專利名稱：10Gbps誤碼分析測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝和維護(hù)高速10G光網(wǎng)絡(luò)的光通信儀器儀表，更具 體地說，本發(fā)明涉及一種主要對(duì)10Gbps左右的通信設(shè)備進(jìn)行誤碼分析的誤碼分 析測試儀。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員經(jīng)常會(huì)遇到通信線路連接不通，通信數(shù)據(jù)接 收不到，通信線路誤碼率高，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)程不匹配，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接不上等 問題。誤碼分析測試儀是幫助維護(hù)人員迅速找出網(wǎng)絡(luò)問題所在，解決網(wǎng)絡(luò)問題 和線路質(zhì)量測量的重要工具。它主要對(duì)數(shù)據(jù)通信設(shè)備和線路進(jìn)行安裝測試、工 程驗(yàn)收、日常維護(hù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信線路通道測試、故障査找、信令分析等功能， 是判斷數(shù)據(jù)通信線路是否正常的必不可少的測試工具。提供廣泛的通信協(xié)議， 適用于設(shè)備安裝，在線和離線診斷，調(diào)測和接口開發(fā)。
誤碼率(BER)是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，傳輸速 率越來越高，誤碼測試的速率也在不斷提升，串行數(shù)據(jù)流的速度不斷提高，而 誤碼規(guī)范也越來越嚴(yán)格，這使誤碼率測試變得越來越重要。目前，廉價(jià)的誤碼 測試儀的測試速率一般集中在2.5Gbps以下，高至10Gbps速率的4端口 SONET/SDH以及Q因子的高端誤碼測試儀被美國勝利公司、Agilent、TEKTRONIX、 JDSU等國際巨頭所壟斷。這種帶有用于減少光網(wǎng)絡(luò)單元的安裝時(shí)間的現(xiàn)場可設(shè) 計(jì)模塊的誤碼分析測試儀，功能多，操作復(fù)雜。在10Gbps日益成為主流寬帶設(shè) 備的今天， 一種功能簡單且成本低廉的10Gbps誤碼測試儀成為各大設(shè)備商和運(yùn)
5營商挑戰(zhàn)性的競爭對(duì)象。
一般而言，10Gbps誤碼分析測試儀的工作原理是從電口端發(fā)送偽隨機(jī)碼序 列，通過光源器件轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，然后發(fā)送給被測試器件，從被測試器件出來 的光信號(hào)通過光電轉(zhuǎn)化模塊轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，返回給誤碼分析測試儀進(jìn)行誤碼分 析?，F(xiàn)有技術(shù)中的10Gbps誤碼分析測試儀大部分的核心器件基本都是現(xiàn)場可編 程門陣列。并通過對(duì)現(xiàn)場可編程門陣列編程提供一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，接收模塊 和計(jì)數(shù)模塊對(duì)誤碼進(jìn)行監(jiān)控；并由外部提供的一個(gè)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，恢復(fù)接 收信號(hào)的碼型。
10Gbps誤碼分析測試儀對(duì)網(wǎng)絡(luò)元件的同步以及時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的相位 穩(wěn)定性有著特別高的需求。用于在理想點(diǎn)上(每個(gè)位的中心)對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行取 樣的時(shí)鐘信號(hào)，是接收器對(duì)傳輸信號(hào)本身時(shí)鐘恢復(fù)階段得到的。由于信號(hào)上的低 頻抖動(dòng)，得出的時(shí)鐘信號(hào)跟隨著頻率變化，而只要抖動(dòng)振幅不是特別的大，那么 取樣一般都是沒有誤差的。由于高頻抖動(dòng)，時(shí)鐘恢復(fù)電路對(duì)于變化的跟隨不能達(dá) 到使信號(hào)取樣沒有誤差的程度。在相位變化大于時(shí)鐘周期的一半時(shí)(=0. 5UI，或 單位間隔)，錯(cuò)誤的有效載荷信號(hào)取樣就是不可避免的了，它造成了誤碼。其他因 素可以更進(jìn)一步地減少判定域值的范圍。