系統2控制。分組交換的數據包均含有通道標志或路由地址。該電路在工作之前由CPU系統2先初始化通道號標志，發送時自動插入到發送邏輯形成的格式化信元數據中。另外實時運算的CRC值也自動插入信元流中。被測網板收到信元數據后會根據通道標志交換到相應的通道輸出，經過高速接口送回轉發接收邏輯。異步FIFO用來緩沖數據，解決收發速率的偏差問題。以上設計完成測試信元數據在被測板上的通道路由快速選擇，實現快速測試。在信元發送同時進行計數，接收時也進行計數，便于CPU對轉發電路進行調試，也可判斷當前通道工作是否正常，與檢測單元中的計數器作用一樣。
高速收發接口主要完成高速背板信號的并/串和串/并轉換，由AMCC公司的S2064A或S2067A芯片實現。
本發明中的轉發電路、信元收發、檢測電路等高速電路也可由XILINX公司的CPLD、VIRTEXE系列可編程器件或ALTERA公司的APEX系列可編程器件實現。
轉發電路T0-Tn的應用，給通道測試帶來極大的方便。根據測試需要，測試之前可以將測試板轉發電路T0-Tn配置成如下幾種測試方式1)對任意通道進行交換測試，例如n通道交換到n+i通道；2)任意多個通道的貫穿測試；3)對所有通道一次完成測試，如0通道到1通道、1通道到2通道、n通道到n+1通道等。各種測試方式均包括以下步驟1)中央處理系統2初始化信元數據，其中包含有通道號標志，用于指示被測板進行交換；2)信元收發檢測電路1接收初始化的數據，并發送到被測板的一個接收通道；3)一個轉發電路T0或T1或T2……或Tn接收來自被測板并經被測板交換過的信元數據，并在該信元數據上加上新的通道號標志后重新發送到被測板；4)另一個轉發電路T0或T1或T2……或Tn接收來自被測板并經再次被測板交換過的信元數據，并再次在該信元數據上加上新的通道號標志后重新發送到被測板；5)重復上述步驟4，直到信元已經過被測板的所有欲測試的交換通道；6)當信元從被測板上最后一個欲測的交換通道的發送通道回到測試板時，信元收發檢測電路1接收該信元數據，并進行比較檢測。
如果要一次完成所有測試，可利用轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)每次轉發時加入不同的通道號標志，使測試信元能夠遍歷所有通道。圖6是一次完成所有通道測試的信元數據流示意圖。粗實線為數據流，從n+1通道發出，最后回到當前通道。由于采用了轉發電路設計，使得數據流向可任意配置。測試之前，控制終端初始化轉發電路路由，使之實現測試數據流能貫穿被測板需要測試的通道，完成交換通道的自動測試。最終交換通道好壞由收發檢測電路來判斷。
信元收發檢測電路1對經交換過的信元進行比較檢測的內容包括最初發送信元和最終接收到的信元的比較、信元發送計數和信元接收計數的比較、錯誤信元的計數和循環冗余校驗。
不僅在信元收發檢測電路1中可以對信元進行檢測，在轉發電路T0或T1或T2……或Tn測試信元數據上加上新的通道號標志并重新發送到被測板的過程中，也可進行校驗、發送計數和接收計數，只需在轉發電路中增加相應電路即可。
綜上所述，本發明的主要優點如下1)由于解決了高速信元數據的收發和檢測技術問題，實現了寬帶交換產品的板級功能測試；2)板級功能測試覆蓋范圍擴大，最大程度解決了ICT或其他測試手段遺留的漏測問題和誤測問題，保證了測試質量；3)被測對象故障定位準確，給維修帶來方便；4)突破了被測對象固有的測試通道多，數傳速率高的測試障礙，實現了高效率的自動測試；5)測試設備成本低，組成簡單，便于操作。
權利要求
1.一種交換網板測試裝置，包括信元收發檢測電路(1)，該信元收發檢測電路(1)的發送、接收端分別通過高速接口與被測板的一個接收、發送通道相連，其特征是還設置有中央處理系統(2)和至少一個轉發電路(T0-Tn)；所述中央處理系統(2)與信元收發檢測電路(1)相連，信元收發檢測電路(1)接收經中央處理系統(2)初始化的信元數據并通過高速接口傳送到被測板；轉發電路(T0-Tn)也與中央處理系統(2)和高速接口相連，并通過高速接口與被測板相連，每個轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)的信元收、發端各自與被測板的一個發送、接收通道相對應。
