一种USB链路的信号完整性测试设备、系统及方法与流程

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种USB链路的信号完整性测试设备、系统及方法。

背景技术：

USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是一个外部总线标准，用于实现计算机与外部设备的连接和通讯。随着计算机技术的快速发展，数据的传输速率越来越高，目前USB链路的传输速率已经达到5Gbps，因此在USB链路上的信号完整性问题也随之增大。

目前，可以通过示波器来测试USB链路的信号完整性，该测试方式是将示波器的测试探头连接到USB链路的待测试端，并将数据输入到USB链路上进行传输，在传输到待测试端时，示波器可以根据探测到的数据形成相应波形，用户通过观察示波器中的波形来确定信号是否完整。

由于现有技术中需要人为观察的方式来确定信号的完整性，因此，准确度较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试设备、系统及方法，以提高信号完整性测试的准确度。

第一方面，本发明一个实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试设备，所述USB链路包括：USB控制器、以及与所述USB控制器分别连接的第一端口和第二端口；所述测试设备包括：码型发生器和码型检测器；

所述码型发生器与所述第一端口连接，所述码型检测器与所述第二端口连接；

所述码型发生器，用于生成设定码型的标准编码，通过所述第一端口向所述USB控制器发送所述标准编码，以使所述USB控制器通过所述第二端口输出参考编码；

所述码型检测器，用于根据所述USB控制器当前设置的工作模式，以及根据所述工作模式确定所述第二端口所需输出的测试编码，并接收所述第二端口输出的所述参考编码，并对所述参考编码和所述测试编码进行对比，根据对比结果确定所述USB链路的信号完整性。

优选地，所述码型检测器，具体用于在确定所述工作模式包括Loopback模式时，确定所述测试编码包括所述标准编码。

优选地，所述设定码型包括：二进制、八进制、十进制和十六进制中的一种。

优选地，所述第一端口包括：接收RX端口或发送TX端口；

所述第二端口包括：TX端口或RX端口。

第二方面，本发明另一个实施例还提供了一种USB链路的信号完整性测试系统，包括：上述任一实施例所述的测试设备和USB链路，其中，

所述USB链路包括：USB控制器、以及与所述USB控制器分别连接的第一端口和第二端口；

所述USB链路，用于设置所述USB控制器的工作模式；以及从所述第一端口接收所述测试设备发送的标准编码，并根据所述工作模式和所述标准编码从所述第二端口输出参考编码至所述测试设备。

优选地，所述USB链路，具体用于在设置所述USB控制器的工作模式包括Loopback模式时，将未经处理的编码作为所述参考编码从所述第二端口输出至所述测试设备。

优选地，所述USB控制器包括：USB2.0控制器或USB3.0控制器。

第三方面，本发明又一个实施例还提供了一种USB链路的信号完整性测试方法，该方法包括：

将测试设备中的码型发生器与所述USB链路中的第一端口连接，将所述测试设备中的码型检测器与所述USB链路中的第二端口连接；

对所述USB链路中的USB控制器的工作模式进行设置；

利用所述码型发生器生成设定码型的标准编码，通过所述第一端口向所述USB控制器发送所述标准编码；

利用所述USB控制器根据设置的所述工作模式和所述标准编码，从所述第二端口输出参考编码至所述码型检测器；

利用所述码型检测器确定所述USB控制器当前设置的所述工作模式，并根据所述工作模式确定所述第二端口所需输出的测试编码，并接收所述第二端口输出的所述参考编码；并对所述参考编码和所述测试编码进行对比，根据对比结果确定所述USB链路的信号完整性。

优选地，所述工作模式包括：Loopback模式；

所述确定所述USB控制器当前设置的所述工作模式，并根据所述工作模式确定所述第二端口所需输出的测试编码，包括：在确定所述USB控制器当前设置的所述工作模式包括Loopback模式时，确定所述第二端口所需输出的测试编码包括所述标准编码。

优选地，所述对所述参考编码和所述测试编码进行对比，根据对比结果确定所述USB链路的信号完整性，包括：

对比所述参考编码是否和所述测试编码一致；若对比结果中包括所述参考编码和所述测试编码一致，则确定所述USB链路的信号完整；若对比结果中包括所述参考编码和所述测试编码不一致，则确定所述USB链路的信号不完整。

