一种CVC-200T硬件智能测试系统及方法与流程

本发明涉及种铁路信号设备系统领域，尤其是涉及一种cvc-200t硬件智能测试系统及方法。

背景技术：

cvc-200t板卡类型众多，设计也极其复杂，由许多子模块组成，人工测试已经无法满足大规模板卡产品化测试的需求。这种复杂性使得工程师在降低验证和测试成本、更精准可靠的测量、缩短产品上市时间上面临着艰巨的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种cvc-200t硬件智能测试系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种cvc-200t硬件智能测试系统，该测试系统包括被测板卡、nipxi机箱及配套板卡、网络负载板、工控机、千兆交换机、显示器、键盘鼠标和扫描枪，其中被测板卡包括主逻辑单元mlu板和通信管理单元cmu板；

所述的工控机通过nipxi机箱及配套板卡连接被测板卡，所述的工控机依次通过千兆交换机、网络负载板与被测板卡进行网络通信，所述的显示器、键盘鼠标、扫描枪分别连接工控机；

所述的工控机为上位机，运行基于ni的可视化编程软件labview的上位机测试程序；所述的被测板卡为下位机，运行cvc-200t板卡下位机测试程序；所述的工控机发送控制命令给被测板卡并接收被测板卡反馈的测试数据，自动判断测试结果；所述的显示器和键盘鼠标用于进行人机交互，所述的扫描枪用于录入被测板卡的二维码和mac地址信息。

优选地，所述的nipxi机箱及配套板卡包括nipxi-pci8360板、两块pxi8512板、pxi8431板、pxi6509数字io板和存储器dataplug；

所述的工控机通过nipxi-pci8360板分别连接两块pxi8512板、pxi8431板、pxi6509数字io板，所述的两块pxi8512板通过can传输线连接cmu板，所述的pxi8431板连接cmu板，用于rs422串口通信，所述的pxi6509数字io板连接mlu板，用于模拟风扇信号，所述的pxi6509数字io板连接cmu板，用于模拟列车自动操控ato信号，所述的存储器dataplug分别连接mlu板和cmu板。

优选地，所述的下位机具有上传所有被测板卡内/外部定时器精度、flash文件系统tffs0/tffs1/tffs2读写、dataplug接口读写、eeprom接口读写、读取槽位地址和m-lvds高速串行总线测试结果的功能，并能够自动判断测试结果，通过调试网口送至上位机显示；

所述的下位机具有所有被测板卡百兆/千兆工作网口报文收发测试功能，能够将测试数据通过千兆交换机、网络负载板送至上位机，上位机接收到后再转发给下位机，由下位机进行自动判断是否丢包、误码，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示；

所述的下位机具有被测板卡cmu板rs422串口报文收发测试功能，能够将测试数据通过nipxi8431板送至上位机，上位机接收到后再转发给下位机，由下位机进行自动判断是否丢包、误码，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示；

所述的下位机具有被测板卡cmu板can口报文收发测试功能，能够将测试数据通过can传输线连接nipxi8512板送至上位机，上位机接收到后再转发给下位机，由下位机进行自动判断是否丢包、误码，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示；

所述的下位机具有所有被测板卡fpga/硬件/驱动/bsp版本号回读测试功能，将测试数据通过调试网口送至上位机，由上位机根据配置文件进行自动判断测试结果；

所述的下位机具有所有被测板卡序列号烧写与回读比对测试功能，将序列号烧写到板上，再将回读到的测试数据通过调试网口送至上位机，由上位机进行自动判断测试结果；

所述的下位机具有被测板卡mlu板ecc状态监测、usb接口读写、板卡5v/3.3v/1.8v/1.0v/1.1v/0.9v电源电压监控、rtc时钟、温度传感器、硬件时钟同步和nvram读写测试功能，能够自动判断测试结果，并通过调试网口送至上位机显示。

优选地，所述的上位机具有被测板卡cmu板列车自动操控ato接口测试功能、mlu板风扇接口测试功能，能够将脉冲测试信号通过nipxi6509数字io板送至下位机，由下位机进行自动判断频率是否符合要求，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示；

优选地，所述的上位机具有登录界面，通过输入有效的用户名、密码才可以使用本测试系统，登录成功的同时，直接调用tftp软件，并最小化，用于网络加载板卡下位机测试程序；

所述的上位机具有板卡选择功能，包括单项选择和多项选择，被选中的板卡并行进行测试，板卡上面的所有测试项目也并行进行测试，最多同时测试六块mlu板和两块cmu板。

优选地，所述的上位机具有板卡配置功能，包括工厂生产模式和进货检验模式；

所述的工厂生产模式具备的功能包括：用扫描枪扫描输入并配置板卡面板二维码中的序列号、扫描输入并配置板卡mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址；