如果抖動(dòng)振幅太高，那么有可能有效載 荷信號(hào)會(huì)失去同步(幀丟失，LOF)。抖動(dòng)傳遞特性說明了網(wǎng)元通過使用合適的技 術(shù)減少或提高輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間抖動(dòng)幅度的能力。這種抖動(dòng)的減少對(duì)于 在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中防止在幾個(gè)網(wǎng)段上積聚抖動(dòng)尤其是必需的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種成本低廉，操 作簡單、方便，便于攜帶，適合在工程現(xiàn)場測試的10Gbps誤碼分析測試儀。
本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到。本發(fā)明提供的一種10Gbps 誤碼分析測試儀，包括， 一個(gè)聯(lián)結(jié)測試模塊器件，并能與PC機(jī)設(shè)置的用戶交互界面軟件進(jìn)行通信的評(píng)估板，其特征在于，評(píng)估板上，設(shè)置有一個(gè)連接被測試設(shè)備的誤碼測試芯片，用于偽隨機(jī)碼序列的發(fā)送、接收和誤碼檢測計(jì)數(shù)，并同
時(shí)向被測試設(shè)備輸出、輸入檢測信號(hào)； 一個(gè)與該芯片相連接的時(shí)鐘發(fā)生器，用于提供數(shù)據(jù)發(fā)送頻率； 一個(gè)用于與上位PC機(jī)和下位測試芯片進(jìn)行通信的C8051系列的單片機(jī)，該單片機(jī)上設(shè)置有連接上述PC機(jī)進(jìn)行通信的USB通信接口，還有連接誤碼測試芯片進(jìn)行通位和控制的12C兩線式巾行總線,誤碼測試芯片通過單片機(jī)向PC機(jī)提供發(fā)出的比特流量和誤碼總數(shù)，發(fā)出的比特流量山單片機(jī)記錄的測試時(shí)問和測試芯片輸出的指定頻率得到。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本發(fā)明只用了一個(gè)包含數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、接收模塊、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊、計(jì)數(shù)模塊，對(duì)誤碼進(jìn)行監(jiān)控的測試芯片，將以上所有的模塊功能都包括了，只需把相關(guān)的寄存器配置成誤碼測試功能即可；并且該芯片DSPLL技術(shù)，它能在高頻下防止抖動(dòng)的產(chǎn)生。具有高效、精簡、方便等特點(diǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
操作簡單。對(duì)測試人員沒有很高的技能要求，無需對(duì)測試員進(jìn)行專門的培訓(xùn)，測試員只需用PC上提供的用戶操作界面進(jìn)行選擇、設(shè)置，就可方便地操作進(jìn)行誤碼測試。不像很多大多數(shù)誤碼測試設(shè)備儀器，操作復(fù)雜，使用不便。
攜帶方便。該發(fā)明的誤碼分析儀集成度高、體積小、低功耗，合在工程現(xiàn)場測試。由于本發(fā)明硬件部分只有一個(gè)測試評(píng)估板，和其它大多數(shù)誤碼測試設(shè)備比起來要小巧、輕便?？梢杂脕?0Gbps通信系統(tǒng)的性能測試，比如穩(wěn)定性、抖動(dòng)及光通信中的靈敏度、消光比等。
成本低廉。本發(fā)明最大的特點(diǎn)在于成本非常低廉。由于電路結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，相比于現(xiàn)有技術(shù)大多數(shù)的10Gbps誤碼測試系統(tǒng)設(shè)備，其成本僅有其1%不到。誤碼分析測試方便、快捷、準(zhǔn)確。通過實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)碼序列的發(fā)送、接收和誤碼檢測計(jì)數(shù)，能夠設(shè)置偽隨機(jī)碼的碼型、輸出數(shù)據(jù)反向、發(fā)送碼速率等，可以方便地通過用戶操作界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和控制設(shè)備，準(zhǔn)確地測試和顯示出被測設(shè)備的誤碼率。
實(shí)用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、操作方便。比如穩(wěn)定性、抖動(dòng)、相位容差及光通信
