PCI总线测试板卡的制作方法

本实用新型涉及计算机板卡领域，尤其涉及一种PCI总线测试板卡。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

目前，现有技术中主要采用如下两种方式对PCI总线设备(例如，计算机PCI主板)进行测试：

第一种方式，采用标准的PCI诊断卡。其原理是利用主板中BIOS内部自检程序的检测结果，通过代码一一显示出来，结合代码含义速查表就能很快地知道电脑故障所在。例如，在计算机开机过程中，PCI诊断卡从PCI总线上检测信号，如果计算机在BIOS初始化过程中，出现了故障，那么PCI诊断卡会给出对应的故障信息。根据对应的故障代码，查询计算机给出的故障说明书，就可以定位故障点，然后再进行故障排查。

这种方式的缺点是：只能在计算机开机过程中检测计算机的基本信息以及PCI总线上的数据，不能在计算机读写PCI总线的过程中检测PCI总线数据和信号。另外，由于PCI诊断卡的主要功能是检测计算机BIOS初始化过程，而不是针对PCI总线专门设计的检测设备，只能检测PCI总线上是否存在冲突，是否能够正常分配地址空间、数据空间、中断共享分配等资源，无法针对PCI总线上的读写冲突、信号时序、逻辑状态进行详细判断。

第二种方式，采用计算机来测试PCI总线设备，通过软件编程的方式，对计算机主板上的模块PCI设备进行读写测试操作，在测试过程中检查PCI总线反馈的数据，如果发生数据异常，就让另一块PCI卡的数字量输出变为高电平。在计算机外部接入一台多通道快速示波器，检测对应的数字输出信号，通过捕捉数字量输出信号的上升沿，来定位故障发生的时刻，再通过软件检测的其他信息，一起来分析PCI总线故障情况。

这种方式的缺点是：只能测试PCI总线的数据读取是否正确，无法判断PCI总线上的时序信号、逻辑信号是否正常。由于PCI总线的读写数据是一个连续的信号交互过程，每一步信号交互都有可能出错，从而导致最终读取到的数据是异常的，因此这种方式只能检测到最后的结果，而无法检测和定位PCI总线信号交互过程中出现的故障。另外，由于当前计算机操作系统的原因，计算机软件程序在执行过程中可能会被其他软件中断，从而导致PCI测试程序无法在发生故障的时刻，马上输出数字量信号给示波器，也就无法及时捕捉故障时刻，从而出现了故障定位错误的发生。

由上分析可知，现有技术在对PCI总线进行故障检测的时候，由于无法检测PCI总线信号交互过程中出现的故障，存在测试结果不完整、无法快速定位故障的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种PCI总线测试板卡，用以解决现有对PCI总线进行故障检测的方案测试结果不完整、无法快速定位故障的技术问题，该PCI总线测试板卡包括：PCI总线接口；PCI总线接口芯片，与PCI总线接口连接，用于接收PCI总线上的信号；测试主控芯片，与PCI总线接口和PCI总线接口芯片连接，用于对PCI总线上的信号和PCI总线接口芯片输出的信号进行测试；其中，PCI总线接口芯片和测试主控芯片由PCI总线供电。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：命令拨码器，与测试主控芯片连接，用于接收测试命令。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：LED数码管，与测试主控芯片连接，用于显示PCI总线测试板卡的状态信息和/或测试结果信息。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：串转并芯片，连接于测试主控芯片与LED数码管之间，用于将测试主控芯片的串行信号转换为驱动LED数码管的并行信号。

可选地，串转并芯片为74HC595D芯片。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：串行通讯接口，与测试主控芯片连接，用于接收测试命令。

可选地，串行通讯接口还用于输出PCI总线测试板卡的状态信息和/或测试结果信息。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：串行通讯接口驱动芯片，连接于测试主控芯片与串行通讯接口之间，用于电平转换。

可选地，串行通讯接口驱动芯片为MAX232芯片。

可选地，串行通讯接口为RS232接口。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：

数字信号输出接口，与PCI总线接口芯片连接，用于PCI总线接口芯片向外部设备输出数字信号，其中，数字信号用于表征PCI总线测试板卡的状态信息和/或测试结果信息。

进一步地，PCI总线测试板卡还包括：

隔离芯片，连接于数字信号输出接口与PCI总线接口芯片之间，用于隔离电气信号。

可选地，PCI总线接口芯片为PCI9052芯片，测试主控芯片为STM32芯片。

其中，PCI总线接口芯片的如下至少一种信号的接口接入测试主控芯片：CS#片选信号、RD#读命令信号、WR#写命令信号、RES#辅助命令信号、WIF#辅助命令信号、BHE#辅助命令信号、Addr[12:0]地址信号。