所述的进货检验模式具备的功能包括：读取板卡序列号、读取板卡mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址；配置到板上的序列号要回读，并与扫描输入的序列号进行自动比对。

优选地，所述的上位机具有设置出厂模式功能，根据配置文件，将板卡的ip地址和启动行信息设置为出厂状态，并在nvram里边写一个32位的校核字。；

所述的上位机具有开始测试功能，发送测试开始命令，并接收下位机上传的测试数据，直到测试序列执行完毕，测试才会终止，所述的上位机支持输入测试人员姓名或工号，支持设置测试时长；测试过程中，界面实时显示计时和剩余时间信息。

优选地，所述的上位机具有实时查看所有被测板卡的每一个测试项测试详情的功能，包括测试项当前测试次数、错误次数、丢包次数、软件/硬件故障码和测试结果，测试结果为红色代表测试失败，绿色代表测试通过；所述的上位机具有查看板卡各种版本/部件号/序列号/名称、测试设定时长、测试执行时间和测试人员信息的功能；

所述的上位机具有测试报告自动保存功能，测试报告内容与实时查询界面一致，测试报告格式为网页版，测试报告的命名规则：板卡名称+序列号+测试时间+pass/fail。

优选地，所述的上位机具有板卡面板指示灯观察界面，所述的观察界面记录每个led灯位和数码管闪烁或者常亮的状态是否正确，最终将状态跟其他测试项整合到一个测试报告中；

所述的上位机在开始测试或者配置前，首先要进行握手，握手成功后，方可进行测试，握手超时，则退出本轮操作；所述的测试系统每5秒周期性检查板卡上报的数据以避免发生板卡死机，测试仍然通过的情况；

所述的测试系统稳定运行48小时以上；当测试系统出现短路或异常情况时，自动切断电源保护。

一种采用所述的cvc-200t硬件智能测试系统的方法，所述的上位机测试软件流程包括以下步骤：

步骤1、启动并登录上位机软件；

步骤2、根据板卡类型和数量，选择被测板卡，选择配置被测板卡，如果是工厂生产模式，需要扫描并配置板卡序列号、扫描并配置mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址；如果是进货检验模式，需要读取板卡序列号、读取板卡mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址；

步骤3、当板卡加载到测试程序后，板卡面板的数码管显示“mlu”或者“cmu”，上位机则可以开始测试，然后输入测试人员信息，设置测试时长；

步骤4、在测试开始后1分钟，观察板卡所有led和数码管的工作状态，并将观察结果记录到报告中；

步骤5、在测试过程中，实时查看所有被测板卡的各个测试项状态，上位机自动判断各个测试项状态，并且以清晰醒目的红色或者绿色标记测试结果，无论正常停止测试还是强制停止测试，测试结果都将自动保存到网页版报告中；

步骤6、测试结束，给被测板卡设置出厂模式，以便板卡应用于现场。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、该系统上位机测试程序基于ni的可视化编程软件labview，人机界面更加友好，方便操作；

2、下位机利用实验室实际使用的测试程序，降低了开发成本，二次开发周期更短；

3、采用模块化设计，系统可维护性强；

4、采用高性能设备，提高了系统可靠性；

5、自动化测试结果自动保存，测试点覆盖率更高，大大提高了测试效率和测试精度，缩短了产品化过程和产品上市时间。

附图说明

图1为本发明的测试系统结构示意图；

图2为本发明的上位机测试软件流程图；

图3为本发明的mlu板测试报告示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中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的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明一种cvc-200t硬件智能测试系统，包括cvc-200t板卡下位机测试程序、基于ni的可视化编程软件labview的上位机测试程序、被测板卡(包括主逻辑单元mlu板、通信管理单元cmu板)、辅助板卡(220vac电源配给单元edu-220板)、nipxi机箱及配套板卡、网络负载板、工控机、千兆交换机、显示器/键盘鼠标/扫描枪等。工控机通过与nipxi-pci8360板通信来控制ni机箱中的其他板卡，两块pxi8512板通过100米can传输线与cmu板连接，pxi8431板与cmu板连接进行rs422串口通信，pxi6509数字io板与mlu板连接模拟风扇信号，与cmu板连接模拟列车自动操控ato信号，dataplug(eeprom)与mlu和cmu板连接。工控机、千兆交换机、网络负载板、被测板卡mlu和cmu板依次连接，工控机上运行上位机软件，被测板卡上运行下位机软件。被测板卡通过调试网口与上位机软件进行通信，工控机和被测板卡mlu和cmu板通过交换机、网络负载板进行网络通信，上位机发送控制命令并接收被测板卡mlu和cmu板反馈的测试数据，自动判断测试结果。显示器、键盘鼠标、扫描枪与工控机连接，显示器和键盘鼠标可以进行人机交互，扫描枪可以录入被测板卡二维码和mac地址信息。

