專利名稱：背板測試系統(tǒng)及驗證100g背板互連信號質(zhì)量的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及100G高速背板測試，具體說是背板測試系統(tǒng)及驗證100G背板互連信
號質(zhì)量的方法。
背景技術(shù)：
隨著承載網(wǎng)市場帶寬要求的高速增長，進入全業(yè)務階段后，對100G等更大網(wǎng)絡帶寬技術(shù)提出了需求，使得大容量的0TN(0ptical Transport Networking,光傳送網(wǎng))電交叉設備必須具有100G的傳輸能力，這需要100G高速背板(簡稱為100G背板)對其進行支持。用于連接多個印刷電路板(PCB,Printed Circuit Board)以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基本電路板稱為背板，它是提供轉(zhuǎn)換功能，是PCB板制造行業(yè)具有專業(yè)化性質(zhì)的產(chǎn)品。由于背板上的傳輸線密集，傳輸線上的信號速率也很高，其設計方法與其他電子設備的電路板有很大區(qū)別，信號完整性也要求背板遵從特有的涉及規(guī)則。為保證背板的質(zhì)量、分析背板故障點，背板測試是非常必要的先行檢測手段。背板的特點是連接器多，功能簡單。高速背板的測試主要在于信號質(zhì)量，即PCB走線是否導通、走線是否受噪聲干擾。現(xiàn)有的技術(shù)中，對背板進行測試的方法為:外觀檢查、在線測試(ICT, In Circuit Test)和物理層測試系統(tǒng)(PLTS, Physical Layer Test System)。外觀檢查就是從外觀上判斷背板連接器是否安裝正確。其缺點是不能檢查出看不見的缺陷，如虛焊等，且不可靠，測試效率低。ICT測試方法對背板進行測試時，可檢測出所有開短路缺點，但是需要制作測試夾具，測試覆蓋率較低，制作費用也相當高。當高速信號在傳輸線路上傳輸時會形成微波傳輸線效應，這些傳輸線效應對于信號的影響會更加復雜。物理層測試系統(tǒng)，引導用戶完成硬件設置、校準和數(shù)據(jù)采集，可去除不需要的測試夾具效應。但是測試成本很高，需專門的儀表和軟件。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供背板測試系統(tǒng)及驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，操作簡單、測試效率高、成本低，并且能夠?qū)Χ喾N通用的背板進行測試。為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:背板測試系統(tǒng)，其特征在于:包括至少一塊用于對背板進行測試的測試板，該測試板作為100G背板和電腦或測試儀表連接的接口，所述測試板包括:控制邏輯單元、交叉芯片、光模塊和高速連接器，測試板上的高速連接器用于與背板上的高速連接器連接，使測試板分別與背板的各個待測槽位插接連接，實現(xiàn)對整個100G背板的背板傳輸線的測試，所述控制邏輯單元用于運行測試操作系統(tǒng)和測試程序，用于通過網(wǎng)線與電腦通信并對測試板進行調(diào)試，控制邏輯單元包含一 flash存儲器，測試程序編譯成固定的格式后下載到flash存儲器內(nèi)存儲，測試操作系統(tǒng)提供一個開放的開發(fā)和測試環(huán)境，測試程序在測試操作系統(tǒng)中運行，測試程序通過測試命令函數(shù)來測試背板傳輸線的信號質(zhì)量，當有問題時給出故障定位，測試命令函數(shù)對應于各種通用的100G背板，所述光模塊用于把誤碼儀的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并輸入交叉芯片，還用于把從背板回來的高速電信號轉(zhuǎn)換成光信號并給到測試儀表，所述測試儀表指誤碼儀或者眼圖表，所述交叉芯片用于靈活配置測試通道與背板通道互連，所述交叉芯片是全交叉網(wǎng)絡，控制邏輯單元的I2C通信接口與交叉芯片的通信接口相連并配置交叉路徑。