阅读说明：本技术 Fc总线式故障注入仪 (FC bus type fault injection instrument ) 是由 田兴龙 谢思明 张彬彬 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了FC总线式故障注入仪,用于解决现有的FC总线测试方法无法对FC总线中捕获的链路数据进行修改替换、删除、插入以及延时操作后发回至链路,且测试效率低的问题；包括机箱平台、主控制器单元、FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元；本发明将FC总线式故障注入仪串入光纤总线式通信链路中,监控FC链路中的数据,设置特定原语或帧内容为触发条件,将捕获的链路数据进行修改替换、删除、插入以及延时操作后发回至链路,实现链路数据故障注入功能；用户可使用该产品搭建网络测试环境,实现对光纤总线通信链路进行各种故障信息注入,以验证通信系统中各节点设备的可靠性和稳定性。(The invention discloses an FC bus type fault injection instrument which is used for solving the problems that the existing FC bus test method cannot modify, replace, delete, insert and delay the link data captured in an FC bus and then sends the link data back to a link, and the test efficiency is low; the system comprises a case platform, a main controller unit, an FC optical fiber interface communication A channel unit and an FC optical fiber interface communication B channel unit; the invention connects FC bus type fault injection instrument into fiber bus type communication link, monitors data in FC link, sets specific primitive or frame content as trigger condition, sends back captured link data to link after modification, deletion, insertion and delay operation, realizes link data fault injection function; a user can use the product to set up a network test environment, and various fault information injection is carried out on the optical fiber bus communication link, so that the reliability and stability of each node device in the communication system are verified.)

FC总线式故障注入仪

技术领域

本发明涉及FC总线故障注入技术领域，具体为FC总线式故障注入仪。

背景技术

FC是由美国标准化委员会的X3T11小组于1988年提出的高速串行传输总线，解决了并行总线SCSI遇到的技术瓶颈，并在同一大的协议平台框架下可以映射更多FC-4上层协议。FC具备通道和网络双重优势，具备高带宽、高可靠性、高稳定性，抵抗电磁干扰等优点，能够提供非常稳定可靠的光纤连接，容易构建大型的数据传输和通信网络，支持1x、2x、4x和8x的带宽连接速率，随着技术的不断发展该带宽还在不断进行扩展，以满足更高带宽数据传输的技术性能要求。但是在实际应用中，要保证总线系统的高可靠性，总线测试必不可少。

现有的FC总线测试方法无法对FC总线中捕获的链路数据进行修改替换、删除、***以及延时操作后发回至链路，且测试效率低。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的FC总线测试方法无法对FC总线中捕获的链路数据进行修改替换、删除、***以及延时操作后发回至链路，且测试效率低的问题，而提出FC总线式故障注入仪。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：FC总线式故障注入仪，包括机箱平台、主控制器单元、FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元；

所述主控制器单元通过PCIe总线与FC光纤接口通信A通道单元通信连接；FC光纤接口通信A通道单元通过PCIe总线与FC光纤接口通信B通道单元通信连接；FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的一端均安装有ONU端口，FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的另一端均安装有OLT端口；

所述ONU端口与NC节点通信连接，OLT端口分别与NT1节点和NT2节点通信连接；ONU端口和OLT端口用于接收和发送数据以及处理；FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元串入FC总线通信链路上；

主控制器单元获取用户上位机运行配置参数信息，所述FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元上的OLT端口与ONU端口接收数据时，以原语和帧为单位进行数据捕获，每捕获到单位数据和该OLT端口与ONU端口的故障注入配置寄存器列表进行匹配比较，当其与列表中一组配置信息匹配结果一致，则按照该组匹配内容相对应的故障注入信息配置，对捕获的数据进行故障注入的相关操作，生成修改后的FC总线数据并将其发送到FC总线链路；当捕获数据与列表匹配数据均不一致，则进行透明转发操作，即将捕获的FC总线数据直接发送到通信链路。