本发明实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试设备、系统及方法，通过将测试设备中的码型发生器与待测试的USB链路中的第一端口连接，将测试设备中的码型检测器与待测试的USB链路中的第二端口连接；由码型发生器生成设定码型的标准编码并发送到与第一端口连接的USB控制器，由于USB控制器设置的工作模式不同，那么会针对输入的标准编码从第二端口输出不同的参考编码，由于在USB链路正常的情况下，可以根据USB控制器设置的工作模式和输入的标准编码预测出输出的测试编码，因此，利用码型检测器对参考编码和测试编码进行对比，从而可以根据对比结果确定出USB链路的信号完整性，本方案相对于现有技术中人为观察的方式，大大提高了信号完整性测试的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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是本发明一个实施例提供的一种USB链路的信号完整性测试设备的结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的一种USB控制器在Loopback模式下工作的示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种USB链路的信号完整性测试系统的结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的一种USB链路的信号完整性测试方法的流程图；

图5是本发明一个实施例提供的另一种USB链路的信号完整性测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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的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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试设备，该USB链路的信号完整性测试设备，包括：码型发生器101和码型检测器102；其中，

所述USB链路包括：USB控制器、以及与所述USB控制器分别连接的第一端口和第二端口；

所述码型发生器与所述第一端口连接，所述码型检测器与所述第二端口连接；

所述码型发生器，用于生成设定码型的标准编码，通过所述第一端口向所述USB控制器发送所述标准编码，以使所述USB控制器通过所述第二端口输出参考编码；

所述码型检测器，用于根据所述USB控制器当前设置的工作模式，以及根据所述工作模式确定所述第二端口所需输出的测试编码，并接收所述第二端口输出的所述参考编码，并对所述参考编码和所述测试编码进行对比，根据对比结果确定所述USB链路的信号完整性。

可见，根据本发明提供的上述实施例，通过将测试设备中的码型发生器与待测试的USB链路中的第一端口连接，将测试设备中的码型检测器与待测试的USB链路中的第二端口连接；由码型发生器生成设定码型的标准编码并发送到与第一端口连接的USB控制器，由于USB控制器设置的工作模式不同，那么会针对输入的标准编码从第二端口输出不同的参考编码，由于在USB链路正常的情况下，可以根据USB控制器设置的工作模式和输入的标准编码预测出输出的测试编码，因此，利用码型检测器对参考编码和测试编码进行对比，从而可以根据对比结果确定出USB链路的信号完整性，本方案相对于现有技术中人为观察的方式，大大提高了信号完整性测试的准确度。

在本发明一个实施例中，为了实现标准编码能够从码型发生器中传输到USB链路，以及再从USB链路中传输回码型检测器，该设定码型可以包括：二进制、八进制、十进制和十六进制中的一种。

由于在数据链路的传输过程中，二进制运算规则简单，因此，本实施例以码型发生器生成二进制的标准编码为例进行说明。

在本发明一个实施例中，还可以对标准编码的长度进行设置，其中，该标准编码的长度可以由测试人员设置，也可以由码型发生器随机生成。例如，测试人员可以设置该标准编码的长度为7位。

在本发明一个实施例中，在确定了标准编码的设定码型以及标准编码的长度之后，还可以对标准编码的内容进行设置。为了测试过程的简便，测试人员可以直接设置码型发生器生成固定的标准编码，以保证每一次利用该测试设备对不同的USB链路进行测试时，均可以使码型发生器生成该固定的标准编码发送给USB链路的第一端口。例如，该固定的标准编码为0110101。

需要说明的，由于码型检测器需要根据码型发生器生成的标准编码，以及根据USB控制器的工作模式，进行码型检测，因此，码型发生器在生成标准编码之后，需要将生成的该标准编码发送给码型检测器，且码型发生器生成的标准编码需能够被码型检测器识别。

在本发明一个实施例中，由于在USB控制器设置的工作模式不同时，针对输入的标准编码实际所输出的参考编码也不同，因此，所述码型检测器在对输出的参考编码进行检测时，需要根据USB控制器设置的工作模式预测出在USB链路正常的情况下，USB链路的第二端口输出的测试编码，通过对比该测试编码和参考编码，确定USB链路的信号完整性。

