一种多端口测试设备及其串行通信方法与流程

1.本申请涉及存储设备的领域，尤其是涉及一种多端口测试设备及其串行通信方法。


背景技术：

2.目前nand flash存储芯片在内存、消费电子、智能终端等领域均有广泛运用，比如运用于固态硬盘、emmc、sd/tf卡或u盘等产品。而针对这类产品的测试，出现了大量的测试设备，并且，这些测试设备更趋向采用多端口，这些测试设备主要包括主机和多个测试模块，多个该测试模块对多个产品进行同时测试。因此，主机与各个测试模块之间的通讯以及各个测试模块之间的通讯就变得非常重要。
3.相关技术中，主机与各个测试模块之间的通讯以及各个测试模块之间的通讯，一般采用rs485或rs422等串口的串行通信或组网（例如：利用交换机组成局域网）方式。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为：采用rs485或rs422等串口的串行通信一般对传输数据速率要求不高，当需要高速传输时，rs485或rs422等串口的串行通信方式就达不到要求；而使用组网方式时，需要使用到交换机，并且，当需要高速传输时，需要用到更高要求的交换机及千兆网卡芯片，成本相对较高。


技术实现要素：

5.为了提供低成本的高速传输解决方案，本申请提供了一种多端口测试设备及其串行通信方法。
6.第一方面，本申请提供一种多端口测试设备，采用如下的技术方案：一种多端口测试设备，包括主机和若干个测试模块，每个所述测试模块均包括数据转发单元、测试应用单元、usb host接口和usb device接口，所述数据转发单元连接于所述测试应用单元、usb host接口和usb device接口；所述主机与所述若干个测试模块采用菊花链方式连接。
7.通过采用上述技术方案，主机和若干个测试模块之间，以及若干个测试模块相互之间，均采用usb的传输协议，利用usb的高传输速度和低成本等特点，组建成高速串行网络，实现低成本高速通信。
8.可选的，所述usb device接口用于接收所述主机或上一测试模块发送的测试命令，并将所述测试命令发送到所述数据转发单元，其中，所述测试命令包括地址数据和测试数据。
9.通过采用上述技术方案，usb device接口作为device内核程序，负责处理来自主机或上一个测试模块中usb host接口的命令请求，测试命令包括地址数据和测试数据，有利于各个测试模块精确区分测试命令，提高系统响应率。
10.可选的，所述数据转发单元用于根据所述地址数据选择性将所述测试命令转发到所述测试应用单元或下一测试模块。
11.通过采用上述技术方案，根据地址数据对测试命令做精确区分，各个测试模块仅需获取和处理与之相关的测试命令即可，对于无需处理的测试命令直接转发到下一个测试模块，提高传输速率。
12.可选的，所述测试应用单元用于根据所述测试命令进行测试操作，并将测试结果通过所述数据转发单元反馈到所述usb device接口。
13.通过采用上述技术方案，测试应用单元能够根据测试命令进行相应的测试操作，并将测试结果通过数据转发单元反馈到usb device接口。
14.第二方面，本申请提供一种多端口测试设备的串行通信方法，采用如下的技术方案：一种多端口测试设备的串行通信方法，所述多端口测试设备包括主机和若干个测试模块，所述主机与所述若干个测试模块采用usb传输协议，并采用菊花链方式连接。
15.通过采用上述技术方案，主机和若干个测试模块之间，以及若干个测试模块相互之间，均采用usb的传输协议，利用usb的高传输速度和低成本等特点，组建成高速串行网络，实现低成本高速通信。
16.可选的，所述主机将测试命令通过usb的菊花链连接方式发送到所述若干个测试模块，其中，所述测试命令包括地址数据和测试数据。
17.通过采用上述技术方案，测试命令包括地址数据和测试数据，有利于各个测试模块精确区分测试命令，提高系统响应率。
18.可选的，每个所述测试模块均包括数据转发单元、测试应用单元、usb host接口和usb device接口，所述数据转发单元连接于所述测试应用单元、usb host接口和usb device接口。
19.可选的，所述usb device接口具有两种处理模式：同步模式和异步模式；其中，采用同步模式时，usb device接口在接收完测试命令后不马上回复状态给主机或上一测试模块的usb host接口，而是等待数据转发单元和测试应用单元处理完成后，再回复处理结果状态给主机或上一测试模块的usb host接口；采用异步模式时，usb device接口在接收完测试命令后，立即回复状态给主机或上一测试模块的usb host接口，不需要等待数据转发单元和测试应用单元处理完成。
20.可选的，所述数据转发单元用于根据所述地址数据选择性将所述测试命令转发到所述测试应用单元或下一测试模块。
21.通过采用上述技术方案，根据地址数据对测试命令做精确区分，各个测试模块仅需获取和处理与之相关的测试命令即可，对于无需处理的测试命令直接转发到下一个测试模块，提高传输速率。
