专利名称：交换网板测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种交换网板测试装置及方法，特别是用于异步转移模式ATM宽带分组交换产品中的交换网板的功能测试。
随着传输速率、交换容量的不断增加，ATM宽带分组交换产品的设计变得日益复杂，因而对这类宽带交换产品的生产测试亦面临着日益严峻的挑战。
宽带分组交换产品中电路设计复杂度高、测试较为困难的是交换网络单板部分。
图1是交换网板的组成示意图。
宽带交换系统中交换网板的交换通道总是通过高速背板与交换机的其他线路接口板高速收发通道相连的。在交换机结构尺寸一定的情况下，交换容量越大，交换通道数量就越多，背板数传速率可能就越高。目前，由于网板通道多，工作速率太高(几百兆到上千兆)，业界生产线对网板的功能测试多是采用子架测试设备(HOT MOCKUP方式)进行的。这种设备主要由交换机最小系统、专用ATM测试仪器、控制终端等部分组成。交换机最小系统由机框、工具板(交换机固有单板)和被测板等部分组成。通常的测试方法是控制终端对交换机系统工具板、被测板、ATM专用仪器进行必要的配置及初始化，由测试仪器向交换机业务口提供测试数据，交换机交换通道进行切换后，测试数据经业务口送回测试仪器的接收部分，由测试仪判断当前通道交换是否正常。通过控制终端配置不同的测试数据，让其遍历可测试的通道，达到通道交换功能的测试目的。
上述现有的测试技术存在如下缺点1)采用子架测试方法要求按照被测交换网板的交换容量对测试系统满配置，进而增加生产测试操作的复杂度。2)测试过程手工干预多，降低了测试效率，不适合大批量生产的测试要求。3)采用了众多的工具板后，故障定位难度增加。4)提高单板测试覆盖率的空间较小，存在漏测问题。5)现有ATM测试仪仅提供一些标准的测试端口，适合整机指标测试，功能定位差。另外价格很昂贵，批量测试成本很高。
本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种交换网板测试装置及方法，简单、高效，测试结果准确，且成本低。
为实现上述目的，本发明提出一种交换网板测试装置和一种交换网板测试方法。
其中测试装置包括信元收发检测电路，该信元收发检测电路的发送、接收端分别通过高速接口与被测板的一个接收、发送通道相连，其特征是还设置有中央处理系统和至少一个转发电路；所述中央处理系统与信元收发检测电路相连，信元收发检测电路接收经中央处理系统初始化的信元数据并通过高速接口传送到被测板；转发电路也与中央处理系统和高速接口相连，并通过高速接口与被测板相连，每个转发电路的信元收、发端各自与被测板的一个发送、接收通道相对应。
测试方法包括以下步骤1、中央处理系统初始化信元数据，其中包含有通道号标志，用于指示被测板进行交换；2、信元收发检测电路接收初始化的数据，并发送到被测板的一个接收通道；3、一个转发电路接收来自被测板并经被测板交换过的信元数据，并在该信元数据上加上新的通道号标志后重新发送到被测板；4、另一个转发电路接收来自被测板并经再次被测板交换过的信元数据，并再次在该信元数据上加上新的通道号标志后重新发送到被测板；5、重复上述步骤4，直到信元已经过被测板的所有欲测试的交换通道；6、当信元从被测板上最后一个欲测的交换通道的发送通道回到测试板时，信元收发检测电路接收该信元数据，并进行比较检测。
由于采用了以上的方案，增加了转发电路设计，使得数据流向可任意配置。测试之前，控制终端初始化转发电路路由，使之实现测试数据流能贯穿被测板需要测试的通道，完成交换通道的自动测试。最终交换通道好坏由收发检测电路来判断。这样即可简单、高效地实现准确的测试结果，不易遗漏，由于电路简单，所以成本低。
图1是交换网板示意图。
图2是利用本发明的测试系统的组成框图。
图3是本发明测试装置组成示意图。
图4是信元收发检测电路组成框图。