2.如權利要求1所述的交換網板測試裝置，其特征是所述轉發電路(T0-Tn)包括接收邏輯電路、發送邏輯電路及通道號標志寄存器，三者均與中央處理系統(2)相連；接收邏輯電路與被測板的一個發送通道相對應，發送邏輯電路與被測板的一個接收通道相對應，通道號標志寄存器的輸出端與發送邏輯電路相連。
3.如權利要求2所述的交換網板測試裝置，其特征是所述轉發電路(T0-Tn)還包括異步先進先出寄存器(FIFO)、校驗電路及接收計數器和發送計數器；接收計數器與接收邏輯電路相連，發送計數器與發送邏輯電路相連，異步先進先出寄存器(FIFO)分別與接收邏輯電路的輸出端和發送邏輯電路的輸入端相連，作為二者之間的緩沖存儲器；檢驗電路的輸入端與異步先進先出寄存器(FIFO)相連，輸出端與發送邏輯電路相連。
4.如權利要求1或2或3所述的交換網板測試裝置，其特征是所述信元收發檢測電路(1)包括信元發送緩存、發送邏輯電路、信元接收緩存、接收邏輯電路及檢測模塊；發送邏輯和接收邏輯與高速接口相連，分別對應于被測板上的一個接收通道和一個發送通道，二者又分別通過信元發送緩存和信元接收緩存和中央處理系統(2)相連；檢測模塊則分別與信元發送緩存、發送邏輯電路、信元接收緩存、接收邏輯電路相連接。
5.如權利要求4所述的交換網板測試裝置，其特征是所述信元收發檢測電路(1)中的檢測模塊包括比較邏加、信元發送計數器、信元接收計數器、錯誤信元計數器和循環冗余校驗計數器，它們并聯或串聯。
6.一種基于權利要求1所述裝置的交換網板測試方法，其特征是包括以下步驟1)中央處理系統(2)初始化信元數據，其中包含有通道號標志，用于指示被測板進行交換；2)信元收發檢測電路(1)接收初始化的數據，并發送到被測板的一個接收通道；3)一個轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)接收來自被測板并經被測板交換過的信元數據，并在該信元數據上加上新的通道號標志后重新發送到被測板；4)另一個轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)接收來自被測板并經再次被測板交換過的信元數據，并再次在該信元數據上加上新的通道號標志后重新發送到被測板；5)重復上述步驟4)，直到信元已經過被測板的所有欲測試的交換通道；6)當信元從被測板上最后一個欲測的交換通道的發送通道回到測試板時，信元收發檢測電路(1)接收該信元數據，并進行比較檢測。
7.如權利要求6所述的交換網板測試方法，其特征是利用轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)每次轉發時加入不同的通道號標志，使測試信元能夠遍歷所有通道，一次完成測試。
8.如權利要求6或7所述的交換網板測試方法，其特征是信元收發檢測電路(1)對經交換過的信元進行比較檢測的內容包括最初發送信元和最終接收到的信元的比較、信元發送計數和信元接收計數的比較、錯誤信元的計數和循環冗余校驗。
9.如權利要求6或7所述的交換網板測試方法，其特征是在轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)測試信元數據上加上新的通道號標志并重新發送到被測板的過程中，還進行校驗、發送計數和接收計數。
10.如權利要求8所述的交換網板測試方法，其特征是在轉發電路(T0或T1或T2……或Tn)測試信元數據上加上新的通道號標志并重新發送到被測板的過程中，還進行校驗、發送計數和接收計數。
全文摘要
本發明公開一種交換網板測試裝置及方法,其中測試裝置除包括信元收發檢測電路外,還設置有中央處理系統和至少一個轉發電路。信元收發檢測電路接收經中央處理系統初始化的信元數據并通過高速接口傳送到被測板;經被測板交換后的信元輸入到轉發電路,轉發電路再將信元重新發送到被測單元,直到信元遍歷全部欲測信道。本發明可簡單、高效地實現準確的測試結果,不易遺漏,電路簡單,成本低。
文檔編號H04L12/26GK1353523SQ0013288
公開日2002年6月12日 申請日期2000年11月7日 優先權日2000年11月7日
發明者李國慶, 李占有 申請人:華為技術有限公司