专利名称：系统主板接收信号灵敏度的测量装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种信号灵敏度的测量装置与方法，尤其是一种采用SATA/SAS规范的系统主板接收信号灵敏度的测量装置与方法。
背景技术：
SATA/SAS是SATA规范和SAS规范兼容的新一代输入输出接口规范，SAS(Serial Attached SCIS，串行连接小型计算机系统接口)是新一代硬盘输入输出接口规范，在数据交换架构中，SAS的域、设备及端口完全继承了SCSI和ATA的相应概念，其接口和线缆的电器规格取自SATA，连接对象不仅包括启动设备(如适配器)或目标设备(如硬盘或光驱等)，还可以是扩展设备(如路由器)。其中，SATA(Serial Advanced Technology Architecture，串行高阶硬盘架构)是一种高速的串行连接方式，可以广泛用于硬盘、光驱和IDE矩阵等存储设备中并逐渐取代了传统的ATA连接方式；SATA和SAS解决了相应的并行技术的架构性限制，采用单一数据流的传输方式，速度比并行传输时快30倍。
SATA扩展了ATA技术的发展蓝图，磁盘互连速度从1.5Gbits/s起跳。台式PC、入门级服务器及网络存储系统都以成本为重要的决定因素，而SATA则因每GB较低成本而成为这几个领域里最主流的硬盘接口技术；SAS是并行SCSI接口的继任者，它弥补了目前主流存储解决方案中的不足，每端口最多寻址16256个设备，具有可靠的点对点串行连接，最高速度可达3Gbit/s。SAS互连接口与SATA在规格上兼容且通用互连，SAS或SATA驱动器可以直接与SAS环境连接。
SAS定义了3个方面的规范，它们分别为SSP(Serial SCSI Protocol，串行SCSI规范)、STP(Serial ATA Tunneled Protocol，SATA管道规范)和SMP(Serial Management Protocol，串行管理规范)。其中STP为SATA增加了多目标寻址和多启动访问，使SATA设备能够用在SAS环境中。在SAS域中，SCSI启动及目标端口均使用SSP，而只有支持STP的启动端口才能访问SATA目标端口——前提是该目标端口连接的扩展设备要具有STP转SATA功能。
根据使用环境的不同，SAS连接器与线缆分为内部和外部两种外部连接器支持4个物理连接(16根数据线)，线缆的物理连接数目则在1～4个之间；内部连接器支持2个物理连接(双端口)，15针电源接口也在一起(共29针)，线缆的物理连接数目为1个或2个(双端口)。
运用SATA/SAS规范可进行传输特性的测试，了解系统主板的发送性能，数据传输的速度可达3.0Gb/s，现有的测试规范仅能得知系统的传输能力，并不能确知系统的接收能力，然而，为了清楚定义相容性的要求，正确的灵敏度将可以提供整体系统效应评估的重要指标，因此，需要精确的量测系统主板的接收灵敏度。
现行SATA/SAS规范中列出了反映系统主板接收信号灵敏度的参数，如最大抖动水平，设定解强时的最小输出电压水平，无设定解强时最小输出电压水平及最大解强水平。数字信号0与1转换瞬间的电压水平称为输出电压水平，非状态转换的电压水平与状态转换间的电压水平的比值称为解强水平，从外界加入给系统主板的抖动成分称为抖动水平，尽管现行SATA/SAS规范列出了上述量测系统主板接收信号灵敏度的参数，但没有确定具体的量测装置和方法。
发明内容鉴于以上技术内容，有必要提供一种系统主板接收信号的灵敏度测量装置与方法，用以量测基于SATA/SAS规范的系统主板接收信号的灵敏度。
