一种基于qsfp的可变功耗高速回环测试模块

文档序号:346319 发布日期:2021-12-03 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于qsfp的可变功耗高速回环测试模块 (QSFP-based variable power consumption high-speed loop test module ) 是由 李刚 于 2021-09-08 设计创作,主要内容包括:本发明提出了一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块,涉及接口测试技术领域。包括主控模块,还包括与主控模块连接的光模块接口;所述主控模块连接有负载回路组;所述光模块接口还连接有AC耦合回环电路;以达到能够需求来分别设置模块的功耗,既节约能源,又能用一个产品实现不同功耗需求,不需要在测试过程中更换模块;同时可以对每个功能引脚进行测试,检测是否开路、短路,结果可以通过寄存器供上位机进行读取判断,形成全覆盖测试;还可以通过主控模块检测光模块接口上的输入电压大小;并且无需价格高、而寿命短光纤,本模块内部设计有无源高速信号回环,通过此便能够实现交换机、路由器的高速数据信号链路的测试。(The invention provides a QSFP-based variable power consumption high-speed loop test module, and relates to the technical field of interface test. The optical module interface is connected with the main control module; the main control module is connected with a load loop group; the optical module interface is also connected with an AC coupling loop circuit; the power consumption of the modules can be set according to requirements, so that energy is saved, different power consumption requirements can be realized by using one product, and the modules do not need to be replaced in the test process; meanwhile, each functional pin can be tested to detect whether the pin is open-circuited or short-circuited, and the result can be read and judged by an upper computer through a register to form a full-coverage test; the input voltage on the optical module interface can be detected through the main control module; and need not the high price and short-lived optic fibre, the inside design of this module has passive high-speed signal to return the ring, just can realize the test of the high-speed data signal link of switch, router through this.)

一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块

技术领域

本发明涉及接口测试技术领域,具体而言,涉及一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块。

背景技术

目前交换机和路由器的类型逐渐增多,同时其需要和云服务器交互的功能也越来越多,而为了保证最终产品功能的稳定性,需要事先对其功能接口进行全面测试。

而目前用于交换机和路由器的接口测试系统在使用时存在以下问题:

1.目前在交换机、路由器的端口测试领域使用的是高速回环模块,其额定功耗比较高,在进行大量测试时,导致能源浪费,不符合当今节能环保主题;

2.目前在交换机、路由器的端口测试领域使用的高速回环模块,其额定功耗固定,导致无法一次性满足其它不同等级功耗的验证需求;

3.目前在交换机、路由器的端口测试领域使用的高速回环模块,无法分别逐一测试待测产品每一个功能管脚,判断待测产品的接口连接器焊接是否开路或短路,造成测试覆盖范围不全;

4.如使用光模块接口和光纤测试,其价格较高,而且光模块接口插拔次数在200次左右就超过使用寿命,就需要将其做报废处理,从而造成浪费资源,也使得成本昂贵。

针对上述问题,如何设计一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块是我们目前迫切需要解决的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块,以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明的实施例是这样实现的:

本申请实施例提供一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块,其包括主控模块,还包括与主控模块连接的光模块接口;主控模块连接有负载回路组;光模块接口还连接有AC耦合回环电路;

负载回路组用于连接交换机或路由器的接口电源并通过主控模块进行控制功耗的大小;

AC耦合回环电路用于在光模块接口内部形成无源高速信号回环。

在本发明的一些实施例中,上述主控模块包括控制器U1、滤波器FB1和电阻R4;

控制器U1的第5引脚连接滤波器FB1的第1引脚,滤波器FB1的第2引脚以及控制器U1的第1引脚和第17引脚均连接VCC端;

控制器U1的第31引脚连接电阻R4的一端,电阻R4的另一端和控制器U1的第0引脚均连接GND端。

在本发明的一些实施例中,上述光模块接口包括连接器J1,且连接器J1的第1引脚、第4引脚、第7引脚、第13引脚、第16引脚、第19引脚、第20引脚、第23引脚、第26引脚、第32引脚第35引脚和第38引脚均连接GND端;光模块接口还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容C13;

电阻R1、电阻R2和电阻R3的一端分别与连接器J1的第8引脚、第31引脚和第9引脚以及控制器U1的第24引脚、第25引脚和第4引脚连接;电阻R1、电阻R2和电阻R3的另一端均与VCC端连接;连接器J1的第9引脚和控制器U1的第4引脚还与电容C13的一端连接,电容C13的另一端连接GND端。