在上述技術(shù)方案的基礎上，測試板上設有控制邏輯單元安裝插座和光模塊安裝插座，控制邏輯單元插裝在控制邏輯單元安裝插座內(nèi)，光模塊插裝在光模塊安裝插座內(nèi)。在上述技術(shù)方案的基礎上，交叉芯片還具有設置芯片的輸入信號均衡和輸出信號預加重功能，能進行多重信號的補償，使得高速信號在背板內(nèi)可以傳輸?shù)礁h的范圍。在上述技術(shù)方案的基礎上，將背板通道對應的是哪個槽位的測試板、測試板的哪個交叉芯片和交叉芯片的哪個通道均發(fā)送給測試程序，則測試程序能通過手動運行測試命令函數(shù)或者自動運行測試函數(shù)建立測試板與背板的通道連接，從而通過測試儀表直觀的檢測出背板傳輸線的信號質(zhì)量。在上述技術(shù)方案的基礎上，光模塊的收、發(fā)固定連接在交叉芯片的INl接口、OUTl接口。在上述技術(shù)方案的基礎上，所述配置交叉路徑是指:控制邏輯單元通過訪問交叉芯片配置交叉通道，劃分出多個通道，其中:交叉芯片的IN2 IN η接口用于接收背板的信號，交叉芯片的0UT2 OUT η接口用于將信號送給背板。在上述技術(shù)方案的基礎上，交叉芯片至少為12X12的全交叉網(wǎng)絡。驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，其特征在于:待測試的100G背板安裝在系統(tǒng)機架中，電腦通過網(wǎng)線連接到機架的以太網(wǎng)口，與測試板的控制邏輯單元通信，在測試背板的傳輸線信號質(zhì)量時，交叉芯片直接把需要測試的通道連接到光模塊中，再由與光模塊光纖相連的外部測試儀表對測試背板傳輸?shù)母咚傩盘柕馁|(zhì)量進行誤碼率測量、眼圖測試，通過是否誤碼，眼圖質(zhì)量的好壞分析故障點。在上述技術(shù)方案的基礎上，誤碼率測試采用誤碼儀，眼圖測試是采用眼圖表。本發(fā)明所述的背板測試系統(tǒng)及驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，通過模塊化設計的背板測試系統(tǒng)，使一般通用背板的測試設備均可共用該背板測試系統(tǒng)，測試設備簡單、易操作，并可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，節(jié)約了開發(fā)成本和生產(chǎn)成本，使得背板功能測試成本遠低于外購專業(yè)測試儀器和軟件。


本發(fā)明有如下附圖:圖1背板測試系統(tǒng)與背板連接示意圖，圖2交叉芯片的邏輯結(jié)構(gòu)圖，圖3誤碼儀運行2000多個點后得到的結(jié)果圖，
圖4眼圖表測試得到的結(jié)果圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1、2所示，本發(fā)明所述的背板測試系統(tǒng)，包括至少一塊用于對背板進行測試的測試板，該測試板作為100G背板和電腦或測試儀表連接的接口，所述測試板包括:控制邏輯單元、交叉芯片、光模塊和高速連接器，測試板上的高速連接器用于與背板上的高速連接器連接，使測試板分別與背板的各個待測槽位插接連接，實現(xiàn)對整個100G背板的背板傳輸線的測試，例如:背板上用的是插座型高速連接器，測試板上用的是插針型高速連接器，插座型高速連接器和插針型高速連接器配套，二者可插接連接，測試板上設有控制邏輯單元安裝插座和光模塊安裝插座，控制邏輯單元插裝在控制邏輯單元安裝插座內(nèi)，光模塊插裝在光模塊安裝插座內(nèi)，這種模塊化設計可簡化測試板的設計、調(diào)試，也可減小加工成本，所述控制邏輯單元用于運行測試操作系統(tǒng)和測試程序，用于通過網(wǎng)線與電腦通信并對測試板進行調(diào)試，控制邏輯單元包含一 flash存儲器，測試程序編譯成固定的格式后下載到flash存儲器內(nèi)存儲，測試操作系統(tǒng)提供一個開放的開發(fā)和測試環(huán)境，如VXWOTks操作系統(tǒng)，測試程序在測試操作系統(tǒng)中運行，測試程序通過測試命令函數(shù)來測試背板傳輸線的信號質(zhì)量，當有問題時給出故障定位，測試命令函數(shù)對應于各種通用的100G背板，所述光模塊用于把誤碼儀的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并輸入交叉芯片，還用于把從背板回來的高速電信號轉(zhuǎn)換成光信號并給到測試儀表，所述測試儀表指誤碼儀或者眼圖表，所述交叉芯片用于靈活配置測試通道與背板通道互連，所述交叉芯片是全交叉網(wǎng)絡，控制邏輯單元的I2C通信接口與交叉芯片的通信接口相連并配置交叉路徑。