一种系统主板接收信号灵敏度的测量装置，所述系统主板采用SATA/SAS规范，所述系统主板接收信号灵敏度的测量装置包括一计算机和一控制板，所述计算机的输出输入接口与所述控制板相连，所述控制板与所述系统主板的SATA/SAS互连接口相连，所述系统主板的输出输入接口与所述计算机的输出输入接口相连，所述控制板包括一编码电路、一并行转串行电路、一输出缓冲电路、一混合器、一抖动产生器、一输入缓冲电路、一串行转并行电路及一解码电路，所述编码电路用于将所述计算机输出的若干随机数字信号转换成匹配所述SATA/SAS互连接口的若干并行信号，所述并行转串行电路与所述编码电路相连，用于将所述并行信号转换成若干串行信号，所述输出缓冲电路与所述并行转串行电路相连，用于将所述串行信号转换成于实体层运行的若干高速仿真信号，所述混合器连接于所述输出缓冲电路与所述系统主板之间，用于将所述高速仿真信号与一抖动水平混合后产生内含抖动成份的若干模拟信号给所述系统主板，所述抖动产生器与所述混合器相连，用于提供所述抖动水平，所述输入缓冲电路与所述系统主板相连，所述系统主板将所述模拟信号回传给所述输入缓冲电路，所述输入缓冲电路输出若干串行信号，所述串行转并行电路与所述输入缓冲电路相连，用于将所述输入缓冲电路输出的串行信号转换成若干并行信号，所述解码电路与所述串行转并行电路相连，用于将所述串行转并行电路输出的并行信号转换成若干数字信号输入至所述计算机。
一种系统主板接收信号灵敏度的测量方法，所述系统主板采用SATA/SAS规范，所述系统主板接收信号灵敏度的测量方法包括(1)设置一控制板，使所述控制板与一计算机的输出入接口相连，所述控制板与所述系统主板的SATA/SAS互连接口相连，所述系统主板的输出输入接口与所述计算机的输出入接口相连；(2)通过所述计算机的底层软件将所述系统主板设定为覆送状态；(3)通过所述计算机的底层软件设定一抖动水平初始值、一输出电压水平初始值和一解强水平初始值；(4)所述计算机发送若干信号至所述控制板，由所述控制板传送至所述系统主板，所述系统主板将接收的信号回传给所述控制板，再由所述控制板传送至所述计算机；(5)调整出所述计算机接收的信号与其发送的信号不相符时的最大抖动水平，最小输出电压水平和最大解强水平，记录为所述系统主板接收信号灵敏度。
相对于现有技术，所述系统主板接收信号灵敏度的测量装置利用系统主板处于覆送状态时收发信号的特点，并通过所述计算机和控制板来调整系统主板接收信号灵敏度的相关参数，从而获知系统主板接收信号灵敏度。
图1为本发明较佳实施例的系统主板接收信号灵敏度的测量装置的连接示意图。
图2为图1的控制板电路框图。
图3为本发明较佳实施例的系统主板接收信号灵敏度的测量方法的流程图。
具体实施方式图1为本发明较佳实施例的系统主板接收信号灵敏度的测量装置的连接示意图，其包括一计算机20，一控制板30及一系统主板40。所述计算机20控制测试运行，并负责进行测试调整；所述系统主板40采用SATA/SAS规范，所述系统主板40包括一输入输出接口和一内建的SATA/SAS互连接口(图未示)。所述计算机20的输入输出接口(图未示)与所述控制板30相连，所述控制板30与所述系统主板40的SATA/SAS互连接口相连，所述系统主板40的输入输出接口与所述计算机20的输入输出接口相连。
图2为图1的控制板30电路框图。所述控制板30包括一编码电路31，一并行转串行电路32，一输出缓冲电路33，一混合器34，一抖动产生器35，一输入缓冲电路36，一串行转并行电路37及一解码电路38。所述计算机20发送随机数字信号，包括8位的数据信号和4位的控制信号，作为所述编码电路31的输入，所述编码电路31将所述随机数字信号转换成匹配所述SATA/SAS互连接口的并行信号。由于计算机传统的总线为并行信号，新的高速信号为提升传输效率，并减少布线面积，因此开始走向串行总线的规范，故必需进行并行至串行的转换。所述并行信号经所述并行转串行电路32转换成串行信号。所述串行信号作为一种高速数字信号，很难在实际的传输环境下不失真地运行，故需将所述串行信号转换为仿真信号。所述串行信号输入至所述输出缓冲电路33，所述输出缓冲电路33将所述串行信号转换成于实体层运行的高速仿真信号。所述输出缓冲电路33包括若干寄存器，可以通过所述计算机20的底层软件，如BIOS设定所述寄存器，来调整与SATA/SAS灵敏度规范相关的输出电压水平、解强水平等参数。所述混合器34连接于所述输出缓冲电路33与所述系统主板40的SATA/SAS互连接口之间，将所述高速仿真信号与所述抖动产生器35产生的一抖动相混合，输出内含抖动成份的模拟信号给所述系统主板40。在测试中为了测量系统主板所能容许的抖动量，故加入抖动的成份。