在本发明的一些实施例中,上述AC耦合回环电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电容C12;

电容C1的两端分别与连接器J1的第36引脚和第17引脚;

电容C2的两端分别与连接器J1的第37引脚和第18引脚;

电容C3的两端分别与连接器J1的第3引脚和第22引脚;

电容C8的两端分别与连接器J1的第2引脚和第21引脚;

电容C9的两端分别与连接器J1的第33引脚和第14引脚;

电容C10的两端分别与连接器J1的第34引脚和第15引脚;

电容C11的两端分别与连接器J1的第5引脚和第25引脚;

电容C12的两端分别与连接器J1的第5引脚和第24引脚。

在本发明的一些实施例中,上述负载回路组包括第一负载电路、第二负载电路、第三负载电路和第四负载电路;

第一负载电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16和场效应管Q2;

电阻R14的一端连接VCC端,另一端连接场效应管Q2的第3引脚;场效应管Q2的第1引脚分别连接电阻R15和电阻R16的一端;电阻R15的另一端连接控制器U1的第26引脚;电阻R16的另一端连接场效应管Q2的第2引脚,并连接GND端。

在本发明的一些实施例中,上述第二负载电路包括电阻R6、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和场效应管Q1;

电阻R6、电阻R8、电阻R10、电阻R11的一端均与电源VCC_TX连接,且另一端均与场效应管Q1的第3引脚连接;场效应管Q1的第1引脚分别与电阻R12和电阻R13的一端连接,电阻R12的另一端与控制器U1的第28引脚相连;电阻R13的另一端与场效应管Q1的第2引脚相连,并连接GND端。

在本发明的一些实施例中,上述第三负载电路包括电阻R25、电阻R27、电阻R29、电阻R30和场效应管Q4;

电阻R25和电阻R27的一端均连接VCC端,另一端连接场效应管Q4的第3引脚;场效应管Q4的第1引脚分别连接电阻R29和电阻R30的一端;电阻R29的另一端连接控制器U1的第14引脚;电阻R30的另一端连接场效应管Q4的第2引脚,并连接GND端。

在本发明的一些实施例中,上述第四负载电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R26、电阻R28和场效应管Q3;

电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20的一端均与电源VCC_TX连接;电阻R21和电阻R22的一端均连接VCC端;电阻R23和电阻R24的一端均与电源VCC_RX连接;且电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23和电阻R24的另一端连接场效应管Q3的第3引脚连接;场效应管Q3的第1引脚分别与电阻R26和电阻R28的一端连接,电阻R26的另一端连接控制器U1的第32引脚;电阻R28的另一端连接场效应管Q3的第2引脚,并连接GND端。

在本发明的一些实施例中,上述还包括提示电路,提示电路包括发光二极管D1、发光二极管D2、电阻R31和电阻R32;

发光二极管D1和发光二极管D2的一端均连接VCC端,且另一端分别与电阻R31和电阻R32的一端连接,电阻R31的另一端连接控制器U1的第27引脚;电阻R32的另一端连接控制器U1的第9引脚。

在本发明的一些实施例中,上述还包括固定负载电路,固定负载电路包括电阻R5、电阻R7和电阻R9;

电阻R5、电阻R7和电阻R9的一端均与VCC_RX连接,电阻R5、电阻R7和电阻R9的另一端连接GND端。

相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:通过设置的主控模块以及负载回路组,从而便能够根据客户需求来分别通过待测设置通过命令来设置模块的功耗,需求多少,设置多少,即达到客户的不同功耗需求,又达到节约不必要的浪费,节约能源;并且能够对需要检测的交换机和路由器的每一个功能引脚进行测试,从而检测是否开路、短路,并且结果可以通过寄存器供上位机进行读取判断,形成全覆盖测试;

而通过设置的光模块接口以及AC耦合回环电路,从而在光模块接口内部形成无源高速信号回环,进而达到交换机、路由器的高速数据信号链路的测试,也就使得本装置无需连接外部光纤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1为本发明实施例中控制器U1的连接示意图;

图2为本发明实施例中连接器J1的连接示意图;

图3为本发明实施例中固定负载电路的连接示意图;