交叉芯片除了可以配置交叉路徑，選通到背板高速通道，還可以設置芯片的輸入信號均衡和輸出信號預加重功能，可以進行多重信號的補償，使得高速信號在背板內(nèi)可以傳輸?shù)礁h的范圍。在上述技術(shù)方案的基礎上，將背板通道對應的是哪個槽位的測試板、測試板的哪個交叉芯片和交叉芯片的哪個通道均發(fā)送給測試程序，則測試程序能通過手動運行測試命令函數(shù)或者自動運行測試函數(shù)建立測試板與背板的通道連接，從而通過測試儀表直觀的檢測出背板傳輸線的信號質(zhì)量。在上述技術(shù)方案的基礎上，光模塊的收、發(fā)固定連接在交叉芯片的INl接口、OUTl接口。在上述技術(shù)方案的基礎上，所述配置交叉路徑是指:控制邏輯單元通過訪問交叉芯片配置交叉通道，劃分出多個通道，其中:交叉芯片的IN2 IN η接口用于接收背板的信號，交叉芯片的0UT2 OUT η接口用于將信號送給背板。交叉芯片的IN、OUT可以任意做單路交叉，如IN1〈——>0UT1, IN n<——>0UT η等；也可以一個IN通道并發(fā)給全部的OUT通道，如INl——>0UTL...!!，這樣一次性就可以測試多個通道的信號質(zhì)量。根據(jù)測試需求，在線通過測試命令函數(shù)靈活配置交叉，實現(xiàn)方便、節(jié)約時間。每個通道對應于背板連接器上的某對插針，并具有一個通道號。通道號是根據(jù)交叉芯片與板內(nèi)高速連接器的電路決定的，電路設計好后，就會有固定的通道順序。在上述技術(shù)方案的基礎上，交叉芯片至少為12X12的全交叉網(wǎng)絡。當然，也可以選擇更多的I/o，如36X36,48X48的，這需要根據(jù)交叉芯片的成本，兼容商用產(chǎn)品的通用性。本發(fā)明中，交叉芯片的作用在于從所連的通道中選出指定通道，它使用方便，可以配置成特定的通道，也可以配置多條并發(fā)通道，根據(jù)需求靈活配置。詳細的說，即交叉芯片把背板上走的長距離高速信號引入到光模塊中，光模塊電信號轉(zhuǎn)換成光信號輸入到測試儀表中，通過誤碼測試或者眼圖測試來判斷引入的背板高速信號是否符合實際應用，比如，測
試信號流是:誤碼儀發(fā)-> 光模塊收-> 交叉芯片IN (光模塊)->0UT (背板)-
>需測試的背板通道——> 交叉芯片IN (背板)——> 交叉芯片OUT (光模塊)一一> 光模塊發(fā)——> 誤碼儀收/眼圖表。本發(fā)明還給出了利用上述背板測試系統(tǒng)驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，待測試的100G背板安裝在系統(tǒng)機架中，電腦通過網(wǎng)線連接到機架的以太網(wǎng)口，與測試板的控制邏輯單元通信，在測試背板的傳輸線信號質(zhì)量時，交叉芯片直接把需要測試的通道連接到光模塊中，再由與光模塊光纖相連的外部測試儀表(誤碼儀、眼圖表)對測試背板傳輸?shù)母咚傩盘柕馁|(zhì)量進行誤碼率測量、眼圖測試，通過是否誤碼，眼圖質(zhì)量的好壞分析故障點。誤碼率測試采用誤碼儀，如JDSU、EXFO等儀表發(fā)業(yè)務信號，測試一段時間后無誤碼說明無問題；眼圖測試 是采用眼圖表，如安捷倫的，接收光模塊發(fā)出的光信號，在眼圖測試儀上把多段偽隨機碼波形重疊形成的圖形，設置相應的模板——眼圖測量中的一個區(qū)域，合乎標準的眼圖要求不能有散點進入這個區(qū)域。從眼圖上可以看出信號的上升/下降沿的快慢和抖動的大小。信號上升/下降得越快、抖動越小，眼張開得越大，則誤碼率越小。為進一步說明本發(fā)明所述測試系統(tǒng)的操作性能及配置，特舉例如下實驗及相關(guān)圖形進行具體描述，測試操作步驟如下:I)把背板測試板插入所需測試的槽位上電；2)測試板的程序運行完成后，通過電腦對測試板進行訪問；3)把誤碼儀通過光纖接入測試板的光模塊中，在電腦運行測試命令函數(shù)，通過控制邏輯單元給交叉芯片下發(fā)交叉路徑，即輸入、輸出的端口號，INl—>0UT η (η=2…η)，
