专利名称：一种通用fifo接口测试设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测试设备，更具体地说，涉及一种可对FIFO接口进行测试的通用FIFO接口测试设备和系统。
背景技术：
在各种类型电子设备的设计中，常常会需要设备带有FIFO接口，但所设计FIFO接口的测试却非常困难。对具有输出功能的FIFO接口，在设备将数据送入FIFO接口后，数据是否被正确送入，目前只能通过示波器或逻辑分析仪进行简单的测试，而对于需传输大量数据的进一步功能、性能测试，只有在与其配套的可对FIFO中的数据进行读取的相关设备研制完成后才能有效地进行，而这种相关的设备开发会对设备的研制进度造成不良的影响；对于具有输入功能的FIFO接口，在与其配套的可将数据写入FIFO中的相关设备研制完成前，对FIFO接口的测试几乎是不可能的。

发明内容
本发明的目的在于提供一种发明基于PC机的通用FIFO接口测试设备和系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种通用FIFO接口测试设备，连接于计算机的PCI总线和用户FIFO接口之间，包括一个PCI接口模块，用于与计算机PCI总线的连接；一个用户接口模块，用于与用户FIFO接口的连接；其中，所述用户接口模块包括PCI命令解码单元，用于将PCI命令转换成用户接口模块和用户FIFO接口可识别的命令格式；总线寻址单元，用于寻找存放数据的计算机寄存器的地址；写操作单元，用于将数据写入带FIFO接口的用户设备；读操作单元，用于从用户FIFO接口中读取数据。
所述PCI接口模块为标准PCI接口芯片。
所述PCI接口模块由如下模块组成PCI逻辑核模块，用于与PCI总线的会话；总线配置模块，用于实现PCI总线的配置空间。
所述设备用FPGA芯片实现。
利用上述的FIFO接口测试设备，本发明还提供一种FIFO接口测试系统，用于测试一用户FIFO接口，包括一个计算机与一个前述的FIFO接口测试设备，该FIFO接口测试设备与计算机通过PCI总线连接。所述计算机包括动态写模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一动态写命令；动态读模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一动态读命令；静态写模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一静态写命令；静态读模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一静态读命令；时间间隔设置模块，用于动态读写过程中数据包发送或接收的时间间隔；状态读取模块，用于读取并显示用户FIFO接口的状态；判断模块，用于判断用户FIFO接口的状态是否大于或等于半满。
本发明的FIFO接口测试设备和系统可对用户设备的FIFO接口进行动态和静态的读写测试，且可以对数据发送速度进行调节，从而对用户设备的FIFO接口进行全面的测试。本发明的FIFO接口测试设备和系统具有通用性，不依赖于用户设备，因此可在用户设备的任何研制和设计阶段对其FIFO接口进行测试，提高了用户设备的研制和设计进度。


图1是本发明的FIFO接口测试设备的的应用场景示意图；图2是本发明的FIFO接口测试设备的一个实施例；图3是本发明的FIFO接口测试设备的另一个实施例；图4是采用本发明的FIFO接口测试设备对用户设备的FIFO接口的测试流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的FIFO接口测试设备20在工作时连接于计算机的PCI总线10和用户设备的FIFO接口40之间。该FIFO接口测试设备20最后成形为插卡的形式，从而可直接插在计算机的PCI总线10上。该FIFO接口测试设备20与用户设备的FIFO接口40之间用电缆30进行连接，该电缆30包括数据线、读写控制线和状态线，以便在接口测试设备20和FIFO接口40之间传送数据信号、控制信号和状态信号，这一点将在下文中详细说明。
