基于iMX28的光传输设备管理卡的设计与实现第6章文档格式.docx
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基于iMX28的光传输设备管理卡的设计与实现第6章文档格式.docx
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该管理卡以iMX287作为主控芯片。
首先结合功能需求选定外围电路模块;
然后进行原理图设计以及PCB制作;
最后完成电路板上元器件的焊接工作,来实现管理卡的整体硬件。
管理卡实物如图6.2所示,其测试内容包括应包括连通性测试,以及电源模块和时钟电路测试。
图6.2管理卡实物图
1.板卡连通性测试
元器件在焊接过程中,由于人为的疏忽,容易出现短路、虚焊等问题,为避免这些问题出现,在焊接的过程中,需要使用万用表对焊接元器件引脚进行排查测试。
经过仔细检查,确保没有问题后,才可进行上电测试。
2.电源测试
管理卡上元器件较多,部分器件工作电压不同。
主控芯片电源5V由子设备通过OKL-T/3-W12P-C转换电路提供,其他器件所需的3.3V、3.0V、1.8V等电压是由主控芯片的电源管理单元结合相应电路来供应。
本文使用数字万用表测量各电源测试点,测量值比较如表6.1所示。
表6.1电源测量结果
测量管脚标准值(V)测量值(V)
电源输入55.00
3.33.30
电源输出3.03.05
1.81.79
由表6.1分析可知,各电源电路的电压标准值与测量值区别不大,所以各模块满足工作要求。
3.时钟信号的测试
管理卡主控芯片iMX287的两路时钟信号分别为32.768KHz、24MHz,其余芯片所需的时钟主要通过主控芯片的24MHz经过分频或倍频后提供。
通过数字示波器测得这两个时钟电路频率如图6.3所示。
图6.3时钟信号测试图
由图6.3所示时钟信号测试图可知,主控芯片的时钟电路都能正常工作。
6.3软件系统测试
6.3.1系统移植测试
测试目的:
验证系统是否成功移植到管理卡。
测试方法:
使用MfgTool工具将嵌入式操作系统烧写到管理卡中,查看下载状态,以及待系统下载完成后,重启管理卡操作系统,并通过调试串口测试相应命令。
其中图6.4和图6.5为文件烧写状态图,图6.6为系统命令测试图。
图6.4系统内核和文件系统烧写过程图
图6.5系统内核和文件系统烧写成功图
图6.6串口终端命令测试界面
测试结果分析:
由图6.4和图6.5可知,操作系统成功下载到管理卡,并且在调试串口输入showpower-type电源类型查看命令时,可以得到正确的返回数据,如电源的类型和电源的状态,如图6.6所示。
该结果证明了操作系统成功移植到了管理卡。
6.3.2数据通信测试
1.CAN总线通信测试
验证管理卡的CAN总线是否能正常工作。
按照图6.7所示的实物连接图,管理卡与子设备通过金手指相连,然后把管理卡的串口连接到电脑,管理卡与子设备之间通过CAN总线通信来验证。
具体步骤为在CAN总线测试应用程序中,把一帧按通信协议定义的数据通过CAN总线发给子设备,然后把子设备返回的数据通过调试串口打印出来。
其中图6.8为CAN总线测试图。
图6.7CAN总线测试实物连接图
图6.8CAN总线测试图
由图6.8可知,在该测试程序中,把本地光传输子设备线路侧的光模块关闭命令帧作为参数,通过CAN总线发给子设备,在返回数据中,0x32字节后的0x00表示配置成功。
该结果证明了CAN总线能够正常通信。
2.通信串口UART测试
验证管理卡的UART是否能正常工作
同样是按照图6.7所示的实物连接图,通过管理卡与子设备之间的UART通信来验证。
具体步骤为在UART测试应用程序中,把一帧按通信协议定义的数据通过UART发给子设备,然后把子设备返回的数据通过调试串口打印出来。
其中图6.9为UART测试图。
图6.9UART测试图
由图6.9可知,该测试程序为打开端口号为3的远端子设备的客户侧光学接口,由于子设备没有与位于管理中心的光传输设备连接,所以管理不到端口号为3的子设备,在返回数据中,0x31字节后的0x01表示配置失败,但是可以收到子设备的返回数据,证明UART可以正常工作。
3.以太网测试
验证管理卡上的以太网模块是否能正常工作。
启动系统查看网卡启动信息,并测试ifconfig、ping等命令。
网卡启动信息如图6.10所示,网卡设备信息如图6.11所示。
图6.10网卡启动信息
图6.11网卡设备信息
管理卡上电启动后,在SecureCRT串口终端打印出了如图6.10所示的信息,该信息为网卡正常启动信息,然后测试ifconfig命令时,得到了如图6.11所示的eth0网卡信息,最后测试ping命令,可以ping通宿主机,以上结果证明以太网模块可以正常工作。
6.3.3管理功能测试