下位机具有上传所有被测板卡内/外部定时器精度、flash文件系统tffs0/tffs1/tffs2读写、dataplug接口读写、eeprom(小扣板flash上)接口读写、读取槽位地址、m-lvds高速串行总线测试结果的功能，能够自动判断测试结果，并通过调试网口送至上位机显示。

下位机具有所有被测板卡百兆/千兆工作网口报文收发测试功能，能够将测试数据通过千兆交换机、网络负载板送至上位机，上位机接收到后再转发给下位机，由下位机进行自动判断是否丢包、误码，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示。

下位机具有被测板卡cmu板rs422串口报文收发测试功能，能够将测试数据通过nipxi8431板送至上位机，上位机接收到后再转发给下位机，由下位机进行自动判断是否丢包、误码，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示。

下位机具有被测板卡cmu板can口报文收发测试功能，能够将测试数据通过100米can传输线连接nipxi8512板送至上位机，上位机接收到后再转发给下位机，由下位机进行自动判断是否丢包、误码，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示。

上位机具有被测板卡cmu板列车自动操控ato接口测试功能、mlu板风扇接口测试功能，能够将脉冲测试信号通过nipxi6509数字io板送至下位机，由下位机进行自动判断频率是否符合要求，最后将测试结果通过调试网口送至上位机显示。

下位机具有所有被测板卡fpga/硬件/驱动/bsp版本号回读测试功能，将测试数据通过调试网口送至上位机，由上位机根据配置文件进行自动判断测试结果。

下位机具有所有被测板卡序列号烧写与回读比对测试功能，将序列号烧写到板上，再将回读到的测试数据通过调试网口送至上位机，由上位机进行自动判断测试结果。

下位机具有被测板卡mlu板ecc状态监测、usb接口读写、板卡5v/3.3v/1.8v/1.0v/1.1v/0.9v电源电压监控、rtc时钟、温度传感器、硬件时钟同步、nvram读写测试功能，能够自动判断测试结果，并通过调试网口送至上位机显示。

上位机具有登录界面，通过输入有效的用户名、密码才可以使用本测试系统。登录成功的同时，直接调用tftp软件，并最小化，用于网络加载板卡下位机测试程序。

上位机具有板卡选择功能，可以单项选择和多项选择。被选中的板卡并行进行测试，板卡上面的所有测试项目也并行进行测试。最多一次可以测试六块mlu板、两块cmu板。

上位机具有板卡配置功能，分为工厂生产模式和进货检验模式。工厂生产模式具备如下功能：用扫描枪扫描输入并配置板卡面板二维码中的序列号、扫描输入并配置板卡mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址；进货检验模式具备如下功能：读取板卡序列号、读取板卡mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址。配置到板上的序列号要回读，与扫描输入的序列号进行自动比对。

上位机具有设置出厂模式功能，根据配置文件，将板卡的ip地址和启动行信息设置为出厂状态，并在nvram里边写一个32位的校核字。

上位机具有开始测试功能，发送测试开始命令，并接收下位机上传的测试数据，直到测试序列执行完毕，测试才会终止。支持输入测试人员姓名或工号，支持设置测试时长。测试过程中，界面实时显示计时和剩余时间信息。

上位机具有实时查看所有被测板卡的每一个测试项测试详情的功能，包括测试项当前测试次数、错误次数、丢包次数、软件/硬件故障码和测试结果，测试结果为红色代表测试失败(测试失败的情况：1.测试过程中产生故障码；2.任何一个测试项的测试次数为0)，绿色代表测试通过。还可以查看板卡各种版本/部件号/序列号/名称、测试设定时长、测试执行时间、测试人员等信息。

上位机具有测试报告自动保存功能，测试报告内容与实时查询界面一致，测试报告格式为网页版，测试报告的命名规则：板卡名称+序列号+测试时间+pass/fail。

上位机具有板卡面板指示灯观察界面，可以记录每个led灯位和数码管闪烁或者常亮的状态是否正确，最终将状态跟其他测试项整合到一个测试报告中。

上位机在开始测试或者配置前，首先要进行握手，握手成功后，方可进行测试，握手超时，则退出本轮操作。并且，为避免板卡死机，测试仍然通过的情况发生，系统每5秒周期性检查板卡上报的数据。