图4为本发明实施例中第一负载电路的连接示意图;

图5为本发明实施例中第二负载电路的连接示意图;

图6为本发明实施例中第三负载电路的连接示意图;

图7为本发明实施例中第四负载电路的连接示意图;

图8为本发明实施例中提示电路的连接示意图;

图9为本发明实施例中控制器U1控制功耗输出的原理图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,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他实施例,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1-图9,图1为本发明实施例中控制器U1的连接示意图;图2为本发明实施例中连接器J1的连接示意图;图3为本发明实施例中固定负载电路的连接示意图;图4为本发明实施例中第一负载电路的连接示意图;图5为本发明实施例中第二负载电路的连接示意图;图6为本发明实施例中第三负载电路的连接示意图;图7为本发明实施例中第四负载电路的连接示意图;图8为本发明实施例中提示电路的连接示意图;图9为本发明实施例中控制器U1控制功耗输出的原理图。

本申请实施例提供一种基于QSFP的可变功耗高速回环测试模块,其包括主控模块,还包括与主控模块连接的光模块接口;主控模块连接有负载回路组;光模块接口还连接有AC耦合回环电路;

负载回路组用于连接交换机或路由器的接口并通过主控模块进行控制;

AC耦合回环电路用于在光模块接口内部形成无源高速信号回环。

其中,控制器是微型可编程控制器,可以通过软件编程的方法使其实现与待测产品的通信与接口控制,以及自身内部的功耗分级设定、电压检测、温度检测、状态指示灯的控制。

如图9所示,而本整体模块设计有四个功耗负载电路,即是负载回路组,由被测产品通过通信链路发送命令给可编程控制器,控制4个控制信号来控制四个功耗负载电路的通断,从而来实现需求的各功耗能级。

而本整体模块的设计是在目前市场现有测试模块的基础功能上,增加可编程控制器,而通过软件编程来实现输入与输出信号的检测:

对于输入信号,在内部使用寄存器数值来标记输入信号(复位信号、高低功耗控制信号、模块使能信号),供被测产品通过通信链路来读取标记数值,判断此信号是否开路或短路。

而对于输出信号(中断信号),被测产品通过通信链路来控制本设计产品的中断信号输出高或低,被测产品端检测此中断信号是否与期望电平高低相匹配,来判断此信号是否开路或短路。

通过上述两种方法,可以对每一个功能引脚进行测试,检测是否开路、短路,结果可以通过寄存器供上位机进行读取判断,形成全覆盖测试。

而模块设计将被测产品高速差分信号在本模块输入接口侧,通过AC耦合回环电路处理后,再送到输出接口,从而达到无源高速信号回环。

从而使得本装置具有以下好处:

1.目前市场上其它产品功耗固定,额定功耗比较高,在本产品内部设计的控制器,可以根据需求来分别设置模块的功耗,需求多少,设置多少,既节约能源,又能用一个产品实现不同功耗需求,不需要在测试过程中更换模块。

2.目前市场上其它产品无法实现对每一个功能管脚分别逐一测试,判断待测产品的接口连接器焊接是否开路或短路,造成测试覆盖范围不全;并能够对需要检测的交换机和路由器的每一个功能引脚进行测试,从而检测是否开路、短路,并且结果可以通过寄存器供上位机进行读取判断,形成全覆盖测试。

3.目前市场上使用光模块接口测试需要光纤,导致价格高、使用寿命短,而本模块在内部形成无源高速信号回环,只需要本模块就可以实现交换机、路由器的高速数据信号链路的测试。

在本实施例中,上述主控模块包括控制器U1、滤波器FB1和电阻R4;

如图1所示,控制器U1的第5引脚连接滤波器FB1的第1引脚,滤波器FB1的第2引脚以及控制器U1的第1引脚和第17引脚均连接VCC端;

控制器U1的第31引脚连接电阻R4的一端,电阻R4的另一端和控制器U1的第0引脚均连接GND端。

控制器U1的第6,7,8引脚分别连接光模块接口的三路输入电压。

在本实施例中,上述光模块接口包括连接器J1,且连接器J1的第1引脚、第4引脚、第7引脚、第13引脚、第16引脚、第19引脚、第20引脚、第23引脚、第26引脚、第32引脚第35引脚和第38引脚均连接GND端;光模块接口还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容C13;