其中，PCI总线的如下至少一种信号的接口接入测试主控芯片：FRAME#信号、IRDY#信号、CLK信号、RST#信号。

本实用新型实施例中，通过与PCI总线接口连接的PCI总线接口芯片接收PCI总线上的信号，通过与PCI总线接口和PCI总线接口芯片均连接的测试主控芯片，检测PCI总线上的信号，以及PCI总线接口芯片输出的信号，达到了基于PCI总线接口芯片和测试主控芯片共同检测PCI总线上的信号的目的，从而实现了快速定位故障以及对PCI总线信号进行完整性、一致性测试的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。在附图中：

图1为本实用新型实施例中的PCI总线测试板卡示意图；

图2为本实用新型实施例中的PCI总线接口芯片与测试主控芯片的信号传递示意图；

图3为本实用新型实施例中的串转并LED数码管驱动电路示意图；

图4为本实用新型实施例中的PCI供电分配示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

由于PCI总线传输数据过程中发生了很多命令给定、信息反馈、读数据交换、写数据交换等过程，在每个过程中都会严格控制总线信号的时序，如果发生时序错误，会导致严重数据错误。而目前还没有一套专门针对PCI总线数据进行测试的设备和装置，因此在发生PCI总线数据读写错误或者PCI总线读写数据缓慢时，无法定位故障点，更无法排查故障。

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种PCI总线测试板卡，如图1所示，该PCI总线测试板卡包括：PCI总线接口10、PCI总线接口芯片20和测试主控芯片30。

其中，PCI总线接口芯片20，与PCI总线接口10连接，用于接收PCI总线上的信号；

测试主控芯片30，与PCI总线接口10和PCI总线接口芯片20连接，用于对PCI总线上的信号和PCI总线接口芯片输出的信号进行测试；

其中，PCI总线接口芯片20和测试主控芯片30由PCI总线供电。

作为一种可选的实施例，本实用新型实施例采用的PCI总线接口芯片20可以为PCI9052芯片，采用的测试主控芯片30可以为STM32芯片。其中，PCI总线接口芯片20的如下至少一种信号的接口接入测试主控芯片：CS#片选信号、RD#读命令信号、WR#写命令信号、RES#辅助命令信号、WIF#辅助命令信号、BHE#辅助命令信号、Addr[12:0]地址信号；PCI总线的如下至少一种信号的接口接入测试主控芯片30：FRAME#信号、IRDY#信号、CLK信号、RST#信号。

图2为本实用新型实施例中的PCI总线接口芯片与测试主控芯片的信号传递示意图，如图2所示，从计算机主板提供的PCI总线信号(AD[31:0]、C/BE[3:0]、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY、STOP#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、CLK、RST#、INTA#、LOCK#)，直接进入PCI9052协议芯片(PCI总线接口芯片)。其中，FRAME#信号作为重要的PCI总线通信开始的信号，直接进入STM32主控芯片(测试主控芯片)，作为下降沿中断信号使用；IRDY#信号作为PCI主设备准备好的信号，也是STM32主控芯片监控的对象；CLK信号本身是PCI总线的时钟信号，STM32主控芯片采用该信号作为自身芯片的外部时钟信号，使得计算机与本方案装置实现了时钟同步，不再会出现时钟错位、信号分析偏差的问题。RST#信号作为PCI总线的复位信号，同时也作为STM32主控芯片的复位信号，保证了计算机与本方案装置的逻辑一致性。

如图2所示，PCI9052协议芯片(PCI总线接口芯片)输出的本地总线信号(Data[15:0]、Addr[12:0]、WIF#、BHE#、INT1#、RES#、BUSY#、INT0#、RD#、WR#、CS#)，接入STM32主控芯片(测试主控芯片)，从而来监控对于的信号。对于重要的片选信号CS#、读命令RD#、写命令WR#、辅助命令RES#、WIF#、BHE#、地址信号Addr[12:0]，都是STM32主控芯片重点监控的信号，也是本实用新型实施例提出的PCI测试的扩展功能。

需要说明的是，在通过本实用新型实施例提供的PCI总线测试板卡进行PCI总线数据测试的时候，需要根据不同的测试命令来进行。为此，本实用新型实施例提供了如下两种输入测试命令的实施方式：

一种可选的实施方式中，本实用新型实施例提供的PCI总线测试板卡还可以包括：命令拨码器40，与测试主控芯片30连接，用于接收测试命令。

容易注意的是，在通过命令拨码器40接收测试命令的情况下，作为一种可选的方案，本实用新型实施例提供的PCI总线测试板卡还可以包括：LED数码管50，与测试主控芯片30连接，用于显示PCI总线测试板卡的状态信息和/或测试结果信息。

由于PCI总线测试内容、工作模式复杂，本实用新型实施例可以采用7个8段LED数码管来显示当前的各种控制器参数、状态等信息。配合不同的命令拨码器40，LED数码管可以显示丰富的系统信息，用来调试和检验当前模拟器运行的程序段内容。