中的靈敏度和消光比等測試。適合于10Gpbs通信系統(tǒng)的性能測試。


圖1是本發(fā)明10Gbps誤碼分析測試儀的組成框圖。圖2是本發(fā)明的測試評(píng)估板的連接方式圖。圖3是本發(fā)明安裝在PC機(jī)上的測試軟件的使用流程圖。圖4是本發(fā)明測試軟件的用戶操作界面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
參閱圖l。圖l描述了本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例。本發(fā)明的10Gbps誤碼分析測試儀主要包括， 一個(gè)與被測器件連接的測試評(píng)估板，它并能與PC機(jī)設(shè)置的用戶交互界面軟件進(jìn)行通信。在圖2所示的測試評(píng)估板上，設(shè)置有一個(gè)用于偽隨機(jī)碼序列的發(fā)送、接收和誤碼檢測計(jì)數(shù)的誤碼測試芯片模塊。該誤碼測試芯片連接被測試設(shè)備，并同時(shí)向被測試設(shè)備輸出、輸入信號(hào)。
所述微控制器為C8051系列的單片機(jī)，用于與上位PC機(jī)、下位測試芯片進(jìn)行通信。該單片機(jī)上有固件代碼，它通過測試評(píng)估板上的USB通信接口與PC機(jī)相連，并通過USB通信接口與上位PC機(jī)通信。用戶交互界面測試軟件運(yùn)行在PC機(jī)上。測試評(píng)估板上，在單片機(jī)與測試芯片之間具有能簡單、有效通信的兩線式串行總線I2C。它用來對(duì)測試芯片進(jìn)行控制，通信。12C總線是由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線。
8C8051系列的單片機(jī)可以選用Silicon Labs公司的C8051F320單片機(jī)。該C8051F320單片機(jī)通過測試評(píng)估板上的USB通信接口與PC機(jī)相連，它為上位PC機(jī)提供測試芯片總共發(fā)送出去的比特流量，測試時(shí)間和誤碼總數(shù)；它通過兩線式串行總線I2C對(duì)誤碼測試芯片進(jìn)行控制。PC機(jī)通過USB接口與評(píng)估板上的單片機(jī)相連，PC機(jī)上的用戶操作界面通過USB接口與單片機(jī)進(jìn)行通信；單片機(jī)通過兩線式串行總線I2C與誤碼測試芯片進(jìn)行通信，對(duì)測試芯片進(jìn)行初始化，測試信息、狀態(tài)讀取等；被測試設(shè)備與誤碼測試芯片相連接，測試芯片直接發(fā)送偽隨機(jī)碼對(duì)被測設(shè)備進(jìn)行測試。
用于為誤碼測試芯片提供參考時(shí)鐘的參考時(shí)鐘發(fā)生器連接測試芯片上。參考時(shí)鐘發(fā)生器可以選用的型號(hào)為Si534晶振芯片；它是一款多頻率晶振，它為用戶提供了四款可選的參考時(shí)鐘。參考時(shí)鐘晶振芯片可以選用Si534、 Si570或其它基于PLL技術(shù)的時(shí)鐘發(fā)生器。
上述誤碼測試芯片可以選用10Gbps XFP收發(fā)模塊，可以選用Silicon Labs公司的Si5040芯片。Si5040這款芯片作為誤碼測試處理芯片的Si5040芯片是一款高性能，與協(xié)議無關(guān)的10Gbps的XFP收發(fā)模塊。它包括了一個(gè)獨(dú)立的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊(CDR)，防抖動(dòng)的時(shí)鐘倍頻模塊(CMU)，以及數(shù)據(jù)重定時(shí)模塊。選用該芯片是基于工作電壓、處理速度、價(jià)格、支持的接口類型和功耗等因素確定的。Si5040中有個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)長度設(shè)置的寄存器，長度在被切換的時(shí)候，誤碼計(jì)數(shù)器會(huì)被清零而重新開始計(jì)數(shù)。把此功能作為開始誤碼計(jì)數(shù)的開關(guān)，對(duì)開始計(jì)時(shí)控制。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，發(fā)送有限長度的數(shù)據(jù)序列，用于判斷是否同步、信號(hào)丟失、時(shí)鐘丟失，記錄的誤碼無效；當(dāng)開關(guān)開啟時(shí)，誤碼計(jì)數(shù)器被清零，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊開始發(fā)送無限長度的數(shù)據(jù)序列，誤碼計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。同時(shí)，單片機(jī)會(huì)監(jiān)控誤碼計(jì)數(shù)器的狀態(tài)，看誤碼計(jì)數(shù)器是否發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