通过所述计算机20的基本输入输出系统将所述系统主板设置成覆送状态，所述系统主板40处于覆送状态时，能将接收的信号即时发送出去。故所述系统主板40收到所述混合器34输出的模拟信号后，即时发送出高速模拟信号至所述输入缓冲电路36，所述输入缓冲电路36将所述高速模拟信号转换成串行信号输出至所述串行转并行电路37，由所述串行转并行电路37输出并行信号，所述解码电路38将所述并行信号解码成8位的数据信号和4位的控制信号至所述计算机20。
图3为本发明较佳实施例的系统主板接收信号灵敏度的测量方法的流程图。步骤1，将上述系统主板接收信号灵敏度的测量装置连接好后，启动所述计算机20；步骤2，通过所述计算机20的底层软件将所述系统主板40设定为覆送状态；步骤3，通过所述计算机20的底层软件设定一抖动水平初始值为0(初始值为零表示无抖动，测试者亦可依自己经验设定初始值，以减少测试时间)、一输出电压水平初始值为1200mv，和一解强水平初始值为0；步骤4，由所述计算机20发送随机数字信号至所述控制板30，所述控制板30将所述随机数字信号转换后传送至所述系统主板40，所述系统主板40将接收的信号回传给所述控制板30，再由所述控制板30转换后传送至所述计算机20；步骤5，由所述计算机20比较接收的信号与其发送的信号是否相符，若相符则增加抖动水平并且进入所述步骤4，若不符，进入步骤6；步骤6，记录所述抖动水平，减少所述输出电压水平；步骤7，由所述计算机20发送随机数字信号至所述控制板30；步骤8，由所述计算机20比较接收的信号与其发送的信号是否相符，若相符则减少所述输出电压水平并且进入所述步骤7，若不符，进入步骤9；步骤9，记录所述输出电压水平，增加解强水平；步骤10，由所述计算机20发送随机数字信号至所述控制板30；步骤11，由所述计算机20比较接收的信号与其发送的信号是否相符，若相符则增加所述解强水平并且进入步骤10，若不符，进入步骤12；步骤12，记录前述步骤中所调整出来的最大抖动水平，无设定解强水平时的最小输出电压水平和最大解强水平。
无设定解强水平时的最小输出电压水平与设定解强水平时的最小输出电压水平满足以下关系式T＝20log10(V1/V2)其中，V1为设定解强水平时的最小输出电压水平，V2为无设定解强水平时的最小输出电压水平，T为最大解强水平，根据所调整出来的无设定解强水平时的最小输出电压水平和最大解强水平以及上述关系式可以得出设定解强水平时的最小输出电压水平。有经验的测试者也可以在所述步骤3将解强水平初始值设定为其它值，先求出设定解强水平时的最小输出电压水平，再根据上述关系式求出无设定解强水平时的最小输出电压水平，如此可以节约测量时间。
上述步骤首先调整出所述计算机20接收的信号与其发送的信号不相符时的最大抖动水平，然后调整出所述计算机20接收的信号与其发送的信号不相符时的最小输出电压水平，再调整出所述计算机20接收的信号与其发送的信号不相符时最大解强水平，并将所述最大抖动水平、最小输出电压水平和最大解强水平作为所述系统主板40接收信号灵敏度的参数，这些参数的调整次序也可以调换，并不会影响灵敏度测量的效果。
权利要求
1.一种系统主板接收信号灵敏度的测量装置，所述系统主板采用SATA/SAS规范，其特征在于所述系统主板接收信号灵敏度的测量装置包括一计算机和一控制板，所述计算机的输入输出接口与所述控制板相连，所述控制板与所述系统主板的SATA/SAS互连接口相连，所述系统主板的输入输出接口与所述计算机的输入输出接口相连，所述控制板包括一编码电路，用于将所述计算机输出的若干随机数字信号转换成匹配所述SATA/SAS互连接口的若干并行信号；一并行转串行电路与所述编码电路相连，用于将所述并行信号转换成若干串行信号；一输出缓冲电路与所述并行转串行电路相连，用于将所述串行信号转换成于实体层运行的若干高速仿真信号；一混合器，其连接于所述输出缓冲电路与所述系统主板之间，用于将所述高速仿真信号与一抖动水平混合后产生内含抖动成份的若干模拟信号给所述系统主板；一抖动产生器与所述混合器相连，用于提供所述抖动水平；一输入缓冲电路与所述系统主板相连，所述系统主板将所述模拟信号回传给所述输入缓冲电路，所述输入缓冲电路输出若干串行信号；一串行转并行电路与所述输入缓冲电路相连，用于将所述输入缓冲电路输出的串行信号转换成若干并行信号；一解码电路与所述串行转并行电路相连，用于将所述串行转并行电路输出的并行信号转换成若干数字信号输入至所述计算机。