22.可选的，所述数据转发单元用于根据所述地址数据选择性将所述测试命令转发到所述测试应用单元或下一测试模块，具体包括：如果地址数据为当前测试模块的地址，则将测试数据发送给测试应用单元的测试程序使用，不再通过usb host接口进行转发；如果地址数据为广播地址, 则将测试数据发送给测试应用单元的测试程序使用，同时将测试命令再通过usb host接口转发给下一个测试模块的usb device接口，如果没有下一个测试模块了，则回复已达末端的状态给usb device接口；
如果地址数据不为当前测试模块的地址，则不向测试应用单元发送测试数据，而是将测试命令通过usb host接口转发给下一个测试模块的usb device接口，如果没有下一个测试模块了，则回复已达末端的状态给usb device接口。
23.通过采用上述技术方案，可以取测试命令的命令包头中的若干个字节作为地址数据，从而指定其中一个测试模块或其中多个测试模块，还可以将地址数据设定为一个特殊值作为广播地址，从而判定所有测试模块均需进行测试的广播模式。
24.综上所述，本申请采用usb的传输协议，利用usb的高传输速度和低成本等特点，组建成高速串行网络，实现低成本高速通信。
附图说明
25.图1是本申请多端口测试设备原理框图。
26.图2是本申请测试模块原理框图。
27.附图标记说明：1、主机；21、第一测试模块；22、第二测试模块；23、第三测试模块；2n
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1、第n
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1测试模块；2n、第n测试模块；31、数据转发单元；32、测试应用单元；33、usb host接口；34、usb device接口。
具体实施方式
28.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1
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2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
29.usb接口以体积小巧、支持热插拔、即插即用、兼容性好、节省系统资源和成本低等优点迅速普及开来。usb接口是一种新型、高效、快速、价格低廉、体积小巧和支持热插拔的串行通信接口，usb2.0的传输速度为480mbp/s，usb3.0的传输带宽高达5.0gbp/s，usb为共享接口技术，支持多个外设的连接，其采用了“菊花链”式的扩展连接方式，多个usb设备可以通过usb集线器连接到同一计算机usb端口。
30.相关技术中，host接口为主端，可以起控制作用；device(slave)接口为从端，是被控制的。例如pc机的usb接口，可以识别u盘或者其他usb设备，起到控制的作用，就是usb host接口；而u盘是被控制的，是usb device接口，大多数usb芯片同时具有host和device两种接口。
31.本申请实施例公开一种多端口测试设备，包括主机1和若干个测试模块，每个测试模块均包括数据转发单元31、测试应用单元32、usb host接口33和usb device接口34，数据转发单元31连接于测试应用单元32、usb host接口33和usb device接口34；主机1与若干个测试模块采用菊花链方式连接。
32.具体来说，将若干个测试模块分别定义为第一测试模块21、第二测试模块22、第三测试模块23、
……
、第n
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1测试模块2n
‑
1、第n测试模块2n，主机1输出端连接第一测试模块21的usb device接口，第一测试模块21的usb host接口连接第二测试模块22的usb device接口，第二测试模块22的usb host接口连接第三测试模块23的usb device接口，以此类推，第n
‑
1测试模块2n
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1的usb host接口连接第n测试模块2n的usb device接口，主机1与若干个测试模块采用菊花链方式连接。
33.主机1用于发送测试命令，其中，测试命令包括地址数据和测试数据；地址数据用于指定接收该测试数据并进行测试的目标测试模块，地址数据可以指定其中一个测试模块，也可以指定其中多个测试模块，还可以指定所有测试模块均进行测试的广播模式，测试数据用于为目标测试模块提供测试依据。
34.具体来说，将第一测试模块21、第二测试模块22、第三测试模块23、
……
、第n
‑
1测试模块2n
‑
1、第n测试模块2n的地址分别编码为1、2、3、
……
、n
‑
1、n，可以取测试命令的命令包头中的若干个字节（视设备数量确定字节数）作为地址数据，并将地址数据设定为1、2、3、
……
、n
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1、n中的其中一个或多个，从而指定其中一个测试模块或其中多个测试模块，还可以将地址数据设定为一个特殊值（例如0或0xffff等）作为广播地址，就可以判定是所有测试模块均进行测试的广播模式，所有测试模块都会判定该测试命令有效且需要处理。
