一种用于宽带交换设备功能测试的系统

1.一种用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，包括：用于连接本系统中的测试模块，并可连接被测试的交换模块、时钟模块、主控模块、线路处理及接口模块的背板模块；与所述背板模块连接，可为所述被测模块提供控制总线资源，为被测时钟模块、被测线路处理及接口模块提供时钟资源，并可对所述被测模块进行时钟频率测试、输出控制和状态信号测试的测试资源模块；与所述背板模块连接，用于对所述被测交换模块的交换通道进行测试，并对所述被测主控模块、线路处理及接口模块的业务通道进行测试的业务和交换通道测试模块。
2.根据权利要求1所述的用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，所述背板模块包括：用于分别插入所述两个测试模块的测试资源模块槽位、业务和交换通道测试模块槽位；用于分别插入所述各被测模块的交换模块槽位、时钟模块槽位、主控模块槽位、线路处理及接口模块槽位；用于引出所述测试资源模块及所述被测各模块的控制接口以实现背出线的引出测试控制接口；用于与外部电源连接的电源接入接口。
3.根据权利要求1所述的用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，所述测试资源模块包括：用于实现本模块的时钟源选择控制、时间检测控制及检测结果上报的CPU单元；与所述CPU单元连接的时钟源产生单元、时钟检测单元、控制总线检测单元及控制总线产生单元；与所述CPU连接的接口驱动单元和控制接口单元；为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元。
4.根据权利要求1所述的用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，所述业务和交换通道测试模块包括：用于连接所述被测交换模块的交换模块接口、与所述交换模块接口连接的交换通道测试数据源产生及分析单元；用于连接所述被测线路处理及接口模块的线路处理及接口模块接口、与所述线路处理及接口模块接口连接的线路处理业务通道测试数据源产生及分析单元；用于连接所述被测主控模块的主控模块接口、与所述主控模块接口连接的主控业务通道测试数据源产生及分析单元；与各个所述测试数据源产生及分析单元连接的CPU接口；为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元。
5.根据权利要求1所述的用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，所述业务和交换通道测试模块包括：分别用于连接所述被测交换模块、线路处理及接口模块及主控模块的交换模块接口、线路处理及接口模块接口及主控模块接口；与所述三个接口连接的电开关矩阵；通过并串转换单元与所述电开关矩阵连接的测试数据源产生及分析单元；与所述测试数据源产生及分析单元连接的CPU接口；为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元。
6.根据权利要求2所述的用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，所述背板模块上还包括：连接在所述测试资源模块槽位与所述业务和交换通道测试槽位之间的CPU总线；连接在所述测试资源模块槽位与所述被测时钟模块槽位、被测线路处理及接口模块槽位之间的时钟线；连接在所述测试资源模块槽位与所述被测交换模块槽位、被测时钟模块槽位、被测主控模块槽位、被测线路处理及接口模块槽位之间的控制总线。
7.根据权利要求2所述的用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，所述背板模块上还包括：连接在所述业务和交换通道测试槽位与所述被测交换模块槽位之间的交换通道线；连接在所述业务和交换通道测试槽位与所述被测主控模块槽位、被测线路处理及接口模块槽位之间的业务通道线。