初始化時(shí)，用戶在人機(jī)交互接口對(duì)回環(huán)、碼型、輸出反向以及速率進(jìn)行選擇，Si5040相應(yīng)的寄存器會(huì)被設(shè)置。根據(jù)用戶做出的選擇，初始化相應(yīng)的寄存器，設(shè)置誤碼計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)值、信號(hào)丟失門限值等。判斷是否同步、信號(hào)丟失、時(shí)鐘丟失，成功設(shè)置后，給出設(shè)置成功信號(hào)。
結(jié)束計(jì)時(shí)用戶發(fā)送一個(gè)讀取信息，將Si5040中的誤碼值讀取出來，然后再到單片機(jī)中把時(shí)間和誤碼寄存器翻轉(zhuǎn)次數(shù)讀取出來。
測試結(jié)果返回時(shí)可根據(jù)讀取到的誤碼值、記錄時(shí)間、寄存器翻轉(zhuǎn)次數(shù)計(jì)算出誤碼率，顯示在用戶界面；同時(shí)，也把誤碼總數(shù)和記錄時(shí)間顯示出來。上述誤碼測試處理芯片含有
1) 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。根據(jù)提供的晶振輸出制定的頻率；發(fā)送偽隨機(jī)碼序列作為測試系統(tǒng)的信源比特流，以及提供發(fā)送數(shù)據(jù)流的切換開關(guān)；該模塊提供了偽隨機(jī)碼序列數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。因此只需對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行設(shè)置，即可發(fā)送PRBS31、 PRBS7等信源數(shù)據(jù)。當(dāng)回環(huán)為Line Loop時(shí)，向寄存器0x9D寫入0x11為PRBS7，寫入0x22為PRBS31;當(dāng)為XFI Loop時(shí)，向寄存器0xlD寫入0x11為PRBS7，寫入0x22為PRBS31。
2) 數(shù)據(jù)接收模塊。接收通信系統(tǒng)輸出給被測設(shè)備的比特流，并恢復(fù)接收到的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)；根據(jù)接收的比特流判定是否同步，信號(hào)丟失和時(shí)鐘丟失。該模塊在接收到數(shù)據(jù)之后，首先由時(shí)鐘數(shù)據(jù)提取恢復(fù)模塊把接收到的數(shù)據(jù)提取出所需要的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，并與同步比特流進(jìn)行比較；比較的同時(shí)，會(huì)判定是否偽同步，告警信號(hào)丟失，告警時(shí)鐘丟失。當(dāng)為Line Loop時(shí)，同步狀態(tài)在寄存器0x89的第二位顯示，信號(hào)丟失和時(shí)鐘丟失狀態(tài)在寄存器0x09的第四、五位顯示；與之對(duì)應(yīng)的XFI Loop分別在寄存器0x09的二、四、五位顯示。
3) 開關(guān)模塊。該模塊提供了一個(gè)發(fā)送有限字節(jié)長度和無限字節(jié)長度選擇的寄存器。在選項(xiàng)之間切換時(shí)，誤碼計(jì)數(shù)器會(huì)清零重新開始計(jì)數(shù)。于是可以把發(fā)送有限長度字節(jié)作為測試開關(guān)的關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)也可檢測是否同步；把發(fā)送無限長度字節(jié)作為測試開關(guān)的開啟狀態(tài)，作為真正測試時(shí)的工作狀態(tài)。當(dāng)回環(huán)為
Line Loop時(shí)，向Si5040的寄存器0x9E寫入0x00,開關(guān)開啟，同時(shí)C8051F320 內(nèi)部計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；同理，當(dāng)為XFILoop時(shí)，向Si5040的寄存器0xlE寫入 0x00即可。
4)誤碼檢查模塊。該模塊在誤碼產(chǎn)生后，誤碼值會(huì)被放入寄存器中。當(dāng) 為Line Loop時(shí)，Si5040的寄存器0xB0、 0xBl、 0xB2、 0xB3、 0xB4按高端模式 記錄了誤碼值；與之對(duì)應(yīng)的XFI Lo叩為0x30、 0x31、 0x32、 0x33、 0x34。 與PC機(jī)相連得C8051F320芯片單片機(jī)含有