图2特别是在图2中的虚框中示出了本发明的FIFO接口测试设备20的一个实施例。在该实施例中，测试设备20包括一个PCI接口模块21和一个用户接口模块22。PCI接口模块21可采用现有的标准PCI接口芯片或者Xilinx公司提供的PCIlogicCORE(PCI逻辑核)来实现，用于与PCI总线10的会话和PCI总线10的配置。用户接口模块22主要是用于实现用户接口功能，包括对来自PCI接口模块21的PCI信号进行解码，驱动本设备工作，以及产生本测试设备20与测试目标(即用户设备的FIFO接口40)之间联机的接口信号。PCI接口模块21和用户接口模块22可用FPGA芯片来实现。
如图2所示，本发明接口测试设备20的PCI接口模块21与计算机PCI总线之间通过双向数据线71和双向控制线72通信；PCI接口模块21与用户接口模块22之间通过双向线23通信，以传送命令、数据、控制和/或状态信号；用户接口模块22与用户设备的FIFO接口40之间通过双向数据线31、读写控制线32和状态控制线33，以便在用户接口模块22与用户设备的FIFO接口40之间传送数据信号、读写控制信号和用户状态信号。双向数据线31、读写控制线32和状态控制线33均包含在图1中的电缆30中。
事实上，如本领域的技术人员所熟知的，图2中的PCI接口模块21可用两个功能模块来实现，一个模块用于与PCI总线的会话，另一个模块用于PCI总线的配置。据此，图3特别是在图3中的虚框中示出了本发明的FIFO接口测试设备20的另一个实施例。在该实施例中，测试设备20包括PCI逻辑核模块211、总线配置模块212和用户接口模块22。其中，PCI逻辑核模块211负责与PCI总线10的会话，所有的PCI信号都将被其封装，用户无法直接访问；总线配置模块212用于实现PCI总线的配置空间，其功能是对整个PCI设备进行寄存器配置，其中最为关键的PCI配置空间包括设备ID和发行商的ID，基地址寄存器，PCI配置头等。用PCI逻辑核模块211和总线配置模块212来实现图2中的PCI接口模块21好处是可以将用户接口模块22与PCI逻辑核模块211和总线配置模块212一起用一个FPGA芯片来实现，按照各模块的逻辑功能实现逻辑设计，降低简化设计难度。
图3中实现接口测试设备20的FPGA芯片是利用Xilinx公司已公开的IP核PCI逻辑核(PCI logiCORE)技术，IP核是比较简单的实现现有成熟模块的方法，通过IP核设计的程序一般都得到了较为深入的优化，它能大大简化设计的难度。本发明最终的设计实现，就是使用了IP核，通过对其参数和端口进行配置，实现PCI接口主要逻辑设计。如图3所示，在完成所有FPGA芯片逻辑设计后，通过FPGA配置数据下载接口50，并通过电源模块60加电后，即可构成具有专用功能的集成电路。
如图3所示，本发明接口测试设备20的PCI逻辑核模块211与计算机PCI总线之间通过双向数据线71和双向控制线72通信；PCI逻辑核模块211和总线配置模块212之间单向控制线24通信；PCI逻辑核模块211与用户接口模块22之间通过双向线23通信，以传送命令、数据、控制和/或状态信号；用户接口模块22与用户设备的FIFO接口40之间通过双向数据线31、读写控制线32和状态控制线33，以便在用户接口模块22与用户设备的FIFO接口40之间传送数据信号、读写控制信号和用户状态信号。双向数据线31、读写控制线32和状态控制线33均包含在图1中的电缆30中。
图2和图3中的用户接口模块22用于实现带FIFO的用户接口功能，主要包括对来自PCI接口模块21(图2)或PCI逻辑核模块211(图3)的PCI信号进行解码，驱动本设备20工作；产生本设备20与用户设备的FIFO接口40之间联机的接口信号，包括数据线31、读写控制线32和状态控制线33。
为了实现上述功能，用户接口模块22一般包括以下单元PCI命令解码单元将PCI命令转换成用户接口模块22和用户设备的FIFO接口40能够识别的命令格式；总线寻址单元寻找存放数据的计算机寄存器的地址；写操作单元将数据写入带FIFO接口的用户设备；读操作单元从用户设备的FIFO接口读取数据。
本发明的接口测试设备20工作时，用户接口模块22接收来自于PCI接口模块21(图2)或PCI逻辑核模块211(图3)的PCI命令，由PCI命令解码单元对PCI命令进行解码，转换为用户接口模块22和用户设备的FIFO接口40能够识别的命令格式，根据所得的命令，完成下一步的操作。若该PCI命令是读操作命令，则在计算机中寻找可用的寄存器，将该寄存器与用户设备的FIFO接口40直接相连，然后将用户设备的FIFO接口40中的数据读入计算机的该寄存器中。若该命令是写操作命令，则在计算机中查找待传送数据所在的寄存器地址，然后将该寄存器与用户设备的FIFO接口40直接相连，将该寄存器中的数据写入用户设备的FIFO接口40。