一种用于宽带交换设备功能测试的系统\n技术领域\n本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种用于对宽带通信交换设备进行功能测试的系统。\n背景技术\n现代通信不断向高带宽、多业务的方向发展，而且国际上的宽带交换设备制造商均不断推出交换容量更大、业务更丰富的通信设备。因而探索这类宽带交换产品的功能测试方法，是一件十分重要和有意义的事情。\n如图1所示，现代的宽带交换设备基本都包括下列模块：主控模块、交换模块、时钟模块、线路处理模块以及接口模块。其中线路处理模块、主控模块、交换模块和时钟模块是通过宽带交换设备的背板连接起来的。通常在交换机实现时，每一个模块对应一种单板。主控模块、交换模块和时钟模块分别有控制总线、交换通道总线和时钟信号与线路处理模块相连，也就是说每一个线路处理模块都连接到这三个模块，当然这三个模块间也有一定的连接关系。连接各个模块的背板根据不同的交换容量有所不同，交换容量越大，交换通道数量就越多，背板传输速度就越高，最高信号速度由几百兆比特/秒到几千兆比特/秒。接口模块一般有很多种，这些接口模块是与线路处理模块一起共同占用一个或几个交换通道。\n在功能测试中，对各种模块的测试如下：1)、对于各种接口模块，主要包括测试它与其它模块(一般是线路处理模块)的接口(不包括业务通道接口)是否正常、它的业务通道是否正常、它提供给线路处理模块的参考时钟或时钟恢复功能是否正常等。\n2)、对于线路处理模块，主要包括测试它与其它模块(一般包括接口模块、主控模块、交换模块、时钟模块等)的接口是否正常、它的业务通道是否正常、它的时钟通道是否正常、它的其它功能单元(如存储单元、通用逻辑单元等)是否正常等等。\n3)、对于主控模块，主要包括测试它对其它各模块提供的控制功能是否正常、它到交换模块的业务通道是否正常、它的其它功能单元是否正常、它与其它模块或对外的通信接口是否正常。\n4)、对于时钟模块，主要包括测试它对外提供的时钟是否正常、其时钟锁相功能是否正常、外部提供给本模块的时钟是否正常等等。\n5)、对于交换模块，主要包括测试其全部交换通道的交换功能是否正常、它与主控模块的控制通道是否正常、它的其它功能单元是否正常。\n对于宽带交换设备，通用的功能测试方法是利用ATM测试仪、IP分析仪等宽带测试仪在交换整机环境下测试。交换机整机包括机框、工具模块(交换机固有单板)和被测模块等部分组成，不同的被测模块需要不同的工具模块。此时对各种模块的测试方法如下：\n一、对各种接口模块的测试方法采用线路处理模块和时钟模块作为工具模块(有的可能还需要主控模块或交换模块)，以提供接口模块工作的各种必须条件，然后通过测试仪与接口模块对接进行发数据到线路处理模块环回，再通过测试仪分析收回的数据，测试其业务通道。接口模块与线路模块的控制接口测试，通过以线路处理模块为主动方进行测试，但线路处理模块可能不支持全部的接口信号测试。线路模块的时钟恢复功能测试，也要通过本模块和线路处理模块自身的测试功能达到测试目的。\n二、对线路处理模块的测试方法采用主控模块、交换模块、时钟模块和接口模块作为工具模块。它与接口模块的控制接口方法同上，但一般会有漏测。它与主控模块的接口测试要求本模块和主控模块同时支持控制总线的测试，通过两端控制实现测试。它与时钟模块的接口一般有输入和输出时钟，对于输入的时钟，要能控制时钟模块单独输出，并且本模块具有时钟检测功能，对于输出的时钟，本模块能模拟输出时钟，时钟模块能检测该时钟。线路处理模块业务通道的测试方法是把一种接口模块与线路处理模块连接，利用测试仪与接口模块对接发数据，经过线路处理模块到交换模块交换到本模块，再通过接口模块把数据送回测试仪分析，从而完成业务通道测试。线路处理的其它功能单元(如存储单元、通用逻辑单元等)的测试通过自身自检完成。\n三、对主控模块的测试方法利用满配置的接口模块、线路处理模块、交换模块、时钟模块作为工具模块。对于它对其它各模块提供的控制功能的测试，是通过终端控制主控模块产生控制信号，再到被控模块读取相关的状态。而其它模块输入到主控模块的状态信息，则在主控模块读取相关工具模块的信号状态。它到交换模块的业务通道测试是通过测试仪发数据到接口板，通过线路处理模块后到交换网模块交换到主控模块，再经过相同的路径返回到测试仪进行分析，从而达到对业务通道的测试。主控模块的其它功能单元(如存储单元、RTC等)是由其本身的自测试实现的。