一种基于x86主板自测试模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种基于X86主板自测试模型，该模型主要包括CPU、北桥、显示模块、参数采集模块、历史数据存储模块、南桥、FLASH、门阵和可连超级终端，其特征在于：所述CPU依次与北桥、南桥和FLASH电连接，同时CPU、北桥和南桥分别与参数采集模块电连接。该模型通过软硬件技术在X86架构主板模块中内置一种综合BIST功能模型，使主板在测试及客户使用中无需外加复杂的测试仪器便能进行自我诊断测试，可以自动诊断故障并智能报告目前主板硬件的工作状态。
【专利说明】一种基于X86主板自测试模型
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种主板自测试模型，具体是一种基于X86主板自测试模型，SPX86主板通过软硬件技术相结合实现内建自测试(built-1nself test,以下简称BIST)系统功能的电路1?型。
【背景技术】
[0002]所谓BIST是指设计时在电路中植入用于提供自我测试功能相关功能电路的技术，以此降低器件测试对自动测试设备(ATE)的依赖程度。BIST是一种DFT (Design forTestability)技术，它可以应用于几乎所有电路，因此在半导体工业被广泛应用。采用BIST技术的优点在于:1、降低测试成本；2、提高错误覆盖率；3、缩短测试所需时间；4、方便客户服务；5、具备独立测试的能力。采用BIST技术可提高产品可测试性进而提高可维修性、易用性、可用性、保障性和可靠性，同时可以实现故障快速定位。
[0003]所谓X86架构指的是特定微处理器执行的一些计算机语言指令集，定义了芯片的基本使用规则，一如今天的X64、IA64等。X86是一个intel通用计算机系列的标准编号缩写，也标识一套通用的计算机指令集合，X86与处理器没有任何关系，它是一个对所有X86系统的简单的通配符定义，例如:i386, ?586,奔腾(pentium)等。由于早期intel的CPU编号都是如8086，80286来编号，由于这整个系列的CPU都用的同一种CPU架构且都是指令兼容的，所以都用X86来标识所使用的指令集合。如今的奔腾，P2，P4，赛扬系列，酷睿双核，多核CPU都是支持X86指令系统的，所以都属于X86家族。目前基于X86架构主板成熟的BIST模型实现方法没有好的方案。现有测试方法都是基于外扩的检测设备对X86主板进行故障判断，传统方法对X86架构主板没有全面的检测能力。系统开机工作过程中，导致故障的因素是很多的，传统检测方法不能快速直观的告诉客户或维修人员故障发生在何处，非专业人员更没有办法快速定位故障，快速排除故障便无从谈起了。
实用新型内容
[0004]针对目前X86架构主板可测试性、可维修性、易用性、可用性、保障性和可靠性所遇到的问题，本实用新型要解决的技术问题是:提供一种基于X86主板自测试模型。该模型通过软硬件技术在X86架构主板模块中内置一种综合BIST功能模型，使主板在测试及客户使用中无需外加复杂的测试仪器便能进行自我诊断测试，可以自动诊断故障并智能报告目前主板硬件的工作状态。
[0005]本实用新型解决所述技术问题的技术方案是:设计一种基于X86主板自测试模型。该模型主要包括CPU、北桥、显示模块、参数采集模块、历史数据存储模块、南桥、FLASH、门阵和可连超级终端，其特征在于:所述CPU依次与北桥、南桥和FLASH电连接，同时CPU、北桥和南桥分别与参数采集模块电连接。
[0006]所述门阵主要包括自检信息采集存储控制模块、内部采集接口模块、通信模块、串口控制器模块、异常状态故障侦测识别模块和串行总线切换模块；其中，所述自检信息采集存储控制模块与门阵外的显示模块和南桥电连接；所述内部采集接口模块与门阵外的参数采集模块电连接；所述通信模块和串行总线切换模块分别与门阵外的历史数据存储模块电连接，所述串行总线切换模块还与南桥和FLASH的连接线电连接；所述串口控制器模块分别与异常状态故障侦测识别模块和门阵外的可连超级终端电连接。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0008]1、人性化:客户能随时了解X86主板的硬件状态及通过访问历史数据了解板卡的历史状态，模型能随时全面智能的诊断板卡的要害关键功能是否正常，减少操作人员的劳动强度，板卡出现任何硬件问题，不需要客户或非专业人员搭建维修环境和使用专用维修工具也能快速定位故障，在模型的提示和帮助下能更快速修复硬件故障。
[0009]2、简单实用快捷:不需要额外的维修工具来诊断显示POST CODE(主机板上电自检代码)即可快速诊断和定位板卡的故障，减小量产成品的维护成本。