1) 通信模塊它將PC機(jī)發(fā)送的參數(shù)，初始化測試芯片，并將測試芯片的 測試結(jié)果返回給PC機(jī)。單片機(jī)與上位PC機(jī)通過USB接口進(jìn)行信息交互，將PC 發(fā)送的參數(shù)，初始化Si5040;將Si5040測試結(jié)果返回給PC。該通信模塊通過 兩線式串行總線I2C與下位機(jī)誤碼測試芯片進(jìn)行設(shè)置信息交互。并通過USB接 口與上位機(jī)PC進(jìn)行控制信息交互；
2) 設(shè)置模塊用于對(duì)測試芯片進(jìn)行寄存器設(shè)置和讀取測試結(jié)果。單片機(jī)與 Si5040通過兩線式串行總線I2C進(jìn)行信息交互，對(duì)寄存器設(shè)置和測試結(jié)果的讀 取。
3) 計(jì)時(shí)模塊用于記錄誤碼測試過程的時(shí)間。在測試之前，計(jì)時(shí)器首先要 清零。Si5040開始測試的時(shí)候，單片機(jī)的計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，根據(jù)所記錄的時(shí)間 和發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，PC機(jī)即可計(jì)算出發(fā)送數(shù)據(jù)模塊總共發(fā)送的比特?cái)?shù)。
4) 監(jiān)控計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)模塊用于監(jiān)控誤碼測試芯片誤碼計(jì)數(shù)器的翻轉(zhuǎn)情況。測 試一開始，C8051F320會(huì)每隔0. 1秒去讀取Si5040的誤碼計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)狀態(tài)寄存器， 當(dāng)為Line Loop時(shí)，讀取寄存器0x89的第三位；當(dāng)為XFI Loop時(shí)，讀取寄存 器0x09的第三位。當(dāng)狀態(tài)由"1"變?yōu)?0"時(shí)，翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)加1。
圖中所指被測試設(shè)備可以是光電轉(zhuǎn)換模塊和系統(tǒng)級(jí)的光通道、電通道。參閱圖2。圖2描述了本發(fā)明的測試評(píng)估板的連接方式評(píng)估板的TXDOUT 端口與發(fā)光器件相連，從TXDOUT發(fā)送出來的偽隨機(jī)序列碼會(huì)被轉(zhuǎn)化成光信號(hào)。 轉(zhuǎn)化后的光信號(hào)與被測器件相連接，通過被測器件后的光信號(hào)與接收器件相連， 接收器件會(huì)把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)送回測試評(píng)估板的RXDIN端口 。 PC機(jī)會(huì)通過 USB通信接口和測試評(píng)估板上的單片機(jī)，單片機(jī)通過兩線式串行總線I2C和 Si5040相連。
參閱圖3。圖3描述了本發(fā)明安裝在PC機(jī)上的測試軟件的使用流程圖。該 測試軟件LabWindows/CVI是針對(duì)測試領(lǐng)域的ANSI C語言開發(fā)環(huán)境，具有豐富 的庫函數(shù)，每個(gè)函數(shù)都提供函數(shù)面板，專業(yè)化的圖形界面設(shè)計(jì)的控件，并且能 提供交互式的編程環(huán)境和豐富的調(diào)試手段。它是安裝在PC機(jī)上，用于與測試人 員進(jìn)行測試交互的一個(gè)測試軟件，。 該測試軟件提含有 1)參數(shù)設(shè)置部件
回環(huán)設(shè)置模塊提供Line Loop和XFI Loop的選擇按鈕來選擇回環(huán)類型。 當(dāng)C8051F320向Si5040的寄存器0x02，寫入0x5C時(shí)，選擇的是Line Loop; 寫入0x5A時(shí)，是XFI Loop。
頻率設(shè)置模塊提供9.95Gbps、 10. 31Gbps、 10. 70Gbps和11. 10Gbps四 個(gè)頻段的選項(xiàng)。該頻率用于計(jì)算發(fā)送數(shù)據(jù)模塊的總數(shù)。
碼型設(shè)置模塊提供PRBS7和PRBS31的選項(xiàng)。當(dāng)為Line Loop的時(shí)候， C8051F320向Si5040的寄存器0x9D，寫入Oxll為PRBS7，寫入0x22為PRBS31; 當(dāng)為XFI Loop的時(shí)候，向Si5040的寄存器OxlD,寫入Oxll為PRBS7，寫入0x22 為PRBS31。