35.usb device接口用于接收主机或上一测试模块发送的测试命令，并将测试命令发送到数据转发单元，具体来说，第一测试模块21的usb device接口用于接收主机1发送的测试命令，并将测试命令发送到数据转发单元；第二测试模块22的usb device接口用于接收第一测试模块21的usb host接口发送的测试命令，并将测试命令发送到数据转发单元；第三测试模块23的usb device接口用于接收第二测试模块22的usb host接口发送的测试命令，并将测试命令发送到数据转发单元，以此类推，第n测试模块2n的usb device接口用于接收第n
‑
1测试模块2n
‑
1的usb host接口发送的测试命令，并将测试命令发送到数据转发单元。
36.usb device接口中的device内核程序有两种处理模式：同步模式和异步模式；其中，采用同步模式时，device内核程序在接收完测试命令后不马上回复状态给主机或上一测试模块的usb host接口，而是等待数据转发单元和测试应用单元处理完成后，再回复处理结果状态给主机或上一测试模块的usb host接口；采用异步模式时，device内核程序在接收完测试命令后，立即回复状态给主机或上一测试模块的usb host接口，不需要等待数据转发单元和测试应用单元处理完成。
37.数据转发单元用于根据地址数据选择性将测试命令转发到测试应用单元或下一测试模块，具体来说，数据转发单元接收到来自device内核程序的测试命令（包括地址数据和测试数据），先判断测试命令中的地址数据，分为以下几种情况:1、如果地址数据为当前测试模块的地址，则将测试数据发送给测试应用单元的测试程序使用，不再通过usb host接口进行转发，当usb device接口处于同步模式时，等待测试应用单元处理完成后，回复处理结果状态给usb device接口。
38.2、如果地址数据为广播地址, 则将测试数据发送给测试应用单元的测试程序使用，同时将测试命令再通过usb host接口转发给下一个测试模块的usb device接口，如果没有下一个测试模块了，则回复已达末端的状态给usb device接口，当usb device接口处于同步模式时，等待测试应用单元处理完成后，回复处理结果状态给usb device接口。
39.3、如果地址数据不为当前测试模块的地址，则不向测试应用单元发送测试数据，而是将测试命令通过usb host接口转发给下一个测试模块的usb device接口，如果没有下一个测试模块了，则回复已达末端的状态给usb device接口。
40.测试应用单元是应用层的测试程序，用于根据测试命令中的测试数据进行对应的测试操作，并将测试结果通过数据转发单元反馈到usb device接口。
41.本申请实施例还公开多端口测试设备的串行通信方法，多端口测试设备包括主机和若干个测试模块，主机与若干个测试模块采用usb传输协议，并采用菊花链方式连接。主机将测试命令通过usb的菊花链连接方式发送到若干个测试模块，其中，测试命令包括地址数据和测试数据。
42.每个测试模块均包括数据转发单元31、测试应用单元32、usb host接口33和usb device接口34，数据转发单元31连接于测试应用单元32、usb host接口33和usb device接口34。
43.usb device接口具有两种处理模式：同步模式和异步模式；其中，采用同步模式时，usb device接口在接收完测试命令后不马上回复状态给主机或上一测试模块的usb host接口，而是等待数据转发单元和测试应用单元处理完成后，再回复处理结果状态给主机或上一测试模块的usb host接口；采用异步模式时，usb device接口在接收完测试命令后，立即回复状态给主机或上一测试模块的usb host接口，不需要等待数据转发单元和测试应用单元处理完成。
44.数据转发单元用于根据地址数据选择性将测试命令转发到测试应用单元或下一测试模块，具体来说，数据转发单元接收到来自device内核程序的测试命令（包括地址数据和测试数据），先判断测试命令中的地址数据，分为以下几种情况:如果地址数据为当前测试模块的地址，则将测试数据发送给测试应用单元的测试程序使用，不再通过usb host接口进行转发，当usb device接口处于同步模式时，等待测试应用单元处理完成后，回复处理结果状态给usb device接口；如果地址数据为广播地址, 则将测试数据发送给测试应用单元的测试程序使用，同时将测试命令再通过usb host接口转发给下一个测试模块的usb device接口，如果没有下一个测试模块了，则回复已达末端的状态给usb device接口，当usb device接口处于同步模式时，等待测试应用单元处理完成后，回复处理结果状态给usb device接口；如果地址数据不为当前测试模块的地址，则不向测试应用单元发送测试数据，而是将测试命令通过usb host接口转发给下一个测试模块的usb device接口，如果没有下一个测试模块了，则回复已达末端的状态给usb device接口。
45.以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。