[0010]3、使用方便:设计产品时，把显示模块的显示装置和可连至超级终端的串行口连到主板所在计算机系统的外壳上，这样不需拆开计算机系统的外壳即可快速自动诊断指示和定位板卡故障(当主板出现故障时)，大幅提升使用上的便利性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型基于X86主板自测试模型的一种实施例的组成结构和工作原理框图。
[0012]图2是本实用新型基于X86主板自测试模型的一种实施例的工作流程框图。【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及具体实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]本实用新型设计的基于X86主板自测试模型(参见图1 )，包括CPUOl、北桥02、显示模块03、参数采集模块04、历史数据存储模块05、南桥06、FLASH07、门阵08和可连超级终端(用于异常不开机时)09，其特征在于:所述CPUOl依次与北桥02、南桥06、FLASH07电连接，同时CPUO1、南桥06和北桥02分别与所述参数采集模块04电连接；
[0015]所述门阵08通过串行总线和X86主板的南桥06连接，并通过多路分线分别与显示模块03、参数采集模块04和历史数据存储模块05相连；所述门阵08还提供I路串行接口，连接到可连超级终端(用于异常不开机时)09上，用于X86主板不开机且显示模块03没有显示测试码需要维修主板的情况下，此时可以通过超级终端直观显示出主板故障所在位置；
[0016]所述门阵08选用的是FPGA芯片，主要包括自检信息采集存储控制模块81、内部采集接口模块82、通信模块83、串口控制器模块84、异常状态故障侦测识别模块85和串行总线切换模块86 ;其中，所述自检信息采集存储控制模块81与门阵外的显示模块03和南桥06电连接；所述内部采集接口模块82与门阵外的参数采集模块04电连接；所述通信模块83和串行总线切换模块86分别与门阵外的历史数据存储模块05电连接，所述串行总线切换模块86还与南桥06和FLASH07的连接线电连接；所述串口控制器模块84分别与异常状态故障侦测识别模块85和门阵外的可连超级终端(用于异常不开机时)09提供的连接器电连接；所述门阵08内不同模块互相配合收集且存储X86主板的测试码，如CPU温度、环境温度、电压和POST CODE (主机板上电自检代码)等硬件信息。
[0017]所述CPUOl选用的是INTEL公司的处理器，其与南桥06、北桥02配合起来运行自测试程序。
[0018]所述北桥02、南桥06均选用的INTEL公司X86套片。
[0019]所述显示模块03选用的是LED点阵显示器，主要用于实时显示测试码。
[0020]所述参数采集模块04主要用于接收门阵的命令，收集CPUOl温度、南桥06和北桥02的环境温度，主板的电压等硬件信息。
[0021]所述历史数据存储模块05内部可分为两个部分电路，第一部分电路主要用于存储从参数采集模块04收集的硬件信息，以备客户想查看主板工作状态时，随时通过管理程序下达提取命令查看。第二部分电路存放着主板可正常开机时FLASH07中内容的镜像，目的为了自动纠正由于客户操作失误，损坏了 FLASH07中的数据导致主板不开机的错误，遇到这种情况，传统方法是需要拆卸FLASH07芯片，重新编程后再焊接到主板上，此种方法，会导致维修成本高，效率低。而本实用新型可自动解决此种情况下遇到的问题，保证主板正常开机。
[0022]所述FLASH07，用来存放X86主板自测试程序的代码；X86主板加电时，主板运行FLASH07中存放的自测试程序对主板进行自测试诊断，硬件电路正常后负责开机。
[0023]所述自检信息采集存储控制模块81主要负责实时收集X86主板运行自测试程序输出的测试码，将测试码实时存储起来，以备管理程序查看。同时把测试码输出到显示模块03，方便使用者了解主板的状态。
[0024]所述内部采集接口模块82主要接收来自管理程序的采集命令，然后把收集到的(PU温度、南桥和北桥的环境温度及主板的电压等硬件信息通过门阵传到X86主板上。由管理程序负责处理这些数据或由管理程序下达命令将这些信息通过门阵存储到历史数据存储模块05的第一部分电路中，以备需要时再调出来使用。
[0025]所述通信模块83主要负责实时接收管理程序下达的存储命令，并把硬件信息存储到历史数据存储模块05的第一部分电路中；实时接收管理程序下达的提取命令，并从历史数据存储模块05中将已存储好的历史硬件信息调出，供客户了解主板硬件的历史状态。
[0026]所述可连超级终端(用于异常不开机时)09用于主板发生最严重的故障如核心电源或芯片被损坏时导致的不开机情况，此时不能通过本主板获取异常状态故障码排故了，只需在可连超级终端(用于异常不开机时)09处通过电缆连接上超级终端，然后通过超级终端下达读取异常状态故障码内容的命令，直观显示接收到的异常状态故障码，根据此故障码内容的提示可以迅速定位和排除故障。如果主板可以正常开机工作，一般不需要使用超级终端。
