一种SPI信号测试方法、装置、控制系统及介质与流程

本发明涉及硬件测试领域，特别是涉及一种spi信号测试方法、装置、控制系统及介质。

背景技术：

随着当前网络技术的发展，端口速率上有着很大的飞跃。目前的网络端口已经达到了100g(gigabit，吉比特速率)的速率，并且目前业界已经有400g端口的产品提出。网络产品端口速率不断的提升，所带来的挑战是需要更稳定更可靠的硬件设备来保证高速率下的工作稳定性。因此这对于硬件行业来说，显而易见的一个问题就是说，硬件测试的工作量将会不断的加大，硬件测试的标准将会不断的严苛。在这种情况下如何能在有限的人力下，短时间完成高效的测试，将会是各个硬件厂商重点关注的问题。

在硬件测试中，spi信号作为一个常用的关键信号，围绕其展开的测试非常多。对于一组spi信号来讲，往往需要截取十多个波形才能完成一项测试。这其中需要测试人员手动的去设置示波器，靠人力设置相关的触发条件，并分辨spi信号的读和写的波形。

技术实现要素：

本发明主要解决是现有测试spi信号时需要测试人员手动设置示波器，并且靠人力分辨读和写的波形进行读写分离，测试效率低，浪费人力的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种spi信号测试方法，包括以下步骤：

部署测试环境，进行示波器的初始化；

设定阈值，设置触发阈值次数和采样阈值次数；

执行spi信号时序测试，通过示波器触发spi边沿信号的峰值，当触发spi边沿信号的峰值的次数达到所述触发阈值次数时，停止触发，统计所述峰值的数据分布，并计算时序阈值，通过所述时序阈值执行spi信号时序测试；

执行spi信号过冲测试，通过示波器采集spi信号，并测量所述采集spi信号的边沿电压值的峰值，记为spi信号电压峰值；当采集spi信号的次数达到采样阈值次数时，停止采集，通过所述spi信号电压峰值计算过冲阈值，通过所述过冲阈值执行spi信号过冲测试。

优选的，所述计算时序阈值包括以下步骤：

将所述峰值进行降序排序；

提取排名第一的峰值所在的区间并记为时序峰值区间，所述时序峰值区间为读电平信号出现的区间；

将所述时序峰值区间设置为时序阈值。

优选的，所述通过所述时序阈值执行spi信号时序测试步骤进一步包括：将所述时序阈值输入至示波器中，执行时序测试，获取示波器中在时序阈值内的第一波形，计算第一波形的建立时间和保持时间。

优选的，所述计算第一波形的建立时间和保持时间的步骤包括：

所述第一波形中含有第一时钟边沿，数据和第二时钟边沿；

计算所述数据与所述第一时钟边沿的距离，记为第一距离；

计算所述数据与所述第二时钟边沿的距离，记为第二距离；

所述第一距离为所述第一波形的保持时间；所述第二距离为所述第一波形的建立时间。

优选的，所述通过所述spi信号电压峰值计算过冲阈值包括以下步骤：

获取采集到的spi信号电压峰值，将spi信号电压峰值进行降序排序；

得到排名第一与排名倒数第一的spi信号电压峰值，分别记为第一电压峰值与第二电压峰值；

根据所述第一电压峰值与第二电压峰值计算出过冲阈值。

优选的，所述根据所述第一电压峰值与第二电压峰值计算出过冲阈值步骤进一步包括：

计算所述第一电压峰值与第二电压峰值的差值；

根据所述差值将第一电压峰值与第二电压峰值间等分为若干峰值区间；

统计采集到的所述spi信号电压峰值落入所述峰值区间的数量，并进行降序排序，获取排序第一与排序第二的峰值区间，并比较数值大小；

将数值大的峰值区间作为读信号的过冲出现的区间，并记为过冲阈值。

优选的，所述通过过冲阈值执行spi信号过冲测试步骤进一步包括将过冲阈值输入至示波器，进行过冲测试，获取spi信号边沿落在所述过冲阈值内的第二波形。

本发明还提供一种spi信号测试装置，包括被测板卡、探棒、示波器和控制系统；

所述被测板卡与所述探棒连接且所述探棒的测试端与所述被测板卡中被测位置接触，所述探棒通过信号线与所述示波器连接；所述示波器通过网线与所述控制系统连接；所述控制系统中运行测试程序，所述控制系统通过网络传输含有控制指令的报文至所述示波器；所述示波器接收到控制指令后进行解析并执行spi信号测试操作。

本发明还提供一种spi信号测试装置的控制系统，包括初始化模块、阈值设定模块、过冲阈值模块、时序阈值模块、过冲测试模块、时序测试模块和存储模块；

所述初始化模块用于初始化示波器和被测板卡；

所述阈值设定模块用于设置时序测试时的触发阈值和过冲测试时的采集阈值；

所述过冲阈值模块用于根据所述采集阈值进行计算过冲测试时的过冲阈值；

所述时序阈值模块用于根据所述触发阈值进行计算时序测试时的时序阈值；

所述过冲测试模块用于进行过冲测试并根据所述过冲阈值获取在过冲阈值中的第一波形并保存至所述存储模块；

所述时序测试模块用于进行时序测试并根据所述时序阈值获取在时序阈值中的第二波形，并计算所述第二波形中数据与时钟的边沿的距离，分别为第一距离和第二距离；所述第一距离为保持时间，所述第二距离为建立时间，保存所述第二波形以及所述第二波形的所述建立时间和所述保持时间至存储模块；