其中，USB控制器的工作模式至少可以包括以下两种：

1、Loopback模式；

2、正常模式。

下面分别针对上述每一种工作模式，对码型检测器的工作原理进行详细说明。

针对上述工作模式1：

USB控制器的Loopback模式是指：USB链路一端所接收的数据经过USB控制器时，USB控制器不经过处理直接环回到USB链路另一端输出。

例如，在Loopback模式下，USB链路的第一端口接收码型发生器生成的标准编码是0110101，在该工作模式下编码经过USB控制器时不经过处理直接环回到USB链路的第二端口输出参考编码至码型检测器。码型检测器在对输出的参考编码进行检测时，USB控制器在Loopback模式预测出在USB链路正常的情况下，USB链路的第二端口输出的测试编码是0110101。若码型检测器接收的参考编码也是0110101，则USB链路的信号完整；若码型检测器接收的参考编码不是0110101，则USB链路的信号不完整。例如：码型检测器接收到参考编码可以是0101101、1010110等，均与测试编码不同，表征USB链路的信号不完整。

在USB控制器Loopback模式下，数据经过USB控制器时不经过处理，直接由第一端口环回到第二端口输出，可排除因USB控制器故障造成的影响。

针对上述工作模式2：

USB控制器的正常模式是指：USB链路一端所接收的数据经过USB控制器时经过一系列处理后再经USB链路另一端输出。

其中，对于USB控制器的正常模式所进行的处理过程是已知的，码型检测器可以根据该正常模式以及输入的标准编码，预测到输出的测试编码是怎样的，从而可以实现测试编码与参考编码的检测。

例如，该正常模式对应的处理过程是将输入的标准编码进行反转，码型发生器生成的标准编码为0110101，该标准编码输入到USB链路的第一端口，在USB控制器正常模式下，USB控制器将标准编码进行反转处理，生成参考编码从USB链路的第二端口输出，码型检测器接收到该参考编码。码型检测器可以根据USB控制器的正常模式以及标准编码，可以预测出若USB链路正常情况下，USB链路的第二端口输出的测试编码应该是1001010。若码型检测器接收的参考编码是1001010，则USB链路的信号完整；若码型检测器接收的参考编码不是1001010，则USB链路的信号不完整。

在USB控制器正常模式下，只需要码型发生器生成编码，并通过对比码型检测器预测USB链路输出的测试编码和接收的参考编码就可以判断出USB链路信号的完整性，不仅方便快捷，并且不会对USB链路造成破坏。

在本发明一个实施例中，USB链路包括的两个端口一般为RX(接收)端口和TX(发送)端口，正常情况下，数据从TX端口输入到USB链路，从RX端口输出，为了测试USB链路的信号完整性，该USB链路的第一端口和第二端口分别存在如下两种情况：

第一种情况：第一端口是RX端口，则第二端口是TX端口。

此时，USB链路与测试设备的连接方式为：码型发生器与USB链路中的RX端口连接，码型检测器与所述USB链路中的TX端口连接。这种情况是检测USB链路中RX端链路的信号完整性。

第二种情况：第一端口是TX端口，则第二端口是RX端口。

此时，USB链路与测试设备的连接方式为：码型发生器与USB链路中的TX端口连接，码型检测器与所述USB链路中的RX端口连接。这种情况是检测USB链路中TX端链路的信号完整性。

如图3所示，本发明实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试系统，该系统包括：上述任一所述的测试设备和USB链路，其中，

所述USB链路包括：USB控制器301、以及与所述USB控制器分别连接的第一端口302和第二端口303；

所述USB链路，用于设置所述USB控制器的工作模式；以及从所述第一端口接收所述测试设备发送的标准编码，并根据所述工作模式和所述标准编码从所述第二端口输出参考编码至所述测试设备。

在本发明一个实施例中，由于在USB链路中，USB控制器设置的工作模式不同时，针对输入的标准编码实际所输出的参考编码也不同。

其中，该USB控制器的工作模式至少可以包括如下两种：

1、1、Loopback模式；

2、正常模式。

对于上述两种工作模式，码型检测器的工作原理与上述实施例相同，在此本实施例不作赘述。

在本发明一个实施例中，为了实现码型检测器对USB链路的信号完整性进行检测，USB链路中包括的USB控制器需要能够设置相应的工作模式，因此，对于USB控制器至少可以包括：USB2.0控制器或USB3.0控制器。

如图4所示，本发明实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤401：将测试设备中的码型发生器与所述USB链路中的第一端口连接；将所述测试设备中的码型检测器与所述USB链路中的第二端口连接。