2.如权利要求1所述的系统主板接收信号灵敏度的测量装置，其特征在于所述计算机输出的随机数字信号包括数据信号和控制信号。
3.如权利要求1所述的系统主板接收信号灵敏度的测量装置，其特征在于所述输出缓冲电路包括若干寄存器，通过所述计算机的底层软件设定所述寄存器，来调整与系统主板灵敏度规范相关的输出电压、解强水平等参数。
4.一种系统主板接收信号灵敏度的测量方法，所述系统主板采用SATA/SAS规范，其特征在于所述系统主板接收信号灵敏度的测量方法包括(1)设置一控制板，使所述控制板与一计算机的输出入接口相连，所述控制板与所述系统主板的SATA/SAS互连接口相连，所述系统主板的输出入接口与所述计算机的输出入接口相连；(2)通过所述计算机的底层软件将所述系统主板设定为覆送状态；(3)通过所述计算机的底层软件设定一抖动水平初始值、一输出电压水平初始值和一解强水平初始值；(4)所述计算机发送若干信号至所述控制板，由所述控制板传送至所述系统主板，所述系统主板将接收的信号回传给所述控制板，再由所述控制板传送至所述计算机；(5)调整出所述计算机接收的信号与其发送的信号不相符时的最大抖动水平，最小输出电压水平和最大解强水平，记录为所述系统主板接收信号灵敏度。
5.如权利要求4所述的系统主板接收信号灵敏度的测量方法，其特征在于所述步骤(5)包括(51)调整出所述最大抖动水平；(52)调整出所述最小输出电压水平；(53)调整出所述最大解强水平。
6.如权利要求5所述的系统主板接收信号灵敏度的测量方法，其特征在于所述步骤(51)包括所述计算机比较接收的信号与其发送的信号是否相符，若相符则增加抖动水平，进入所述步骤(4)，若不符，则记录所述抖动水平，减少所述输出电压水平。
7.如权利要求5所述的系统主板接收信号灵敏度的测量方法，其特征在于所述步骤(52)包括(a)所述计算机发送若干信号至所述控制板；(b)所述计算机比较接收的信号与其发送的信号是否相符，若相符则减少所述输出电压水平，进入所述步骤(a)，若不符，则记录所述输出电压水平，增加所述解强水平。
8.如权利要求5所述的系统主板接收信号灵敏度的测量方法，其特征在于所述步骤(53)包括(c)所述计算机发送若干信号至所述控制板；(d)所述计算机比较接收的信号与其发送的信号是否相符，若相符则增加所述解强水平，进入所述步骤(c)，若不符，则记录所述解强水平。
9.如权利要求4或5所述的系统主板接收信号灵敏度的测量方法，其特征在于所述最小输出电压水平为无设定解强水平时的最小输出电压水平。
10.如权利要求4或5所述的系统主板接收信号灵敏度的测量方法，其特征在于所述最小输出电压水平为设定解强水平时的最小输出电压水平。
全文摘要
一种系统主板接收信号灵敏度的测量装置与方法，所述系统主板采用SATA/SAS接口规范，所述系统主板接收信号灵敏度的测量装置包括一计算机和一控制板，所述控制板包括一编码电路、一并行转串行电路、一输出缓冲电路、一混合器、一抖动产生器、一输入缓冲电路、一串行转并行电路及一解码电路，所述系统主板接收信号灵敏度的测量方法通过所述计算机的底层软件将所述系统主板设定为覆送状态并设定一抖动水平初始值、一输出电压水平初始值和一解强水平初始值，由所述计算机发送若干信号至所述控制板，然后调整出所述计算机接收的信号与其发送的信号不相符时的最大抖动水平，最小输出电压水平和最大解强水平，记录为所述系统主板接收信号灵敏度。
文档编号G06F11/267GK1900915SQ20051003609
公开日2007年1月24日 申请日期2005年7月18日 优先权日2005年7月18日
发明者许寿国 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司