IN η (η=2…η) ->ΙΝ1兩條交叉,這兩條交叉的η是同一個值,與需測試的背板通道號
對應起來。完成后，誤碼儀發(fā)出的高速信號則會輸入到背板中，經(jīng)背板PCB (帶高速連接器)長距離傳輸后回到測試板，最后回到誤碼儀。穩(wěn)定10分鐘后，誤碼儀上沒有誤碼，則說明該通道無問題，可正常工作。還可以用眼圖表的RX通過光纖接到光模塊的TD中，觀察信號比較好的時候的眼圖，儀表運行2000多個點后得到圖3所示；4)若10分鐘內(nèi)有誤碼，則需要眼圖表測試，得到圖4:眼張的不開，有散點在眼圖模版內(nèi)，誤碼率較大。此時可以通過測試命令，設置交叉芯片的輸入信號均衡和輸出信號預加重的等級，使眼圖的眼張開，符合模版，在用誤碼儀測試誤碼情況，穩(wěn)定10分鐘無誤碼，說明該通道無問題，可正常工作；
上述情況是單塊測試板測試的情況，N取不同值可測試不同的背板通道信號質(zhì)量。如果測試板數(shù)量多的話，可以將多個測試板插入多個背板槽位，同時測試多個槽位的背板傳輸線的信號質(zhì)量，測試步驟如下:I)、2)同單塊測試板測試步驟；3)把誤碼儀通過光纖接入其中一塊測試板的光模塊中，在電腦運行測試命令函數(shù)，設置交叉芯片下發(fā)并發(fā)的交叉路徑，INl——>0UT2、3…η;在另外幾塊測試板中，設置INη (η=2…η)——>0UT1，僅僅通過把誤碼儀的收光纖更換到不同的測試板的光模塊的TD 口就可以測試多個槽位的傳輸線信號質(zhì)量。此外，雖然在本說明給出的上述示例性實施方式中，測試板被設計成檢測背板高速互連信號質(zhì)量的功能，但是測試板并不局限于此，例如，多個測試板插入背板槽位中，在誤碼儀收、發(fā)兩端的測試板上的交叉芯片，設置成光模塊與背板的交叉，在中間的測試板設置成背板到背板的交叉，則可以測試出高速信號在背板上最多能傳輸多長的距離。由于交叉芯片配置靈活，可以用多種方法測試背板通道的信號質(zhì)量，這里就不再贅述了。以上只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了描述，本領域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)的方案范圍內(nèi)進行的修改和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求及其等同技術(shù)范圍內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動及變形在內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬 于本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.背板測試系統(tǒng)，其特征在于:包括至少一塊用于對背板進行測試的測試板，該測試板作為IOOG背板和電腦或測試儀表連接的接口，所述測試板包括:控制邏輯單元、交叉芯片、光模塊和高速連接器， 測試板上的高速連接器用于與背板上的高速連接器連接，使測試板分別與背板的各個待測槽位插接連接，實現(xiàn)對整個100G背板的背板傳輸線的測試， 所述控制邏輯單元用于運行測試操作系統(tǒng)和測試程序，用于通過網(wǎng)線與電腦通信并對測試板進行調(diào)試，控制邏輯單元包含一 flash存儲器，測試程序編譯成固定的格式后下載到flash存儲器內(nèi)存儲， 測試操作系統(tǒng)提供一個開放的開發(fā)和測試環(huán)境，測試程序在測試操作系統(tǒng)中運行，測試程序通過測試命令 函數(shù)來測試背板傳輸線的信號質(zhì)量，當有問題時給出故障定位，測試命令函數(shù)對應于各種通用的100G背板， 