如图2所示,电阻R1、电阻R2和电阻R3的一端分别与连接器J1的第8引脚、第31引脚和第9引脚以及控制器U1的第24引脚、第25引脚和第4引脚连接;电阻R1、电阻R2和电阻R3的另一端均与VCC端连接;连接器J1的第9引脚和控制器U1的第4引脚还与电容C13的一端连接,电容C13的另一端连接GND端。

在本实施例中,上述AC耦合回环电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电容C12;

如图2所示,电容C1的两端分别与连接器J1的第36引脚和第17引脚;电容C2的两端分别与连接器J1的第37引脚和第18引脚;电容C3的两端分别与连接器J1的第3引脚和第22引脚;电容C8的两端分别与连接器J1的第2引脚和第21引脚;电容C9的两端分别与连接器J1的第33引脚和第14引脚;电容C10的两端分别与连接器J1的第34引脚和第15引脚;电容C11的两端分别与连接器J1的第5引脚和第25引脚;电容C12的两端分别与连接器J1的第5引脚和第24引脚。

在本实施例中,上述负载回路组包括第一负载电路、第二负载电路、第三负载电路和第四负载电路;

第一负载电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16和场效应管Q2;

如图4所示,电阻R14的一端连接VCC端,另一端连接场效应管Q2的第3引脚;场效应管Q2的第1引脚分别连接电阻R15和电阻R16的一端;电阻R15的另一端连接控制器U1的第26引脚;电阻R16的另一端连接场效应管Q2的第2引脚,并连接GND端。

在本实施例中,上述第二负载电路包括电阻R6、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和场效应管Q1;

如图5所示,电阻R6、电阻R8、电阻R10、电阻R11的一端均与电源VCC_TX连接,且另一端均与场效应管Q1的第3引脚连接;场效应管Q1的第1引脚分别与电阻R12和电阻R13的一端连接,电阻R12的另一端与控制器U1的第28引脚相连;电阻R13的另一端与场效应管Q1的第2引脚相连,并连接GND端。

在本实施例中,上述第三负载电路包括电阻R25、电阻R27、电阻R29、电阻R30和场效应管Q4;

如图6所示,电阻R25和电阻R27的一端均连接VCC端,另一端连接场效应管Q4的第3引脚;场效应管Q4的第1引脚分别连接电阻R29和电阻R30的一端;电阻R29的另一端连接控制器U1的第14引脚;电阻R30的另一端连接场效应管Q4的第2引脚,并连接GND端。

在本实施例中,上述第四负载电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R26、电阻R28和场效应管Q3;

如图7所示,电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20的一端均与VCC_TX连接;电阻R21和电阻R22的一端均连接VCC端;电阻R23和电阻R24的一端均与VCC_RX连接;且电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23和电阻R24的另一端连接场效应管Q3的第3引脚连接;场效应管Q3的第1引脚分别与电阻R26和电阻R28的一端连接,电阻R26的另一端连接控制器U1的第32引脚;电阻R28的另一端连接场效应管Q3的第2引脚,并连接GND端。

在本实施例中,上述还包括提示电路,提示电路包括发光二极管D1、发光二极管D2、电阻R31和电阻R32;

如图8所示,发光二极管D1和发光二极管D2的一端均连接VCC端,且另一端分别与电阻R31和电阻R32的一端连接,电阻R31的另一端连接控制器U1的第27引脚;电阻R32的另一端连接控制器U1的第9引脚。

在本实施例中,上述还包括固定负载电路,固定负载电路包括电阻R5、电阻R7和电阻R9;

如图3所示,电阻R5、电阻R7和电阻R9的一端均与控制器U1的第7引脚连接,电阻R5、电阻R7和电阻R9的另一端连接GND端。

在本实施例中,还包括主控模块检测光模块接口输入电压,光模块接口三路电压接入到U1的第6,7,8引脚,利用U1内部的ADC功能,基于软件算法得到光模块接口三路电压的大小,并记录于U1内部寄存器中。

其中,上述寄存器也即是存储器,此存储器可以是但不限于,随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable ProgrammableRead-Only Memory,EEPROM)等。

而控制器也即是处理器,此处理器可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。该处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以理解,图1-图7所示的结构仅为示意,还可包括比图1-图7中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1-图7所示不同的配置。图1-图7中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其它的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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