将本发明的接口测试设备20分别与计算机的PCI总线10和用户设备的FIFO接口40连接后，即可进行对用户设备的FIFO接口40的测试。一个完整的测试系统还需要包括与接口测试设备20通过PCI总线10连接的计算机，一般来说，该带有专用程序的计算机需要实现如下模块类型选择模块，用于根据用户指令选择对用户设备的FIFO接口40进行动态测试还是静态测试；
方式选择模块，用于根据用户指令选择向用户设备的FIFO接口40发送数据还是从用户设备的FIFO接口40接收数据；动态写模块，用于向接口测试设备20发送一动态写命令；动态读模块，用于向接口测试设备20发送一动态读命令；静态写模块，用于向接口测试设备20发送一静态写命令；静态读模块，用于向接口测试设备20发送一静态读命令；时间间隔设置模块，用于动态读写过程中数据包发送或接收的时间间隔；状态读取模块，用于读取并显示用户设备的FIFO接口40的状态；判断模块，用于判断用户设备的FIFO接口40的状态是否大于或等于半满。
按照本发明的接口测试设备20及其与计算机组成的测试系统进行用户设备的FIFO接口40测试的流程如图4所示。在图4中，首先由计算机中的状态读取模块显示用户设备的FIFO接口40的初始状态，然后由用户通过类型选择模块和方式选择模块的选择，启动动态写模块、动态读模块、静态写模块或静态读模块中的一个模块以向接口测试设备20发送相应的命令，从而启动相应的动态写、动态读、静态写或静态读测试过程。下面结合图4对这四种测试过程进行详细描述。
1)静态数据写入的测试过程计算机通过PCI总线10发送一个静态写命令，该命令通过PCI接口模块21(图2)或PCI逻辑核模块211(图3)传给用户接口模块22，用户接口模块22的解码PCI命令单元解码PCI命令，得出是静态写命令以后，用户接口模块22中的写操作单元将相关寄存器中的数据通过计算机PCI总线10与PCI逻辑核模块211之间的数据线71传给PCI逻辑核模块211，通过PCI逻辑核模块211与用户接口模块22间的双向线23传给用户接口模块22并实现写操作，即通过用户接口模块22与用户设备的FIFO接口30之间的数据线31将数据一次写入用户设备的FIFO接口40。用户设备的FIFO接口40将实时状态信息(满，半满，非空)在计算机显示模块的作用下显示。
2)静态数据读出的测试过程计算机通过PCI总线1O发送一个静态读命令，该命令通过PCI接口模块21(图2)或PCI逻辑核模块211(图3)传给用户接口模块22，用户接口模块22的解码PCI命令单元解码PCI命令，得出是静态读命令以后，用户设备的FIFO接口30中的状态信息与数据分别通过用户接口模块22与用户设备的FIFO接口30之间的状态线33和用户接口模块22与用户设备的FIFO接口40之间的数据线31一次传递给用户接口模块22，并可显示接收的数据内容与状态信息。
3)动态数据写入的测试过程计算机通过PCI总线10发送一个动态写命令，该命令通过PCI接口模块21(图2)或PCI逻辑核模块211(图3)传给用户接口模块22，用户接口模块22的解码PCI命令单元解码PCI命令，得出是动态写命令以后，用户接口模块22中的写操作单元将相关寄存器中的数据通过计算机PCI总线10与PCI逻辑核模块211之间的数据线71传给PCI逻辑核模块211，通过PCI逻辑核模块211与用户接口模块22间的双向线23传给用户接口模块22，进行写操作。用户设备的FIFO接口40此时有状态信息(满，半满，非空)，由计算机的判断模块对这些状态信息加以判断。当状态信息是半满或满的时候，用户设备不断从用户设备的FIFO接口40中读取数据，与此同时，在计算机发送模块的作用下，数据不断从计算机中的寄存器中向用户设备的FIFO接口40发送，直至数据发送完毕。在计算机的时间间隔设置模块中还能够设定数据发送时间间隔，以调整发送数据的平均传输速度，以达到速度可调这一目的。