它与其它模块或对外的通信接口则通过把这些接口接到测试用PC上进行互通性测试。\n四、对时钟模块的测试方法利用通常的方法很难测试全面，利用测试仪只能测试到时钟锁相功能。对大量的输入、输出时钟都会存在漏测，或测试不充分。\n五、对交换模块的测试方法利用满配置的接口模块、线路处理模块、主控模块、时钟模块作为工具模块。通过测试仪收发分析数据达到全部交换通道的交换功能测试。它与主控模块的控制通道测试同线路处理模块的测试方法。交换模块的其它功能单元测试则要由其自身支持。\n从上面的描述中可以看出，现有的测试技术存在如下缺点：1)、采用交换整机的测试方法要求按照被测模块选择工具模块，特别是交换模块的测试，需要整机满配置，增加生产测试操作的复杂度和功能测试成本。\n2)、采用了众多的工具模块后，故障定位难度增加。\n3)、交换机的设计往往重点放在整机功能实现上，自身支持的测试不完善。各模块覆盖率的空间较小，存在漏测问题。\n4)、对工具模块的可靠性和稳定性要求很高，这往往在交换设备小批量早期阶段，由于产品自身的不稳定影响功能测试的效果。\n5)、现有宽带测试仪一般仅提供标准的测试端口，端口种类单一，如果交换设备的端口种类很多，可能需要多种测试仪才能满足测试，另外测试仪的功能定位差，价格昂贵，功能测试成本很高。\n发明内容\n本发明的要解决的技术问题在于，针对现有测试技术的上述缺点，提供一种用于宽带交换设备功能测试的系统，为各种宽带交换设备的各个功能模块提供方便、准确而且成本较低的测试方案。\n本发明的技术方案在于，构造一种用于宽带交换设备功能测试的系统，其特征在于，包括：用于连接本系统的测试模块，并可连接被测试的交换模块、时钟模块、主控模块、线路处理及接口模块的背板模块；与所述背板模块连接的测试资源模块；与所述背板模块连接的业务和交换通道测试模块。\n在本发明测试系统中，所述背板模块包括：用于分别插入所述两个测试模块的测试资源模块槽位、业务和交换通道测试模块槽位；用于分别插入所述各被测模块的交换模块槽位、时钟模块槽位、主控模块槽位、线路处理及接口模块槽位；用于引出所述测试资源模块及所述被测各模块的控制接口、实现背出线的引出测试控制接口；\n在本发明测试系统中，所述测试资源模块包括：CPU单元；与所述CPU单元连接的时钟源产生单元、时钟检测单元、控制总线检测单元及控制总线产生单元；与所述CPU连接的接口驱动单元和控制接口单元；为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元。\n在本发明测试系统中，所述业务和交换通道测试模块可采取两种功能结构，其中第一种结构包括：用于连接所述被测交换模块的交换模块接口、与所述交换模块接口连接的交换通道测试数据源产生及分析单元；用于连接所述被测线路处理及接口模块的线路处理及接口模块接口、与所述线路处理及接口模块接口连接的线路处理业务通道测试数据源产生及分析单元；用于连接所述被测主控模块的主控模块接口、与所述主控模块接口连接的主控业务通道测试数据源产生及分析单元；与各个所述测试数据源产生及分析单元连接的CPU接口；为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元。\n其中第二种结构包括：分别用于连接所述被测交换模块、线路处理及接口模块及主控模块的交换模块接口、线路处理及接口模块接口及主控模块接口；与所述三个接口连接的电开关矩阵；通过并串转换单元与所述电开关矩阵连接的测试数据源产生及分析单元；与所述测试数据源产生及分析单元连接的CPU接口；为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元。\n本发明的系统采用上述技术方案后，具有以下主要优点：1)不用购买昂贵的测试仪和使用大量的工具模块，实现低成本测试；2)扩大板极功能测试覆盖范围，解决传统方法的漏测、误测问题；3)减少对多种仪器和工具模块的控制，定制完备的板极测试方案，提高功能测试效率；4)提高测试的可靠性，方便被测对象的故障定位；5)该方法能充分满足现有和以后的宽带交换设备的测试。\n下面将结合附图和实施例进一步说明本发明的特点。