輸出數(shù)據(jù)反向設(shè)置模塊提供輸出數(shù)據(jù)反向選擇。當(dāng)為Line Loop時(shí)， C8051F320向Si5040的寄存器0x9C，寫入0x42輸出數(shù)據(jù)反向；當(dāng)為XFI Loop的時(shí)候，向OxlC寫入0x42輸出數(shù)據(jù)反向。 2)初始化部件
初始化分為Line Loop和XFI Loop兩種情況。首先向Si5040的寄存器0xB8 和0x38寫入0xF5，工作頻率即可達(dá)到11. 1Gbps以上。然后當(dāng)為Line Loop時(shí)， 向寄存器0xAF寫人0xlB，設(shè)置誤碼計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)的門限值。設(shè)置完成之后，寄存器 0x89的第一位為零，即為同步，寄存器0x09的第四、五位為零，分別表示信號(hào) 未丟失、時(shí)鐘未丟失。這時(shí)，把初始化成功的信號(hào)燈變綠，顯示誤碼率的面板 可使用。同理，XFI Loop也一樣，翻轉(zhuǎn)門限值設(shè)置是向0x2F寫入0xlB。同步、 信號(hào)丟失和時(shí)鐘丟失分別判斷寄存器0x09的第二、四、五位是否為零。初始化 成功后把信號(hào)燈變綠，開啟誤碼率顯示面板。 3)開關(guān)功能部件
開關(guān)功能主要是控制發(fā)送數(shù)據(jù)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)使C8051F320開始計(jì)時(shí)。 1)測試結(jié)果顯示模塊
測試結(jié)果顯示模塊主要完成讀取測試時(shí)間，讀取測試誤碼數(shù)，讀取測試誤 碼計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)個(gè)數(shù)，計(jì)算誤碼率，顯示誤碼率。讀取測試時(shí)間，PC機(jī)通過USB 讀取C8051F320的寄存器即可。誤碼計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)次數(shù)由單片機(jī)記錄，PC機(jī)只需 讀取C8051F320的寄存器即可。接著把讀取的結(jié)果通過公式誤碼率=(誤 碼數(shù)+ 2'40 X翻轉(zhuǎn)次數(shù))/ (測試時(shí)間X速率)，即可計(jì)算出誤碼率。其中 2—40是由于誤碼計(jì)數(shù)器有40-bits。最后把誤碼率顯示在用戶操作界面上。
參閱圖4。本發(fā)明的工作方式與現(xiàn)有設(shè)備器件的工作方式大致相同它首 先會(huì)從電口端發(fā)送偽隨機(jī)碼序列，通過光源器件轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，然后發(fā)送給被 測試器件，從被測試器件出來的光信號(hào)會(huì)通過光電轉(zhuǎn)化模塊轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，返 回到誤碼分析測試儀，從而進(jìn)行誤碼分析。
PC機(jī)上提供的操作界面是由UbWindows/CVI開發(fā)的用戶操作界面，是人機(jī)
13交互輸入、輸出接口，用來初始化儀器設(shè)備和顯示儀器設(shè)備測試結(jié)果；單片機(jī)
通過被測試設(shè)備的信號(hào)通道后，返回到測試芯片，測試芯片中有時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù) 模塊，它會(huì)提取時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，然后通過芯片的誤碼檢測機(jī)制，計(jì)算出誤碼數(shù)。 最后，上位機(jī)把得到的誤碼數(shù)和發(fā)送的總的比特流量讀取出來然后相除，即可 得到誤碼率。
開機(jī)啟動(dòng)后，用戶通過PC機(jī)上提供的用戶操作界面進(jìn)行各種工作參數(shù)設(shè)置