4)动态数据读出的测试过程计算机通过PCI总线10发送一个动态读命令，该命令通过PCI接口模块21(图2)或PCI逻辑核模块211(图3)传给用户接口模块22，用户接口模块22的解码PCI命令单元解码PCI命令，得出是动态读命令以后，计算机中的判断模块测试用户设备的FIFO接口40的状态信息，若此时为半满或者是满，则计算机中的接收模块调用用户接口模块22中的读操作单元进行读操作，将用户设备的FIFO接口40中的数据通过用户接口模块22与用户设备的FIFO接口40之间的数据线31传递给用户接口模块22，与此同时用户设备向用户设备的FIFO接口40存入数据。在用户接口模块22中的数据沿着PCI逻辑核模块211与用户接口模块22间的双向线23，PCI逻辑核模块211，计算机PCI总线10与PCI逻辑核模块211之间的数据线71最终写入指定的接收文件。这一过程直到数据读取完毕为止。在数据动态读出过程开始之前，在计算机接收模块中最好还可以设定接收数据总量。
权利要求
1.一种通用FIFO接口测试设备，连接于计算机的PCI总线和用户FIFO接口之间，其特征在于，包括一个PCI接口模块，用于与计算机PCI总线的连接；一个用户接口模块，用于与用户FIFO接口的连接；所述用户接口模块包括PCI命令解码单元，用于将PCI命令转换成用户接口模块和用户FIFO接口可识别的命令格式；总线寻址单元，用于寻找存放数据的计算机寄存器的地址；写操作单元，用于将数据写入带FIFO接口的用户设备；读操作单元，用于从用户FIFO接口中读取数据。
2.根据权利要求1所述的通用FIFO接口测试设备，其特征在于，所述PCI接口模块为标准PCI接口芯片。
3.根据权利要求1所述的通用FIFO接口测试设备，其特征在于，所述PCI接口模块由如下模块组成PCI逻辑核模块，用于与PCI总线的会话；总线配置模块，用于实现PCI总线的配置空间。
4.根据权利要求3所述的通用FIFO接口测试设备，其特征在于，所述设备用FPGA芯片实现。
5.一种FIFO接口测试系统，用于测试一用户FIFO接口，其特征在于，包括一个计算机与一个FIFO接口测试设备，该FIFO接口测试设备与计算机通过PCI总线连接；所述FIFO接口测试设备包括一个PCI接口模块，用于与计算机PCI总线的连接；一个用户接口模块，用于与用户FIFO接口的连接；其中，所述用户接口模块包括PCI命令解码单元，用于将PCI命令转换成用户接口模块和用户FIFO接口可识别的命令格式；总线寻址单元，用于寻找存放数据的计算机寄存器的地址；写操作单元，用于将数据写入带FIFO接口的用户设备；读操作单元，用于从用户FIFO接口中读取数据；所述计算机包括动态写模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一动态写命令；动态读模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一动态读命令；静态写模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一静态写命令；静态读模块，用于向所述FIFO接口测试设备发送一静态读命令；时间间隔设置模块，用于动态读写过程中数据包发送或接收的时间间隔；状态读取模块，用于读取并显示用户FIFO接口的状态；判断模块，用于判断用户FIFO接口的状态是否大于或等于半满。
全文摘要
本发明公开了一种通用FIFO接口测试设备和系统，该接口测试设备包括PCI接口模块和用户接口模块。用户接口模块包括PCI命令解码单元、总线寻址单元、写操作单元、读操作单元。本发明的FIFO接口测试系统包括FIFO接口测试设备和计算机，该计算机包括动态写模块、动态读模块、静态写模块、静态读模块、时间间隔设置模块、状态读取模块和判断模块。本发明可对用户设备的FIFO接口进行动态和静态的读写测试，且可以对数据发送速度进行调节。本发明的FIFO接口测试设备和系统具有通用性，不依赖于用户设备，因此可在用户设备的任何研制和设计阶段对其FIFO接口进行测试，提高了用户设备的研制和设计进度。
文档编号G01R31/28GK1637684SQ20041007117
公开日2005年7月13日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年12月30日
发明者惠平, 李慧军, 曹松, 孙辉先, 陈小敏, 孟宪元 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心