所述光模塊用于把誤碼儀的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并輸入交叉芯片，還用于把從背板回來的高速電信號轉(zhuǎn)換成光信號并給到測試儀表，所述測試儀表指誤碼儀或者眼圖表， 所述交叉芯片用于靈活配置測試通道與背板通道互連，所述交叉芯片是全交叉網(wǎng)絡，控制邏輯單元的I2C通信接口與交叉芯片的通信接口相連并配置交叉路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的背板測試系統(tǒng)，其特征在于:測試板上設有控制邏輯單元安裝插座和光模塊安裝插座，控制邏輯單元插裝在控制邏輯單元安裝插座內(nèi)，光模塊插裝在光模塊安裝插座內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的背板測試系統(tǒng)，其特征在于:交叉芯片還具有設置芯片的輸入信號均衡和輸出信號預加重功能，能進行多重信號的補償，使得高速信號在背板內(nèi)可以傳輸?shù)礁h的范圍。
4.如權(quán)利要求1所述的背板測試系統(tǒng)，其特征在于:將背板通道對應的是哪個槽位的測試板、測試板的哪個交叉芯片和交叉芯片的哪個通道均發(fā)送給測試程序，則測試程序能通過手動運行測試命令函數(shù)或者自動運行測試函數(shù)建立測試板與背板的通道連接，從而通過測試儀表直觀的檢測出背板傳輸線的信號質(zhì)量。
5.如權(quán)利要求1所述的背板測試系統(tǒng)，其特征在于:光模塊的收、發(fā)固定連接在交叉芯片的INl接口、OUTl接口。
6.如權(quán)利要求1所述的背板測試系統(tǒng)，其特征在于:所述配置交叉路徑是指:控制邏輯單元通過訪問交叉芯片配置交叉通道，劃分出多個通道，其中: 交叉芯片的IN2 IN η接口用于接收背板的信號， 交叉芯片的0UT2 OUT η接口用于將信號送給背板。
7.如權(quán)利要求1所述的背板測試系統(tǒng)，其特征在于:交叉芯片至少為12X 12的全交叉網(wǎng)絡。
8.驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，其特征在于:待測試的100G背板安裝在系統(tǒng)機架中，電腦通過網(wǎng)線連接到機架的以太網(wǎng)口，與測試板的控制邏輯單元通信， 在測試背板的傳輸線信號質(zhì)量時，交叉芯片直接把需要測試的通道連接到光模塊中，再由與光模塊光纖相連的外部測試儀表對測試背板傳輸?shù)母咚傩盘柕馁|(zhì)量進行誤碼率測量、眼圖測試，通過是否誤碼，眼圖質(zhì)量的好壞分析故障點。
9.如權(quán)利要求8所述的驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，其特征在于:誤碼率測試采用誤碼儀，眼圖 測試是采用眼圖表。
全文摘要
本發(fā)明涉及背板測試系統(tǒng)及驗證100G背板互連信號質(zhì)量的方法，測試系統(tǒng)包括至少一個測試板，所述測試板包括控制邏輯單元、交叉芯片、光模塊和高速連接器。背板安裝在系統(tǒng)機架中，電腦通過網(wǎng)線連接到機架的以太網(wǎng)口，與測試板的控制邏輯單元通信，交叉芯片直接把需要測試的通道連接到光模塊中，再由與光模塊光纖相連的外部測試儀表對測試背板傳輸?shù)母咚傩盘柕馁|(zhì)量進行誤碼率測量、眼圖測試并分析故障點。本發(fā)明通過模塊化設計的背板測試系統(tǒng)，使一般通用背板的測試設備均可共用該背板測試系統(tǒng)，測試設備簡單、易操作，并可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，節(jié)約了開發(fā)成本和生產(chǎn)成本，使得背板功能測試成本遠低于外購專業(yè)測試儀器和軟件。
文檔編號H04B10/073GK103200044SQ20131009010
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者徐升, 郭志霞, 潘慧 申請人:烽火通信科技股份有限公司