和對(duì)誤碼測試芯片進(jìn)行初始化。其中包括回環(huán)選擇、輸出頻率的選擇、數(shù)據(jù)輸 出反向選擇以及碼型選擇。初始化是對(duì)芯片寄存器的設(shè)置，使它被配制成所需 要的誤碼分析儀的形式。所有的設(shè)置都是通過單片機(jī)把配制參數(shù)傳遞給誤碼測 試芯片的寄存器的。接著，用戶打開用戶操作界面上的開關(guān)按鈕，誤碼測試芯 片根據(jù)剛剛的配置信息，開始發(fā)送測試碼型，即信源數(shù)據(jù)。同時(shí)，單片機(jī)里的 計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。信源數(shù)據(jù)通過被測試設(shè)備后，由誤碼測試芯片接收模式接收 到，通過對(duì)發(fā)送碼與接收碼的逐位比較，比較后的結(jié)果會(huì)在誤碼計(jì)數(shù)寄存器里 面保存。另外，單片機(jī)會(huì)監(jiān)控誤碼計(jì)數(shù)寄存器是否計(jì)滿，發(fā)生返轉(zhuǎn)，它會(huì)每隔 一定時(shí)間去讀取誤碼測試芯片的狀態(tài)寄存器，判斷計(jì)數(shù)寄存器是否發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
當(dāng)用戶發(fā)送讀取誤碼率的信號(hào)的時(shí)候，PC機(jī)會(huì)通過單片機(jī)把誤碼測試芯片中的 誤碼計(jì)數(shù)寄存器中的數(shù)據(jù)讀取出來，同時(shí)也會(huì)得到單片機(jī)中計(jì)時(shí)時(shí)間和誤碼寄 存器發(fā)生翻轉(zhuǎn)的次數(shù)。PC機(jī)會(huì)把結(jié)果分析后顯示給用戶，從而實(shí)現(xiàn)了界面友好 的人機(jī)交互誤碼分析檢測平臺(tái)，使測試人員方便、簡單地測試誤碼。
權(quán)利要求
1.一種10Gbps誤碼分析測試儀，包括，一個(gè)聯(lián)結(jié)測試模塊器件，并能與PC機(jī)設(shè)置的用戶交互界面軟件進(jìn)行通信的評(píng)估板，其特征在于，評(píng)估板上，設(shè)置有一個(gè)連接被測試設(shè)備的誤碼測試芯片，用于偽隨機(jī)碼序列的發(fā)送、接收和誤碼檢測計(jì)數(shù)，并同時(shí)向被測試設(shè)備輸出、輸入檢測信號(hào)；一個(gè)與該芯片相連接的時(shí)鐘發(fā)生器，用于提供數(shù)據(jù)發(fā)送頻率；一個(gè)用于與上位PC機(jī)和下位測試芯片進(jìn)行通信的C8051系列的單片機(jī)，該單片機(jī)上設(shè)置有連接上述PC機(jī)進(jìn)行通信的USB通信接口，還有連接誤碼測試芯片進(jìn)行通信和控制的I2C兩線式串行總線，誤碼測試芯片通過單片機(jī)向PC機(jī)提供發(fā)出的比特流量和誤碼總數(shù)，發(fā)出的比特流量由單片機(jī)記錄的測試時(shí)間和測試芯片輸出的指定頻率得到。
2. 按權(quán)利要求1所述的10Gbps誤碼分析測試儀，其特征在于所述的誤碼 測試芯片，包括一個(gè)獨(dú)立的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊(CDR)，防抖動(dòng)的時(shí)鐘倍頻模塊(CMU)，以及數(shù)據(jù)重定時(shí)模塊。
3. 按權(quán)利要求1所述的10Gbps誤碼分析測試儀，其特征在于所述的誤碼 測試芯片還含有數(shù)據(jù)發(fā)送模塊根據(jù)提供的晶振輸出制定的頻率，發(fā)送作為測試系統(tǒng)信源比特流的偽隨機(jī)碼序列，以及發(fā)送數(shù)據(jù)流的切換開關(guān)；數(shù)據(jù)接收模塊接收通信系統(tǒng)輸出給被測設(shè)備的比特流，并恢復(fù)接收到的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)；根據(jù)接收的比特流判定是否同步，信號(hào)丟失和時(shí)鐘丟失；開關(guān)模塊供一個(gè)發(fā)送有限字節(jié)長度和無限字節(jié)長度選擇的寄存器。 誤碼檢査模塊根據(jù)測試結(jié)果，記錄誤碼總數(shù)，并將誤碼值放入上述寄存器中。
4. 按權(quán)利要求1所述的10Gbps誤碼分析測試儀，其特征在于所述的單片 機(jī)含有通信模塊它將PC機(jī)發(fā)送的參數(shù)，初始化，將測試芯片的測試結(jié)果返回給 所述PC機(jī)；設(shè)置模塊用于進(jìn)行寄存器設(shè)置和讀取測試結(jié)果；計(jì)時(shí)模塊用于記錄誤碼測試過程的時(shí)間和計(jì)算誤碼測試芯片發(fā)送數(shù)據(jù)模 塊總共發(fā)送的比特?cái)?shù)；監(jiān)控誤碼計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)模塊用于讀取誤碼測試芯片的誤碼計(jì)數(shù)和寄存器的 翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，并監(jiān)控誤碼計(jì)數(shù)器是否記錄滿，并發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