\n附图说明\n图1是宽带交换设备的基本构成示意图；图2是本发明测试系统连接上被测模块时的结构框图；图3是本发明测试系统中背板模块的功能结构图；图4是本发明测试系统中测试资源模块的功能结构图；图5是本发明测试系统中业务和交换通道测试模块的功能结构图；图6是本发明测试系统中业务和交换通道测试模块的另一种功能结构图；图7是利用本发明测试系统对线路和接口处理模块进行测试时的结构图；图8是利用本发明测试系统对主控模块进行测试时的结构图；图9是利用本发明测试系统对交换模块进行测试时的结构图；图10是利用本发明测试系统对时钟模块进行测试时的结构图。\n具体实施方式\n从前面的描述我们已知道，宽带交换设备通常都包括主控模块、交换模块、时钟模块、线路处理模块和接口模块。这些基本构成模块通常是保持不变的，变化的只是模块的工作带宽和业务处理能力。因此，我们可以提出一种针对宽带交换设备的功能测试系统。该系统的结构如图2所示。从图中可以看出，背板模块1、测试资源模块2、以及业务和交换通道测试模块3是该测试系统的核心构件。其中，背板模块1主要起连接测试模块2、3和各个被测模块4、5、6、7的作用：测试资源模块2、业务和交换通道测试模块3则提供对宽带交换设备的全部外部测试资源，另外测试资源模块2还提供业务和交换通道测试模块3要使用的CPU总线，当然如果业务和交换通道测试模块3本身带有CPU则不需外部提供。上述三种模块，在设计实现时，可以是两种单板、三种单板及多种单板形式。\n一、背板模块背板模块1是测试模块与各被测模块的连接桥梁，该模块的功能结构图如图3所示，包括用于插入测试模块的槽位11、12，用于插入被测模块的槽位13、14、15、16，还包括电源接入口17和引出测试控制接口18。\n图中的电源接入接口17是整个测试系统的电源输入端，可直接与市电、一次电源或二次电源连接，为整个系统供电。引出测试控制口18主要是引出测试资源模块、被测各模块的控制接口(串口、网口等等)，实现背面出线，而不是面板出线，该接口是可选项，在设计实现时可根据具体情况而定。\n背板模块1的主要功能是测试模块间及测试模块与被测模块形成连接关系，实现背板的接口对接。其中的CPU总线、控制总线和部分时钟线可能是低速信号线；交换通道、业务通道及部分时钟信号可能是高速信号线，这些高速线是背板设计中要特别关注的地方。\n另外，背板模块1在设计上可以同宽带交换设备的背板尺寸一致或不同，这要根据实际情况和集成环境来决定。同时在设计中，也可以设计成测试模块带由冗余备份或支持多工位测试(一个背板可支持多块单板的同时测试)。\n二、测试资源模块从图3中可以看出，测试资源模块2的功能包括：为该测试系统中的业务和交换通道测试模块3提供CPU资源；为被测时钟模块4、被测线路处理及接口模块6提供时钟资源；为四个被测模块4、5、6、7提供控制总线资源；实现对被测模块的时钟频率测试、输出控制和状态信号测试等等。该模块同时对外提供控制接口，该接口与PC或其它终端设备相连，实现可控性测试。测试资源模块的功能框图如图4所示，包括CPU单元21、时钟源产生单元22、时钟检测单元23、控制总线检测单元24、接口驱动电路25、电源单元26、控制接口27以及控制总线产生单元28。\n图4中的电源单元26是由背板模块1引入的电源到本模块进行电源转换，供本模块各功能单元使用，同时该电源单元也可以实现对业务和交换通道测试模块3及各被测模块的电源监控和上下电控制。\nCPU单元21是测试资源模块的核心，它实现本模块的时钟源选择控制，时间检测控制及检测结果上报，控制总线的控制输出和对输入的控制和状态信号检测。另外，其CPU总线经过接口驱动单元25驱动后，连接到业务和交换通道测试模块3，实现对业务和交换通道3的测试配置和测试结果读取等功能。该CPU的选型可以选用8031系列、X86系列、POWERPC等任何一种CPU。\n测试资源模块2的时钟源产生单元22根据宽带交换设备所提供的时钟和所使用的时钟参考源而定。通常的时钟种类有2MBPS、2MHZ、高精度TTL时钟、GPS时钟等，而且对交换设备提供的时钟源通常比交换设备自身时钟模块的时钟等级要高一些。在功能测试中，往往要求多路时钟的一路能单独输出，因此在时钟源输出时可以通过CPU进行选择输出。时钟检测单元23主要是检测时钟模块输出到其它模块的时钟是否正常，该部分的实现可以通过FPGA或EPLD通过编写测试逻辑实现，FPGA和EPLD的器件可选用ALTERA、XILINX等厂商的任何一种，选择器件要进行仿真确定被选器件的资源能满足要求。