徐玉杰 张楠 武健

摘要：为了测试验证FC网络节点的正确性，该文提出了一种FC网络节点集成测试设备的设计方法，测试设备采用模块化设计思想，将测试用处理器模块与受试产品分离，同时，使用SRIO及FC交换模块提高设备的测试能力，保证单套测试设备可同时进行多个产品的测试，实现了FC网络节点的集成化，自动化测试。该设备充分利用成熟的处理器模块，具有很好的通用性，继承性;支持产品批量测试验证及试验交付，具有较好的应用前景。

关键词：光纤通道;处理器模块;SRIO交换

中图分类号：TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）36-0234-02

Abstract：In order to test and verify the correctness of FC network nodes， this paper presents a design method of integrated testing equipment. The method adopts a modular design idea to separate the CPU module from the product under test. At the same time， SRIO and FC switch module improves the testing capability of the equipment， ensuring that a single set of testing equipment can test multiple products at the same time， and realizes the integration and automated testing of FC network nodes. The equipment makes full use of mature processor modules， and has good versatility; it supports product batch test verification and test delivery， and has application prospect.

Key words： Fiber Channel;CPU;SRIO switch

1 背景

光纖通道（FC）以其低延时、高带宽、高可靠性、拓扑结构灵活等特点成为新一代航电系统的主干网络。构建功能完备运行可靠的通信网络，为系统应用提供可靠稳定的网络通信平台，是航电网络产品的基本任务。FC网络节点作为各子系统接入FC网络必需的设备，其需求量巨大，且随着数据量的不断增大，FC网络速率不断提高，FC网络节点功能性能直接影响到FC网络中各子系统的功能及任务的执行。当FC网络节点产品完成初期设计验证，如何快速完成批量生产、调试及试验交付对产品的推广应用显得尤为重要。

本文针对一款标准的SRIO接口FC网络节点，设计一种可以实现批量产品测试、试验的集成测试设备，可提高FC网络节点的验证可靠性和完整性，有效降低测试验证成本，缩短产品交付周期。

2 总体思路

SRIO接口FC节点机作为一种标准的嵌入式FC接口单元，内嵌于任务系统各功能设备中，通过高速SEIO总线接口与主机单元耦合，为功能子系统提供高速FC接入和通信服务，满足高速、高可靠的图像、语音、数据以及控制信息的传输要求，其用量极大。因此SRIO接口FC网络节点集成测试设备需满足如下要求：

（1）完成FC接口机SRIO接口的通信测试;

（2）满足批量SRIO接口FC网络节点的测试验证及环境试验、交付等工作;

（3）高可靠性，可满足长期重复进行产品测试及环境应力试验;

（4）能满足批量产品自动化测试，降低人力资源要求，同时避免手工操作的失误。

综上对集成测试设备的需求分析，本文设计拟采用如图1所示的架构。

该设计将集成测试设备分为两个部分，分别是处理器模块及FC网络节点机箱，处理器模块提供测试数据激励、测试控制以及各类测试相关接口的引出;FC网络节点机箱用于为FC网络节点提供电源、加固安装以及接口引出，多路SRIO信息交换以及FC数据数据交换。处理器模块与FC网络节点机箱之间使用高速线缆提供SRIO链路的物理通路，实现处理器模块和FC网络节点机箱的远程连接，以满足测试处理器模块与受试产品分离工作的要求，提高测试设备的可靠性。

3 详细设计

本文所设计的集成测试设备采用VPX架构。

3.1 处理器模块设计选型

处理器模块通过SRIO交换开关实现对多个FC网络节点设备的测试控制，提供测试数据激励源、并对接收数据进行检测。处理器模块处于试验环境之外，为了缩短开发周期，降低研制成本，且处理器模块支持多个FC网络节点同时进行测试，本设计按以下原则设计：

（1）采用商用带有SRIO接口的处理器模块，减少研发成本及研发周期;

（2）可以输出多个数据激励，以支持多个设备批量测试。

3.2 FC网络节点机箱设计

FC网络节点机箱用于安装FC网络节点，并随受试产品进行各种环境试验，包含背板、SRIO交换模块、FC交换模块、受试产品转换板及机箱等五部分。因机箱要重复的进行各项环境试验，本方案中遵循以下设计原则：

（1）FC网络节点机箱中的所有模块尽量减少器件种类，提高设计可靠性;

（2）模块化设计，便于维修，能够有效缩短维护时间，降低维护成本;