进一步地，PCI总线测试板卡还可以包括：串转并芯片60，连接于测试主控芯片与LED数码管之间，用于将测试主控芯片的串行信号转换为驱动LED数码管的并行信号。

可选地，上述串转并芯片60可以采用SN74HC595D芯片。采用高速串转并74HC595D芯片，本方案可以最大化减少该芯片与STM32主控芯片的接口管脚数量，从而节约了宝贵的控制器资源。通过将最左侧74HC595D芯片的QH’管脚与下一个74HC595D芯片的SER信号接口相连，就实现了7个8段74HC595D芯片的级联控制。

图3为本实用新型实施例中的串转并LED数码管驱动电路示意图，如图3所示，通过OC#、RCLK、SRCLR#、SRCLK、SER信号接口，STM32主控器可以直接控制LED数码管的输出内容，通过串行移位读写操作，可以独立控制每个数码管的每个发光点，通过逻辑组合方式达到任意信息的显示。

此处需要说明的是，对于常用的测试模式，可以通过拨码开关(即命令拨码器40)进行快捷命令给定，这样对于常用的测试内容和项目，不需要外部通讯进行数据交换，快速完成相关的测试；对于快速测试模式，7个LED数码管同时被激活，循环显示装置的状态和测试结果，方便了测试人员快速完成测试工作。

另一种可选的实施方式中，本实用新型实施例提供的PCI总线测试板卡还可以包括：串行通讯接口70，与测试主控芯片30连接，用于接收测试命令。优选地，该串行通讯接口为RS232接口。

可选地，上述串行通讯接口还用于输出PCI总线测试板卡的状态信息和/或测试结果信息。

通过外接的串行通讯接口(例如，RS232)，给STM32主控芯片发送测试命令，对PCI总线的不同管脚进行测试，甚至是各种信号进行复杂的组合测试；STM32主控芯片测试完成后，再通过串口232将测试结果发送出来。

由于STM32主控芯片的串口采用3.3V供电，而外部串口232是12V供电，因此需要进行电平转换。由此，作为一种可选的实施方式，本实用新型实施例提供的PCI总线测试板卡还可以包括：串行通讯接口驱动芯片80，连接于测试主控芯片与串行通讯接口之间，用于电平转换。

可选地，该串行通讯接口驱动芯片可以为MAX232芯片。

作为一种可选的实施例，本实用新型实施例提供的PCI总线测试板卡还可以包括：数字信号输出接口90，与PCI总线接口芯片连接，用于PCI总线接口芯片向外部设备输出数字信号，其中，数字信号用于表征PCI总线测试板卡的状态信息和/或测试结果信息。

进一步地，上述PCI总线测试板卡还可以包括：隔离芯片11，连接于数字信号输出接口90与PCI总线接口芯片20之间，用于隔离电气信号。

通过上述数字信号输出接口90和隔离芯片11可以实现由隔离的数字输出信号触发示波器进行故障波形捕捉。

基于上述任意一种可选或优选的实施例，本实用新型实施例采用PCI总线为PCI总线测试板卡供电，不仅解决了该模块供电的来源问题，还很好解决了灵活扩展，不同模拟器电气等电位的问题。

可选地，可以采用PCI总线接口的Side B的13脚和Side A的12脚作为PCI总线测试板卡供电的参考地信号；采用Side B的62脚和Side A的62脚作为PCI总线测试板卡供电的+5V电源。

图4为本实用新型实施例中的PCI供电分配示意图，如图4所示，选择PCI板卡金手指的Side A和Side B两面选择供电信号，将大大提高供电的可靠性，使得模块可以得到持续、稳定的供电。例如，选择Side B的13脚和Side A的12脚，而不选择其他管脚作为供电参考地信号GND，是因为该关键附近的信号也是参考地GND，或者为保留信号Reserved，可以防止用户错误安装该模块而导致的模块损坏。另外，选择Side B的62脚和Side A的62脚作为+5V供电电源，是因为该信号在板卡边缘，即使安装错误导致信号接触不良，最多会导致模块供电异常，模块无法工作，而不会损坏模块内部电气元件。

由于PCI板卡自身的防反插功能，也为该模块的正确安装提供了一定的保护，通过50、51脚的空占位得到体现。

由上可知，本实用新型实施例采用测试主控芯片、PCI总线协议芯片、串转并芯片、并转串芯片、命令拨码、LED驱动等功能，实现了该模块的灵活自检功能，模块工作状态跳转、监视、设置和调试功能，基于测试主控芯片(STM32芯片)和PCI总线接口芯片(PCI9052协议芯片)，共同检测PCI总线上的时序信号、逻辑信号和数据读写信号，快速分析和定位故障发生的时刻以及故障原因，通过串口232给出详细的报告或者通过LED数码管快速显示故障码，也可以由隔离的数字输出信号触发示波器进行故障波形捕捉，解决了现有技术中PCI总线测试不完整，对PCI总线周期内时序信号、逻辑信号和数据读写信号的过程检测不完整。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。