图5是转发电路原理框图。
图6是一个测试过程中测试信元数据流示意图。
图7是本发明测试装置组成示意图的进一步细化图。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
见图2，该图是利用本发明的测试系统进行测试的示意图，图中“测试板”即是本发明所述的测试装置，是该测试系统最关键的部分。被测板和测试板通过接插件直接对接，保证接口高速信号的完整性。控制终端通过控制接口(网口或串口)控制测试板，对被测板进行自动测试。
本发明测试装置(即图2中的测试板)的设计组成如图3所示。它由中央处理系统2(为了便于阅读，并符合本专业技术领域的习惯，下面又将其称为CPU系统，对于RAM、FIFO等也同)、控制接口、转发电路T0-Tn、信元收发检测电路1、高速接口等部分组成。信元收发检测电路1的发送、接收端分别通过高速接口与被测板的一个接收、发送通道相连；所述CPU系统2通过接口与控制终端通讯，并与信元收发检测电路1相连，信元收发检测电路1接收经CPU系统2初始化的信元数据并通过高速接口传送到被测板；转发电路T0-Tn也与CPU系统2和高速接口相连，并通过高速接口与被测板相连，每个转发电路T0或T1或T2……或Tn的信元收、发端各自与被测板的一个发送、接收通道相对应。(下标n为自然数)CPU系统是一个CPU芯片及外围RAM、ROM、接口等芯片组成的对外提供CPU总线的基本系统。CPU型号可以是INTEL的i386EX或MOTOROLA的MPC860。
信元收发、检测电路用来测试被测网板通道交换功能，可采用XILINX公司的SPARTENXL系列FPGA(下图虚线部分)及外围信元缓冲DPRAM(双口RAM)实现。信元收发、检测电路1设计原理如图4所示。它包括信元发送缓存、发送逻辑电路、信元接收缓存、接收逻辑电路及检测模块；发送逻辑和接收逻辑与高速接口相连，分别对应于被测板上的一个接收通道和一个发送通道，二者又分别通过信元发送缓存和信元接收缓存和CPU系统2相连；检测模块则分别与信元发送缓存、发送逻辑电路、信元接收缓存、接收逻辑电路相连接。其中检测模块包括比较逻加、信元发送计数器、信元接收计数器、错误信元计数器和循环冗余校验计数器，它们并联或串联，这样可以同时或依次进行多种检测。
上述信元收发、检测电路1的工作原理如下收发缓存由双口RAM组成。CPU系统2先初始化发送缓存，准备好信元数据。然后启动发送逻辑把格式化的信元数据发送出去，同时启动比较逻辑和信元发送计数。信元数据经过交换通道和转发逻辑电路后回到接收端。接收逻辑一边将数据信元存入接收缓存，一边送入比较电路，和比较电路从发送缓存读取的信元数据进行比较，进行接收信元计数和错误信元计数。在收发同时还要对数据进行信元CRC校验(循环冗余校验)及CRC错误计数。另外，CPU系统2也可以把接收缓存中的信元数据上报控制终端进行分析。
转发电路T0-Tn的设计原理如图5所示。转发电路由异步收发FIFO(即先入先出寄存器)、通道号标志寄存器(用于信元路由标志插入)、CRC16校验、收发信元计数器、接收逻辑电路、发送逻辑电路等部分组成，用XILINX的FPGA实现。接收逻辑电路、发送逻辑电路、通道号标志寄存器三者均与CPU系统2相连；接收逻辑电路与被测板的一个发送通道相对应，发送逻辑电路与被测板的一个接收通道相对应，通道号标志寄存器的输出端与发送逻辑电路相连。接收计数器与接收逻辑电路相连，发送计数器与发送逻辑电路相连，异步先进先出寄存器FIFO分别与接收逻辑电路的输出端和发送逻辑电路的输入端相连，作为二者之间的缓冲存储器；检验电路的输入端与异步先进先出寄存器FIFO相连，输出端与发送逻辑电路相连。