步骤402：对所述USB链路中的USB控制器的工作模式进行设置。

步骤403：利用所述码型发生器生成设定码型的标准编码，通过所述第一端口向所述USB控制器发送所述标准编码。

步骤404：利用所述USB控制器根据设置的所述工作模式和所述标准编码，从所述第二端口输出参考编码至所述码型检测器。

步骤405：利用所述码型检测器确定所述USB控制器当前设置的所述工作模式，并根据所述工作模式确定所述第二端口所需输出的测试编码，并接收所述第二端口输出的所述参考编码；并对所述参考编码和所述测试编码进行对比，根据对比结果确定所述USB链路的信号完整性。

在本发明一个实施例中，由于在USB链路中，USB控制器设置的工作模式不同时，针对不同的工作模式USB链路第二端口所需输出的测试编码也不同。

其中，该USB控制器的工作模式至少可以包括如下两种：

1、1、Loopback模式；

2、正常模式。

对于上述两种工作模式，码型检测器的工作原理与上述实施例相同，在此本实施例不作赘述。

下面以USB控制器的工作模式为Loopback模式，以及第一端口为RX端口，第二端口为TX端口为例，对本发明实施例的USB链路的信号完整性测试方法进行详细说明。

如图5所示，本发明一个实施例提供了一种USB链路的信号完整性测试方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤501：将测试设备中的码型发生器与USB链路中的RX端口连接。

步骤502：将所述测试设备中的码型检测器与所述USB链路中的TX端口连接。

步骤503：对所述USB链路中的USB控制器设置为Loopback模式。

在本实施例中，将USB控制器设置为Loopback模式，在该工作模式下，USB链路的RX端口接收到的编码不经过处理将直接环回到USB链路的TX端口输出参考编码至码型检测器。此步骤保证了标准编码经过RX链路后生成的参考编码不会发生改变。

步骤504：利用所述码型发生器生成设定码型的标准编码，通过所述RX端口向所述USB控制器发送所述标准编码。

在该步骤中，设定码型发生器生成的标准编码为二进制的编码0110101。

步骤505：利用所述USB控制器根据设置的所述工作模式和所述标准编码，从所述第二端口输出参考编码至所述码型检测器。

步骤506：利用所述码型检测器确定所述USB控制器当前设置的所述工作模式，并根据所述工作模式确定所述第二端口所需输出的测试编码，并接收所述第二端口输出的所述参考编码。

步骤507：对所述参考编码和所述测试编码进行对比，若对比结果中包括所述参考编码和所述测试编码一致，执行步骤508；若对比结果中包括所述参考编码和所述测试编码不一致，执行步骤509。

步骤508：确定所述USB链路的信号完整，并结束当前流程。

步骤509：确定所述USB链路的信号不完整，对USB链路进行更改或优化后执行步骤501。

在本实施例中，码型发生器生成的标准编码为0110101，因为USB控制器的工作模式为Loopback模式，所以码型检测器预测的测试编码为0110101。因此，若码型检测器输出的参考编码是0110101，则USB链路的信号完整；若码型检测器输出的参考编码不是0110101，则USB链路的信号不完整，需要对USB链路进行更改或优化。

根据上述方案，本发明的各实施例，至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，通过将测试设备中的码型发生器与待测试的USB链路中的第一端口连接，将测试设备中的码型检测器与待测试的USB链路中的第二端口连接；由码型发生器生成设定码型的标准编码并发送到与第一端口连接的USB控制器，由于USB控制器设置的工作模式不同，那么会针对输入的标准编码从第二端口输出不同的参考编码，由于在USB链路正常的情况下，可以根据USB控制器设置的工作模式和输入的标准编码预测出输出的测试编码，因此，利用码型检测器对参考编码和测试编码进行对比，从而可以根据对比结果确定出USB链路的信号完整性，本方案相对于现有技术中人为观察的方式，大大提高了信号完整性测试的准确度。

2、在本发明实施例中，采用将USB链路中USB控制器的工作模式设置为Loopback模式，使USB链路的第一端口接收到的编码不经过处理直接环回到USB链路的第二端口输出参考编码至码型检测器，可以直接与标准编码进行对比，不会造成人为误差，能够简便有效的得到USB链路传输信号的完整性。

3、在本发明实施例中，可以采用二进制、八进制、十进制或十六进制码型的编码进行测试，由于这些码型的编码在传输过程中更加简单，且可以被设备识别，因此，提高了测试设备的检测效率。

4、在本发明实施例中，可以对USB2.0、USB3.0等各类型的USB链路进行测试，并且对USB链路的RX端和TX端均可以测试，具有广泛的适用范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。