优选的，所述主控制器单元通过RJ45接口与上位机通信连接。

优选的，所述机箱平台的内部安装有设备供电模块、内部总线PXIE接口互联底板和人机交互模块；所述人机交互模块包括键盘、触控面板和显示屏幕；设备供电模块、内部总线PXIE接口互联底板和人机交互模块与主控制器单元通信连接。

优选的，所述上位机用于用户设置故障注入匹配触发条件和故障注入内容数据以及下发管理功能并将其发送至主控制器单元，同时接收主控制器单元反馈的故障注入实时状态信息和更新故障注入界面状态及显示；故障注入匹配触发条件包括原语匹配、部分帧匹配和全帧匹配；

所述原语匹配中每组支持32bit原语逐位匹配；

所述部分帧匹配中帧头所有字段可选为匹配条件，SOF和EOF为匹配条件，同时帧数据区从任意起始位置匹配指定长度的数据；其中起始位置和长度以字节为单位。

优选的，所述故障注入的相关操作包括总线原语故障注入、FC帧整帧故障注入和总线FC帧长度故障注入；

所述总线原语故障注入仅在原语匹配时进行注入，注入内容为原语或其它32位数据；注入形式包括修改和***；修改包括替换功能；***包括前插和后插；

所述FC帧整帧故障注入仅在部分帧和全帧匹配时故障注入，注入形式包括修改、删除和***；修改包括替换整帧功能，帧头所有字段可选为被修改，SOF和EOF选为被修改，同时可从任意起始位置修改指定长度的数据，起始位置和长度字节为单位；帧内容被修改后，32位CRC软件设置是否重新生成；删除为删除匹配到的帧；***包括前***和后***，***帧的帧格式为符合协议的帧格式或为完全不符合协议的帧格式；***的帧为匹配到的帧或复制匹配帧；

所述总线FC帧长度故障注入的注入帧形式包括超长帧和超短帧，其注入形式包括修改和修改。

优选的，所述FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的通信协议包括FC-AE-1553和MIL-STD-1553B两种协议。

优选的，所述FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元内还包括光模块；主控制器单元内还包括用于控制光模块开启、单独关闭和交替关闭的控制单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将FC总线式故障注入仪串入光纤总线式通信链路中，监控FC链路中的数据，设置特定原语或帧内容为触发条件，将捕获的链路数据进行修改替换、删除、***以及延时操作后发回至链路，实现链路数据故障注入功能；用户可使用该产品搭建网络测试环境，实现对光纤总线通信链路进行各种故障信息注入，以验证通信系统中各节点设备的可靠性、稳定性和健壮性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的FC总线式故障注入仪硬件框架和设备串入总线式光纤通信链路示意图；

图2为本发明FC光纤接口通信A通道单元上的OLT端口接收数据处理流程图；

图3为本发明FC光纤接口通信A通道单元上的ONU端口接收数据处理流程图；

图4为本发明FC光纤接口通信B通道单元上的OLT端口接收数据处理流程图；

图5为本发明FC光纤接口通信B通道单元上的ONU端口接收数据处理流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，FC总线式故障注入仪，包括机箱平台、主控制器单元、FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元；

主控制器单元提供Win7-64位操作系统平台运行FC总线协议故障注入软件；

主控制器单元通过PCIe总线与FC光纤接口通信A通道单元通信连接；FC光纤接口通信A通道单元通过PCIe总线与FC光纤接口通信B通道单元通信连接；FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的一端均安装有ONU端口，FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的另一端均安装有OLT端口；

ONU端口与NC节点通信连接，OLT端口分别与NT1节点和NT2节点通信连接；ONU端口和OLT端口用于接收和发送数据以及处理；FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元串入FC总线通信链路上；

主控制器单元获取用户上位机运行配置参数信息，FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元上的OLT端口与ONU端口接收数据时，以原语和帧为单位进行数据捕获，每捕获到单位数据和该OLT端口与ONU端口的故障注入配置寄存器列表进行匹配比较，当其与列表中一组配置信息匹配结果一致，则按照该组匹配内容相对应的故障注入信息配置，对捕获的数据进行故障注入的相关操作，生成修改后的FC总线数据并将其发送到FC总线链路；当捕获数据与列表匹配数据均不一致，则进行透明转发操作，即将捕获的FC总线数据直接发送到通信链路。