所述存储模块用于存储所述第一波形和所述第二波形以及所述第二波形的所述建立时间和所述保持时间。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述所述的一种spi信号测试方法的步骤。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的自动化spi信号测试方法，通过统计电压峰值以及电压边沿信号的峰值的数据分布，利用读信号的峰值的概率分布的特征来自动的识别出需要获取的读信号的波形，极大的节省了人力的投入，节约了开发成本。

2、本发明所述的自动化spi信号测试装置，通过控制系统对示波器进行控制，完成过冲阈值与时序阈值的测试，并通过示波器进行过冲测试与时序测试，根据过冲阈值与时序阈值自动识别出读信号，提高了测试的效率。

3、本发明所述的自动化spi信号测试装置的控制系统，通过控制系统中的过冲阈值模块与时序阈值模块进行测试出过冲阈值与时序阈值，并通过过冲测试模块和时序测试模块进行过冲测试与时序测试，通过存储模块进行保存测试结果，能够自动的完成时序测试以及过冲测试，节省了人力资源消耗，无需人员进行手动控制，提高了测试效率。

4、本发明所述的计算机可读存储介质，将控制系统中各个模块相互配合，自动完成时序测试及过冲测试，提高了spi信号测试的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1所述的一种spi信号测试方法流程图；

图2是本发明实施例1所述的一种spi信号测试方法中时序测试方法流程图；

图3是本发明实施例1所述的一种spi信号测试方法中过冲测试方法流程图；

图4是本发明实施例2所述的一种spi信号测试装置架构示意图；

图5是本发明实施例3所述的一种spi信号测试装置中控制系统架构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明的描述中，spi是串行外设接口(serialperipheralinterface)，探棒使用1ghz泰克无源探棒，示波器使用泰克dpo7054示波器，信号线使用同轴线缆。

实施例1

本发明实施例提供一种spi信号测试方法，请参阅图1，包括以下步骤：

s100，测试环境部署，进行示波器和被测板卡以及控制系统的初始化；

初始化包括示波器进行开启，将被测板卡进行上电，在控制系统中启动自动化程序；

s200，控制系统下发控制指令执行spi信号时序测试以及执行spi信号过冲测试；

s300，请参阅图2，执行spi信号时序测试，设置触发阈值100次，根据控制指令选择示波器的触发模式，并触发100次spi边沿信号的峰值，自动化程序统计100次峰值的数据分布，将峰值进行降序排序或升序排序，提取峰值最大区间，将该区间作为读电平信号出现的区间，并发送至示波器，将该区间设置为示波器的时序阈值，并获取落在该区间的内的波形；在示波器中获取波形后计算该波形中相对于上一个时钟的边沿和下一个时钟边沿的距离，其中该波形中含有第一clock、data和第二clock，计算data与第一clock的距离与第二clock的距离分别为第一距离和第二距离；将第一距离作为保持时间，第二距离作为建立时间，保存该波形以及该波形的建立时间和保持时间。

请参阅图3，执行spi信号过冲测试，设定采集阈值100次，采集spi信号，测量采集的spi信号边沿电压值的最大值，并将该最大值传给控制系统进行保存，当采集次数达到采集阈值100次时，停止采集，通过升序或降序排序获取到保存的数值中的最大值和最小值，计算最大值和最小值的差值，根据差值将最大值和最小值之间等分为100个区间，并统计保存的数值落入区间的数量，找到数量最多的两个区间，比较这两个区间的值，保留值大的区间，将该区间作为读信号的过冲出现的区间，并发送至示波器，且设为过冲阈值；触发示波器，获取spi信号边沿落在该区间时的波形，从示波器中获取测试波形并保存。

例如最大值为100，最小值为1，将100与1中等分为100个区间，若落入88-89区间数量与99-100区间数量为数量最多的两个，则99-100区间数值比88-89数值大，将99-100区间作为过冲阈值。

执行spi信号过程测试中通过过冲阈值获取读信号的过冲。

其中通过visa指令给示波器完成对示波器的操作，例如触发示波器采样，设置过冲阈值和时序阈值等操作。

实施例2

本发明实施例还提供一种spi信号测试装置，请参阅图4，包括：被测板卡、探棒、示波器和控制系统；

被测板卡与探棒连接，探棒通过信号线与示波器连接；示波器通过网线与控制系统连接；控制系统中运行测试程序，控制系统通过网络传输含有控制指令的报文至示波器；示波器接收到控制指令后进行解析并执行相应的操作。

被测板卡是指包含待测spi链路的板卡。探棒点测在被测板卡的对应的位置。

实施例3

本发明实施例还提供一种spi信号测试装置的控制系统，请参阅图5，包括初始化模块、阈值设定模块、过冲阈值模块、时序阈值模块、过冲测试模块、时序测试模块和存储模块；

初始化模块进行初始化示波器、被测板卡；

阈值设定模块设置时序测试时的触发阈值和过冲测试时的采集阈值；

过冲阈值模块根据采集阈值进行计算过冲测试时的过冲阈值；

时序阈值模块根据触发阈值进行计算时序测试时的时序阈值；

过冲测试模块进行过冲测试并根据过冲阈值获取在过冲阈值中的第一波形并保存至存储模块；

时序测试模块进行时序测试并根据时序阈值获取在时序阈值中的第二波形，并计算第二波形中上一个时钟的边沿和下一个时钟边沿的距离，分别为第一距离和第二距离；将第一距离作为保持时间，第二距离作为建立时间，保存第二波形以及第二波形的建立时间和保持时间至存储模块；

存储模块存储第一波形和第二波形以及第二波形的建立时间和保持时间。

基于与前述实施例中方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的一种spi信号测试方法的步骤。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。