测试系统可以长时间安全、稳定运行48小时以上。测试系统如果出现短路或异常情况时，可自动切断电源保护。

具体实施例如下

如图1所示，工控机通过与nipxi-pci8360板通信来控制ni机箱中的其他板卡，两块pxi8512板通过100米can传输线与cmu板连接，pxi8431板与cmu板连接进行rs422串口通信，pxi6509数字io板与mlu板连接用于模拟风扇信号，与cmu板连接用于模拟列车自动操控ato信号，dataplug(eeprom)与mlu和cmu板连接。工控机、千兆交换机、模拟100米线长的百兆/千兆网络负载板、被测板卡mlu/cmu板依次连接，工控机上运行上位机软件，被测板卡上运行下位机软件。被测板卡通过调试网口与上位机软件进行通信，工控机和被测板卡mlu/cmu板通过交换机、网络负载板进行网络通信，上位机发送控制命令并接收被测板卡mlu/cmu板反馈的测试数据，自动判断测试结果。显示器、键盘鼠标、扫描枪与工控机连接，显示器和键盘鼠标可以进行人机交互，扫描枪可以录入被测板卡二维码和mac地址信息。

如图2所示，启动并登录上位机软件，根据板卡类型和数量，选择被测板卡，选择配置被测板卡，如果是工厂生产模式，需要扫描并配置板卡序列号、扫描并配置mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址；如果是进货检验模式，需要读取板卡序列号、读取板卡mac地址、配置rtc时钟时间、配置调试网口ip地址。当板卡加载到测试程序后，板卡面板的数码管显示“mlu”或者“cmu”，上位机则可以开始测试，然后输入测试人员信息，设置测试时长。在测试开始后1分钟，可以观察板卡所有led和数码管的工作状态，并将观察结果记录到报告中；在测试过程中，可以实时查看所有被测板卡的各个测试项状态，上位机自动判断各个测试项状态，并且以清晰醒目的红色或者绿色标记测试结果。无论正常停止测试还是强制停止测试，测试结果都将自动保存到网页版报告中。最后可以给板卡设置出厂模式，以便板卡应用于现场。

如图3所示，mlu板的所有测试项同时并行测试，测试项包括

1.eeprom；2.dataplug；3.nvram；4.tffs0；5.tffs1；6.tffs2；7.usb0；8.usb1；9.timer0；10.timer1；11.timer2；12.timer3；13.synctimer；14.rtc；15.电压传感器；16.温度传感器；17.net1；18.net2；19.net3；20.m-lvds0；21.m-lvds1；22.风扇0；23.风扇1；24.act/linkled；25.数码管。

如果mlu和cmu的面板数码管显示对应的板卡名称，表示板卡下位机程序加载成功，当面板上的linkled常亮，actled常闪，表示板卡网络通信正常。通过上位机的指示灯观察界面，可以自动将led和数码管状态记录到测试报告中。

对于eeprom、dataplug、nvram测试，下位机每5秒擦除所有扇区地址的数据，然后写入测试数据，并读出数据检查是否与写入的数据一致，读写一致表示测试通过，否则测试不通过，下位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

对于tffs0/tffs1/tffs2/usb0/usb1测试，下位机向文件系统tffs0/tffs1/tffs2/usb0/usb1写入文件，并读出文件进行bcc校验(异或校验)，校验通过表示测试通过，否则测试不通过，下位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

对于定时器精度测试，内部定时器和外部定时器通过定时中断互相校验定时准确性，相对误差小于等于定时时间间隔的五十分之一表示测试通过，否则测试不通过，下位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

对于同步时钟测试，相邻槽道的两块板卡互连做时钟同步测试，同步时钟为2ms中断周期的计数器值，连续两次中断之间的计数器差值应为1000，误差范围为[-5,+5]，在范围内表示测试通过，否则测试不通过，下位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

对于电源电压监控测试，下位机监测电源电压5v/3.3v/1.8v/1.0v/1.1v/0.9v，当电压为过压或欠压(超出电压±5％的偏差范围)的时候，下位机会以逻辑中断的方式通知上位机。

对于温度传感器测试，下位机将读取到的板卡温度传给上位机，上位机对温度值进行自动判断，阈值上下限范围以经验值为依据进行定义，并记录在配置文件中。

对于千兆网络测试，要求数据包长度512字节，每秒发送20kb情况下，不丢包、不误码，表示测试通过，否则测试不通过，下位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

对于m-lvds0/m-lvds1总线测试，相邻槽道的两块板卡互发总线数据和控制信号，当有丢包/误码，表示测试不通过，否则测试通过，下位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

对于fpga/bsp/驱动/硬件版本号测试，下位机读取版本号信息，与配置文件中的预期版本一致，表示测试通过，否则测试不通过，上位机自动判断测试结果然后将结果传给上位机记录。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。