5. 按權(quán)利要求1所述的10Gbps誤碼分析測試儀，其特征在于所述的誤碼 測試芯片是型號(hào)為Si5040的芯片，單片機(jī)是型號(hào)為C8051F320的單片機(jī)。
6. 按權(quán)利要求1所述的10Gbps誤碼分析測試儀，其特征在于PC機(jī)通過 USB通信接口和測試評(píng)估板上的單片機(jī)相連，單片機(jī)經(jīng)兩線式串行總線I2C和 Si5040相連。
7. 按權(quán)利要求1所述的10Gbps誤碼分析測試儀，其特征在于所述的時(shí) 鐘發(fā)生器是Si534、 Si570或其它基于PLL技術(shù)的晶振芯片。
8. —種使用按權(quán)利要求1所述10Gbps誤碼分析測試儀的PC機(jī)，其特征在 于PC機(jī)提供的測試軟件是用ANSIC語言開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)的具有庫函數(shù)，圖形界 面設(shè)計(jì)的LabWindows/CVI控件，且能提供交互式的編程環(huán)境和調(diào)試手段，并安 裝在PC機(jī)上，用于測試人員進(jìn)行交互的一個(gè)測試軟件。
9.如按權(quán)利要求8所述的PC機(jī)，其特征在于所述的測試軟件含有 參數(shù)設(shè)置部件、初始化部件和開關(guān)功能部件，其中，參數(shù)設(shè)置部件含有回環(huán)設(shè)置模塊提供Line Loop和XFI Loop的選擇按鈕來選擇回環(huán)類型; 頻率設(shè)置模塊提供9. 95Gbps 11. 10Gbps至少四個(gè)頻段的選項(xiàng)； 碼型設(shè)置模塊提供PRBS7和PRBS31的選項(xiàng)；輸出數(shù)據(jù)反向設(shè)置模塊提供輸出數(shù)據(jù)反向選擇；上述初始化部件含有為Line Loop和XFI Loop兩種模式，首先向誤碼測 試芯片的寄存器0xB8和0x38寫入0xF5，然后，當(dāng)為Line Loop時(shí)，向寄存器 0xAF寫入OxlB,設(shè)置誤碼計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)的門限值；所述的開關(guān)功能部件，是控制所述發(fā)送數(shù)據(jù)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，使上述單片機(jī) C8051F320開始計(jì)時(shí)的部件；它還含有測試結(jié)果顯示模塊，主要完成讀取測試時(shí)間，讀取測試誤碼數(shù)， 讀取測試誤碼計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)個(gè)數(shù)，計(jì)算誤碼率，顯示誤碼率。
10.如按權(quán)利要求9所述的PC機(jī)，其特征在于所述的誤碼率=(誤碼 數(shù)+ 2"40 X翻轉(zhuǎn)次數(shù))/ (測試時(shí)間X速率)，由于誤碼計(jì)數(shù)器有40-bits, 所以每翻轉(zhuǎn)一次，表示有2的40次方個(gè)誤碼產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種10Gbps誤碼分析測試儀，旨在提供一種成本低廉，操作簡單、方便，便于攜帶，適合工程現(xiàn)場測試的誤碼分析測試儀。它包括一個(gè)能與PC機(jī)進(jìn)行通信的評(píng)估板，評(píng)估板上有一個(gè)連接被測試設(shè)備的誤碼測試芯片；一個(gè)用于與上位PC機(jī)和下位測試芯片進(jìn)行通信的C8051系列的單片機(jī)，該單片機(jī)上設(shè)置有連接PC機(jī)進(jìn)行通信的USB接口，還有連接誤碼測試芯片進(jìn)行通信和控制的I2C兩線式串行總線。誤碼測試芯片通過單片機(jī)向PC機(jī)提供發(fā)出的比特流量和誤碼總數(shù)，發(fā)出的比特流量由單片機(jī)記錄的測試時(shí)間和測試芯片輸出的指定頻率得到。本發(fā)明具有方便、快捷、誤碼分析測試準(zhǔn)確特點(diǎn)，適合于10Gpbs通信系統(tǒng)的性能測試。
文檔編號(hào)H04B10/08GK101640566SQ200910170028
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者海 劉, 健 周 申請(qǐng)人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司