（3）满足多套FC网络节点设备同时进行测试试验，便于产品量产;

（4）具备良好的散热和抗振能力，满足通用军用环境试验的要求。

根据以上四点设计原则，背板的设计主要实现电源转换，使用直流大功率电源将28V转换成5V，为被测FC网络节点及SRIO交换模块提供电源;

SRIO交换模块实现外部主机一路SRIO对多个FC网络节点设备的控制和测试;该模块的设计采用标准的3U VPX结构，采用符合VITA42标准的要求的军用连接器。

FC 数据交换模块采用3U VPX结构，实现6路FC网络节点设备之间的FC数据交换。该模块可使用具有6个FC端口的交换机，实现可配置的数据交换;如测试过程仅需要点到点FC交换拓扑结构，则可以使用转接板将点到点通信的FC网络节点设备FC接口进行连接。

FC网络节点采用与交换模块相同的机构及底板连接器，集成与FC网络节点相匹配的高速连接器件，实现FC网络节点接口连接器安装加固及散热，保证FC网络节点具有良好的散热和抗振能力。

机箱的设计主要考虑受试产品及交换模块的散热及振动，本文采用通用航空机箱的设计方法进行设计和生产，采用加厚机箱壁和外部翅片设计，增加机箱热容量及散热能力。

机箱的组成如图2所示。

4 关键技术

4.1 模块化设计

集成测试设备采用模块化设计，将测试设备按功能拆分成不同的单元模块，尽可能将测试设备中的功能单元与受试设备分离。

首先，集成测试设备中较为复杂的处理器模块在产品测试、试验过程中一直处在实验室环境，温度及振动等环境应力较小，采用普通商用SRIO接口处理器模块。

其次，FC网络节点设备机箱按照功能单元分成机箱母版、SRIO交换模块、FC数据交换模块。其中母版上集成28V-5V电源转换，为SRIO交换模块、FC数据交换模块及受试产品提供电源;同时为受试产品及交换模块之间提供FC及SRIO物理链路。SRIO交换模块使用SRIO交换开关来扩展处理器模块控制SRIO设备的数量，实现1个处理器模块对多个SRIO设备的控制及测试。FC数据交换模块可根据具体测试需求确定FC交换拓扑结构，本设计中采用最简单的FC点到点通信模式对产品进行测试，因此FC数据交换模块仅需要将点点测试的产品FC接口收发进行连接，提供FC物理链路即可。

模块化设计能最大限度地利用现有成熟的测试模块，为后续新的测试设备开发提供便利。同时缩短了设计周期，增加了测试设备的可靠性。

4.2 自动化测试

FC网络节点为FC网络中各子系统提供FC接入服务，每个接入FC网络的子系统至少需要一个，因此需求量较大，设计生产周期短。为了快速满足各子系统接入FC网络的需求，保证FC网络节点产品的测试、试验及生产进度，降低生产成本，集成测试设备需满足产品自动批量测试。自动化测试软件运行在处理模块中，通过处理器SRIO接口实现对SRIO交换模块的配置，进而控制多个FC网络节点设备的数据收发，完成对传测试中收发数据的对比，并生成测试报告。自动化测试的工作流程如图3所示。

5 结束语

该集成测试设备可实现6个SRIO接口FC网络节点产品进行环境试验，并完成产品的自动化测试，处理器模块通过SRIO交换开关实现一个处理器对多个SRIO接口FC网络节点的控制和测试，试验过程使用点到点FC数据交换模块，大幅降低试验设备的设计难度，提高试验设备的可靠性。同時，受试产品与处理器模块通过高速线缆连接，使得处理器模块处于试验室环境，免受试验环境应力破坏，大大提高了设备中处理器模块的使用寿命，为后续产品批量生产、测试、试验及交付提供了保证。该设计方法适用于接口类产品测试设备的设计，能大大提高测试设备的可靠性，其次，相同接口类型的产品通过转接板进行产品适配，从而实现测试设备的统型设计，能够有效减少测试设备种类，大大降低设计成本，有着较好的应用和推广前景。

参考文献：

[1] 俞大磊，何立军，解文涛.FC统一光纤网络在综合化航电系统中的应用[J].电子技术，2016，45（5）：77-79.

[2] 李键，李敏，邓发俊.机载光纤通道数据采集系统研究与设计[J].电子设计工程，2014，22（5）：8-10.

[3] 邓发俊，张利洲，武华.一种FC网络监控设备集成测试设备设计与实现[J].电子技术，2016，45（3）：28-31.

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