主控制器单元通过RJ45接口与上位机通信连接；

机箱平台的内部安装有设备供电模块、内部总线PXIE接口互联底板和人机交互模块；人机交互模块包括键盘、触控面板和显示屏幕；设备供电模块、内部总线PXIE接口互联底板和人机交互模块与主控制器单元通信连接。

上位机用于用户设置故障注入匹配触发条件和故障注入内容数据以及下发管理功能并将其发送至主控制器单元，同时接收主控制器单元反馈的故障注入实时状态信息和更新故障注入界面状态及显示；故障注入匹配触发条件包括原语匹配、部分帧匹配和全帧匹配；

原语匹配：每组支持32bit原语逐位匹配；

部分帧匹配：帧头所有字段可选为匹配条件，SOF和EOF可选为匹配条件，同时帧数据区可从任意起始位置匹配指定长度的数据，起始位置和长度以字节为单位；

支持全帧匹配；

支持多种故障注入形式

支持总线原语故障注入，仅在原语匹配时进行注入，注错内容可以是原语也可以是其它32位数据；注入形式包含：修改(包括替换功能)、***(支持前插和后插)，没有删除功能；

支持FC帧整帧故障注入(仅在部分帧和全帧匹配时故障注入)，注入形式包含：修改、删除、***；

修改功能：包括替换整帧功能，帧头所有字段可选为被修改，SOF和EOF可选为被修改，同时可从任意起始位置修改指定长度的数据，起始位置和长度字节为单位；帧内容被修改后，32位CRC可软件设置是否重新生成；

删除功能：删除匹配到的帧；

***功能：支持前***和后***，***帧的帧格式可配置为符合协议的帧格式也可配置为完全不符合协议的帧格式；可支持***的帧为匹配到的帧(复制匹配帧作为***帧)，连续***次数可配置且次数不低于4次。

总线FC帧长度故障注入，其注入帧形式包含：超长帧(最大支持到4KB)、超短帧(不大于32B不低于4B)；注入形式包含：***(支持前***和后***)、修改(修改帧长度，长度可设置为4B-4kB,长度单位为4B)；

FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的通信协议包括FC-AE-1553和MIL-STD-1553B两种协议；MIL-STD-1553B协议的格式说明如下表：

MIL-STD-1553B协议格式字段R_CTRL用于标示当前消息字的类型，0xF6表示BC发送一个命令字，0xF7表示BC发送两个命令字，0xF8表示RT发送；

FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元内还包括光模块；主控制器单元内还包括用于控制光模块开启、单独关闭和交替关闭的控制单元，开关时间可任意配置；

交替关闭时序为：单独FC光纤接口通信A通道单元光模块时间持续T1；FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的光模块同时打开时间持续T2；单独关闭FC光纤接口通信B通道单元的模块时间持续T1；FC光纤接口通信A通道单元和FC光纤接口通信B通道单元的光模块同时关闭时间持续T2；返回重复执行。

T1和T2可设置，可设时间精度为1ms，可设值范围为0-600000ms(10min)

本发明实现了以太网远程界面控制功能；2路独立的设备，支持互为热备方式同时工作；每1路FC通道支持双向通信数据的故障注入；故障注入过程中相关参数的统计显示功能，如故障注入条件匹配次数和执行注入次数等全局统计信息；故障注入延时时间较低，最大300us，最小2us；FC帧故障注入次数可设，可支持多条配置；FC原语的故障注入次数可设，可支持多条配置；匹配注入比次数可设。

本发明在使用时，将FC总线式故障注入仪串入光纤总线式通信链路中，监控FC链路中的数据，设置特定原语或帧内容为触发条件，将捕获的链路数据进行修改替换、删除、***以及延时操作后发回至链路，实现链路数据故障注入功能。用户可使用该产品搭建网络测试环境，实现对光纤总线通信链路进行各种故障信息注入，以验证通信系统中各节点设备的可靠性、稳定性和健壮性。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。