转发电路通过CPU系统2控制。分组交换的数据包均含有通道标志或路由地址。该电路在工作之前由CPU系统2先初始化通道号标志，发送时自动插入到发送逻辑形成的格式化信元数据中。另外实时运算的CRC值也自动插入信元流中。被测网板收到信元数据后会根据通道标志交换到相应的通道输出，经过高速接口送回转发接收逻辑。异步FIFO用来缓冲数据，解决收发速率的偏差问题。以上设计完成测试信元数据在被测板上的通道路由快速选择，实现快速测试。在信元发送同时进行计数，接收时也进行计数，便于CPU对转发电路进行调试，也可判断当前通道工作是否正常，与检测单元中的计数器作用一样。
高速收发接口主要完成高速背板信号的并/串和串/并转换，由AMCC公司的S2064A或S2067A芯片实现。
本发明中的转发电路、信元收发、检测电路等高速电路也可由XILINX公司的CPLD、VIRTEXE系列可编程器件或ALTERA公司的APEX系列可编程器件实现。
转发电路T0-Tn的应用，给通道测试带来极大的方便。根据测试需要，测试之前可以将测试板转发电路T0-Tn配置成如下几种测试方式1)对任意通道进行交换测试，例如n通道交换到n+i通道；2)任意多个通道的贯穿测试；3)对所有通道一次完成测试，如0通道到1通道、1通道到2通道、n通道到n+1通道等。各种测试方式均包括以下步骤1)中央处理系统2初始化信元数据，其中包含有通道号标志，用于指示被测板进行交换；2)信元收发检测电路1接收初始化的数据，并发送到被测板的一个接收通道；3)一个转发电路T0或T1或T2……或Tn接收来自被测板并经被测板交换过的信元数据，并在该信元数据上加上新的通道号标志后重新发送到被测板；4)另一个转发电路T0或T1或T2……或Tn接收来自被测板并经再次被测板交换过的信元数据，并再次在该信元数据上加上新的通道号标志后重新发送到被测板；5)重复上述步骤4，直到信元已经过被测板的所有欲测试的交换通道；6)当信元从被测板上最后一个欲测的交换通道的发送通道回到测试板时，信元收发检测电路1接收该信元数据，并进行比较检测。
如果要一次完成所有测试，可利用转发电路(T0或T1或T2……或Tn)每次转发时加入不同的通道号标志，使测试信元能够遍历所有通道。图6是一次完成所有通道测试的信元数据流示意图。粗实线为数据流，从n+1通道发出，最后回到当前通道。由于采用了转发电路设计，使得数据流向可任意配置。测试之前，控制终端初始化转发电路路由，使之实现测试数据流能贯穿被测板需要测试的通道，完成交换通道的自动测试。最终交换通道好坏由收发检测电路来判断。
信元收发检测电路1对经交换过的信元进行比较检测的内容包括最初发送信元和最终接收到的信元的比较、信元发送计数和信元接收计数的比较、错误信元的计数和循环冗余校验。
不仅在信元收发检测电路1中可以对信元进行检测，在转发电路T0或T1或T2……或Tn测试信元数据上加上新的通道号标志并重新发送到被测板的过程中，也可进行校验、发送计数和接收计数，只需在转发电路中增加相应电路即可。
综上所述，本发明的主要优点如下1)由于解决了高速信元数据的收发和检测技术问题，实现了宽带交换产品的板级功能测试；2)板级功能测试覆盖范围扩大，最大程度解决了ICT或其他测试手段遗留的漏测问题和误测问题，保证了测试质量；3)被测对象故障定位准确，给维修带来方便；4)突破了被测对象固有的测试通道多，数传速率高的测试障碍，实现了高效率的自动测试；5)测试设备成本低，组成简单，便于操作。
权利要求
1.一种交换网板测试装置，包括信元收发检测电路(1)，该信元收发检测电路(1)的发送、接收端分别通过高速接口与被测板的一个接收、发送通道相连，其特征是还设置有中央处理系统(2)和至少一个转发电路(T0-Tn)；所述中央处理系统(2)与信元收发检测电路(1)相连，信元收发检测电路(1)接收经中央处理系统(2)初始化的信元数据并通过高速接口传送到被测板；转发电路(T0-Tn)也与中央处理系统(2)和高速接口相连，并通过高速接口与被测板相连，每个转发电路(T0或T1或T2……或Tn)的信元收、发端各自与被测板的一个发送、接收通道相对应。