\n控制总线产生单元28是在CPU的控制下，在FPGA或EPLD中产生各种控制信号或模拟状态指示信号形成控制总线。控制总线的种类根据不同的宽带交换设备可能不同，但常用的有：各模块复位信号、在位信号、槽位信号等等。同时对于宽带交换设备各模块的输出控制和状态信号，在本模块也可通过检测逻辑进行检测，并通过CPU读取检测结果并上报。\n三、业务和交换通道测试模块从图3中可以看出，业务和交换通道测试模块3的功能包括：为被测交换模块5提供交换通道测试功能；为被测主控模块7、线路处理和接口模块6提供业务通道测试功能。该模块的功能框图实现有两种方式，如图5、图6所示。\n在图5所示的结构框图中，针对每一个交换通道、线路处理模块业务通道、主控模块业务通道均要分别产生数据源，并对收发数据分别进行分析。包括交换模块接口31、线路处理模块接口32和主控模块接口33，与所述三个接口31、32分33别连接的测试数据源产生及分析单元36、37、38。还包括为与测试资源1中的所述CPU单元21连接的CPU接口34。为本模块内的所述各个功能单元供电的电源单元35。在设计实现中，每一个通道的实现形式是相同的。而且，图5中的各模块接口分别针对不同模块的通道而设计的与被测模块相同的接口类型，从而实现对接测试。\n图6所示的结构框图与图5相比的不同点在于：并不是针对每一个通道都要单独产生数据源，而是整个测试只产生一组数据源，通过串并转换单元311后，进入开关矩阵310选择收发通道，再返回到测试数据源产生及分析单元312分析接收的数据。图6中各被测模块连接的接口与图5功能类似。\n上述两种方式在对一般的宽带交换设备功能测试均实用，但有时要根据具体情况，选择更适合的方法。在设计实现中，数据源产与被测模块的接口可选用与被测模块相同的接口芯片。\n下面我们详细描述一下利用本方法是如何实现宽带交换设备的测试的：1)、实现对各种接口模块的测试如图7所示，此时背板模块的槽位中已插入了测试资源模块2、业务和交换通道测试模块3、以及被测线路及接口处理模块6。也就是说，在对接口模块进行测试时需要线路模块作为工具模块；对于测试模块要求提供测试资源模块2和业务和交换通道测试模块3。\n其中控制总线主要控制线路处理工具模块和被测接口模块正常工作的启动条件。时钟线一方面由测试资源模块2提供接口模块参考时钟，另一方面把接口模块线路恢复的时钟传递到测试资源模块2测试。接口模块的业务通道测试是由测试资源模块2的CPU控制业务和交换通道测试模块3的数据源产生与分析单元产生数据包通过背板模块1的业务通道发送到线路处理模块，然后到接口模块，再经过相同的路径环回到数据源产生与分析单元进行数据分析。该种方法可实现任何接口类型的接口模块测试。\n2)、实现对线路处理模块的测试如图7所示，在对线路处理模块6进行测试时需要提供测试资源模块2、业务和交换通道测试模块3。业务通道测试和时钟测试均通过相关的通道形成对接，进行测试。与接口模块的接口测试要求选用好的接口模块作为工具模块，通过控制总线和业务通道达到测试。测试资源模块2仿真实际工作中主控模块提供给线路处理模块的各种选用好的接口模块作为工具模块，通过控制总线和业务通道达到测试。测试资源模块2仿真实际工作中主控模块提供给线路处理模块的各种控制信号，同时线路处理模块输出的各种状态指示信号也在测试资源模块2中进行测试。\n3)、实现对主控模块的测试如图8所示，对主控模块7的测试是通过测试资源模块2、业务和交换通道测试模块3组合测试的。业务通道的测试方法与线路处理模块的测试方法类似。主控模块7对整个交换设备的控制信号均引到测试资源模块2进行测试，同时交换设备中所有到主控模块7的状态指示信号均由测试资源模块2提供并由主控模块读取状态并上报。其它测试项同常规测试一致。\n4)、实现对交换模块的测试如图9所示，对交换模块5中交换通道的测试是在测试资源模块2控制业务和交换通道测试模块3完成测试的。测试方法前面已经介绍，此处不在赘述。\n5)、实现对时钟模块的测试对时钟模块4的测试主要是通过测试资源模块2进行，其测试结构图如图10所示。测试方法是将被测时钟模块4的输入、输出时钟及控制和状态信号均同测试资源模块2对接相连，实现测试。