[0027]所述串口控制器模块84主要用来接收外部超级终端下达的读取异常状态故障码内容的命令，通过串口控制器模块84传达到异常状态故障侦测识别模块85，异常状态故障侦测识别模块85识别为正确的命令后会自动把异常状态故障码由并行转成串行数据通过串口控制器模块84发送给外部超级终端；所述串口控制器模块84的一端与门阵08内部的异常状态故障侦测识别模块85相连，另一端又通过门阵08的管腿提供I路串行接口，连接到可连超级终端(用于异常不开机时)09提供的连接器上。
[0028]所述异常状态故障侦测识别模块85主要负责每次启动X86主板过程中对硬件基础状态信息收集一遍，形成异常状态故障码，即对不开机的故障也能提供独立故障识别。当X86主板不能开机时，维修人员无需使用外部测试设备如示波器或万用表，只要通过外部超级终端获取到异常状态故障码，根据异常状态故障码内容的提示很快能定位到准确的故障位置，进而采取相应措施排除故障。
[0029]本实用新型所述基于X86主板自测试模型其工作过程:给X86主板供电，门阵得电后先自动加载代码完成自身初始化后会输出门阵工作正常信号，如果门阵工作正常信号不正常则X86主板的内部电源电路均无输出，即必须门阵内部电路首先工作正常本实用新型模型才能发挥作用(默认本实用新型模型功能正常)。此信号会激活X86主板的上电时序电路,主板会从FLASH07中调出自测试程序的代码并运行主板上电自检程序，此时门阵内自检信息采集存储控制模块81和显示模块03配合会显示测试码且自动将每一个当前已显示的测试码按顺序保存到历史数据存储模块05的第一部分电路中，等主板开机后随时供上层软件程序调用。如果本实用新型模型功能正常但显示模块03没有显示出测试码，则说明X86主板的关键硬件电路出现异常。客户或维修人员可通过可连超级终端(用于异常不开机时)09提供的连接器连接到超级终端并下达读取异常状态故障码内容的命令，在串口控制器模块84和异常状态故障侦测识别模块85的协调控制下，从超级终端显示屏上接收到异常状态故障码，根据此故障码内容的提示迅速定位和排除故障。异常状态故障码的内容可反应出主板的故障究竟发生在哪个位置，可快速准确定位故障，一般情况下可省去用示波器和万用表等工具。
[0030]如果显示测试码完毕且X86主板正常开机后，客户可通过运行应用软件程序在门阵内借助自检信息采集存储控制模块81、内部采集接口模块82、参数采集模块04、历史数据存储模块05和通信模块83硬件电路的协调配合下获取或存储此主板的硬件信息例如:CPU实时工作温度、环境温度、CPU核电电压及主板关键电压(不同芯片组电压级别不同)和自检信息测试码。如果显示测试码未全部显示完毕即X86主板未正常开机，会有两种可能:一种可能是由于人为原因致使FLASH07中的关键代码被破坏，结果会导致X86主板不能开机；这种情况下门阵中的串行总线切换模块86会自动识别出这种情况，并禁止主板上的FLASH07同时切换到存放着正确镜像内容的位于历史数据存储模块05中的FLASH上，重新给主板上电复位可恢复主板开机；另一种可能是X86主板不能开机不是由于人为原因破坏了 FLASH07中的关键代码导致，即FLAH07中的关键代码没被破坏是正常的，此种情况下的X86主板不能开机可根据显示模块03显示的测试码的提示快速故障定位，根据故障定位排除故障，让主板恢复开机进入正常工作状态。
[0031]以上实施例仅是对本实用新型基于X86主板自测试模型的具体应用例子，并不限制本申请权利要求。凡是在本申请权利要求技术方案的精神和原则之内进行的任何修改、等同替换和非本质改进等，均在本实用新型的申请权利要求保护范围之内。
[0032]本实用新型未述及之处适用于现有技术。
【权利要求】
1.一种基于X86主板自测试模型，该模型主要包括CPU、北桥、显示模块、参数采集模块、历史数据存储模块、南桥、FLASH、门阵和可连超级终端，其特征在于:所述CPU依次与北桥、南桥和FLASH电连接，同时CPU、北桥和南桥分别与参数采集模块电连接； 所述门阵主要包括自检信息采集存储控制模块、内部采集接口模块、通信模块、串口控制器模块、异常状态故障侦测识别模块和串行总线切换模块；其中，所述自检信息采集存储控制模块与门阵外的显示模块和南桥电连接；所述内部采集接口模块与门阵外的参数采集模块电连接；所述通信模块和串行总线切换模块分别与门阵外的历史数据存储模块电连接，所述串行总线切换模块还与南桥和FLASH的连接线电连接；所述串口控制器模块分别与异常状态故障侦测识别模块和门阵外的可连超级终端电连接。
2.根据权利要求1所述的基于X86主板自测试模型，其特征在于:所述显示模块选用LED点阵显示器。
【文档编号】G06F11/22GK203733108SQ201420101584
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】张德新 申请人:天津市英贝特航天科技有限公司