2.如权利要求1所述的交换网板测试装置，其特征是所述转发电路(T0-Tn)包括接收逻辑电路、发送逻辑电路及通道号标志寄存器，三者均与中央处理系统(2)相连；接收逻辑电路与被测板的一个发送通道相对应，发送逻辑电路与被测板的一个接收通道相对应，通道号标志寄存器的输出端与发送逻辑电路相连。
3.如权利要求2所述的交换网板测试装置，其特征是所述转发电路(T0-Tn)还包括异步先进先出寄存器(FIFO)、校验电路及接收计数器和发送计数器；接收计数器与接收逻辑电路相连，发送计数器与发送逻辑电路相连，异步先进先出寄存器(FIFO)分别与接收逻辑电路的输出端和发送逻辑电路的输入端相连，作为二者之间的缓冲存储器；检验电路的输入端与异步先进先出寄存器(FIFO)相连，输出端与发送逻辑电路相连。
4.如权利要求1或2或3所述的交换网板测试装置，其特征是所述信元收发检测电路(1)包括信元发送缓存、发送逻辑电路、信元接收缓存、接收逻辑电路及检测模块；发送逻辑和接收逻辑与高速接口相连，分别对应于被测板上的一个接收通道和一个发送通道，二者又分别通过信元发送缓存和信元接收缓存和中央处理系统(2)相连；检测模块则分别与信元发送缓存、发送逻辑电路、信元接收缓存、接收逻辑电路相连接。
5.如权利要求4所述的交换网板测试装置，其特征是所述信元收发检测电路(1)中的检测模块包括比较逻加、信元发送计数器、信元接收计数器、错误信元计数器和循环冗余校验计数器，它们并联或串联。
6.一种基于权利要求1所述装置的交换网板测试方法，其特征是包括以下步骤1)中央处理系统(2)初始化信元数据，其中包含有通道号标志，用于指示被测板进行交换；2)信元收发检测电路(1)接收初始化的数据，并发送到被测板的一个接收通道；3)一个转发电路(T0或T1或T2……或Tn)接收来自被测板并经被测板交换过的信元数据，并在该信元数据上加上新的通道号标志后重新发送到被测板；4)另一个转发电路(T0或T1或T2……或Tn)接收来自被测板并经再次被测板交换过的信元数据，并再次在该信元数据上加上新的通道号标志后重新发送到被测板；5)重复上述步骤4)，直到信元已经过被测板的所有欲测试的交换通道；6)当信元从被测板上最后一个欲测的交换通道的发送通道回到测试板时，信元收发检测电路(1)接收该信元数据，并进行比较检测。
7.如权利要求6所述的交换网板测试方法，其特征是利用转发电路(T0或T1或T2……或Tn)每次转发时加入不同的通道号标志，使测试信元能够遍历所有通道，一次完成测试。
8.如权利要求6或7所述的交换网板测试方法，其特征是信元收发检测电路(1)对经交换过的信元进行比较检测的内容包括最初发送信元和最终接收到的信元的比较、信元发送计数和信元接收计数的比较、错误信元的计数和循环冗余校验。
9.如权利要求6或7所述的交换网板测试方法，其特征是在转发电路(T0或T1或T2……或Tn)测试信元数据上加上新的通道号标志并重新发送到被测板的过程中，还进行校验、发送计数和接收计数。
10.如权利要求8所述的交换网板测试方法，其特征是在转发电路(T0或T1或T2……或Tn)测试信元数据上加上新的通道号标志并重新发送到被测板的过程中，还进行校验、发送计数和接收计数。
全文摘要
本发明公开一种交换网板测试装置及方法,其中测试装置除包括信元收发检测电路外,还设置有中央处理系统和至少一个转发电路。信元收发检测电路接收经中央处理系统初始化的信元数据并通过高速接口传送到被测板;经被测板交换后的信元输入到转发电路,转发电路再将信元重新发送到被测单元,直到信元遍历全部欲测信道。本发明可简单、高效地实现准确的测试结果,不易遗漏,电路简单,成本低。
文档编号H04L12/26GK1353523SQ0013288
公开日2002年6月12日 申请日期2000年11月7日 优先权日2000年11月7日
发明者李国庆, 李占有 申请人:华为技术有限公司