本小节将对管理卡软件管理系统的功能模块进行测试,其测试主要从WEB-GUI管理和CLI管理两个方面进行。
1.WEB-GUI管理功能测试
(1)用户登录
验证Web管理用户登陆模块是否能够正常连接到共享数据单元,并且在登录时进行用户名和登陆密码的验证。
在系统的登录界面填写用户登陆信息,进行登陆尝试。
其中图6.12为登陆界面,图6.13为系统管理主界面。
图6.12Web管理登录界面
图6.13Web管理主界面
当用户的身份认证成功后,进入如图6.13所示的管理主界面。
当认证失败时,系统会提示管理员重新输入。
此结果证明了WEB-GUI管理登录模块与共享数据单元进行了正常连接,并且可以从中获取用户信息,用以用户的身份认证。
(2)本地光传输子设备管理
验证管理卡的WEB-GUI管理功能能够对本地光传输子设备进行管理,并且对返回数据分析显示。
在Web管理主界面上选择相应的本地管理选项,进行参数的读取或设置。
由于本地管理功能项多,本测试选择读取本地子设备上的光模块接口功率为例。
图6.14为本地子设备光模块接口功率查询界面。
图6.14本地子设备光模块接口功率查询界面
本测试在通道号输入框中输入01和SH/LH/0输入框中输入0,表示读取子设备通道1的客户侧和线路侧两侧光模块接口的功率。
从图6.14可以看到本地子设备返回的光模块接口功率信息,其中包括有线路侧LH1和客户侧SH1两侧的信息,信息主要有发射功率、接收功率、激光器偏压和温度。
此结果证明了管理卡可以通过CAN总线对本地业务卡进行适当的管理。
(3)远端光传输设备管理
验证管理卡的Web管理能否通过本地子设备来管理远端的光传输设备,并对返回的数据分析显示。
在Web管理主界面上选择远端管理模块中相应的选项,在调出的Web表单中填写远端设备的端口号等信息后,点击查询。
本测试以读取远端传输设备光模块接口信息为例。
其中图6.15为远端传输设备光模块接口信息查询界面。
图6.15远端传输设备光模块接口信息查询界面
本次测试中在端口号输入框中输入03和SH/LH/0输入框中输入0,表示读取连接局端设备端口3的远端设备的光模块接口信息,包括线路侧和客户侧。
由图6.15所示的信息查询界面可以查看到远端传输设备的接口信息,如光模块接口的使能情况、在位状态、预警、速率。
该结果可以很好的证明管理卡可以通过本地子设备进行对远端设备的管理。
2.CLI管理功能测试
验证CLI管理的登陆模块是否与共享数据单元正常连接,并进行登陆认证。
待系统启动后,在管理卡的调试串口打印出的登陆命令行内输入用户名和密码,并尝试登陆。
登陆过程如图6.16所示。
图6.16CLI管理登陆界面
从图6.16中可以看到,当用户账号认证成功时,系统输出一些基本信息,然后进入控制界面。
此结果证明了CLI管理的登陆模块能够正常地连接到数据共享单元,并从中读取用户信息,进行登录验证。
验证管理卡的CLI管理模块能否对本地子设备进行管理
在命令行界面的命令提示处输入相应的命令字符串,并把返回结果输出在命令行界面。
本测试以showpower-monitor查询本地子设备光模块功率为例。
其中图6.17为本地子设备光模块功率查询界面。
图6.17本地子设备光模块功率查询界面
通过本地光模块功率查询命令showpower-monitor,可以得到子设备两个通道光模块的发送功率、接收功率、偏压、温度等,该结果证明管理卡的CLI管理功能,能够对本地光传输子设备进行管理。
验证管理卡的CLI管理模块能否通过本地子设备对远端光传输设备进行管理
在命令行界面的命令提示处输入相应的命令字符串,并把返回结果输出在命令行界面,本测试以关闭端口号为3的远端设备客户侧光模块为例,然后再通过接口信息查询命令,查看该设备的接口信息。
其中图6.18为光模块失能命令测试图、图6.19为远端设备光学模块接口信息查询图。
图6.18远端设备光模块失能测试图
图6.19远端设备光学模块接口信息查询图
首先通过configureinterface3SHdisable命令,使端口号为3的远端设备光通道的客户侧光模块关闭,并返回配置成功,其中SH表示光通道客户侧,然后通过showinterface3来查看该远端设备的接口信息,在返回数据中可以看到,客户侧SH的admin属性为Disable,表明配置成功。
该结果证明了管理卡的CLI管理能够管理到远端设备。
6.4性能测试
管理卡的性能测试是了分析其是否满足设计的实际需求,其主要包括对数据处理的稳定性、准确性、可靠性以及操作的方便性。
1.稳定性
通过对管理卡进行压力测试,即长时间的运行带有管理卡的光传输子设备,在运行期间,不断地进行数据的收发,未出现系统崩溃或管理卡发热等一些严重问题,管理卡可以长时间正常工作。
2.准确性
通过多次人为的直接操作光传输子设备,改变其状态,如插拔光模块,改变电源类型等。
然后利用管理卡的管理界面查看这些改变的信息,可以在界面上正确的反应信息的变化。
3.可靠性
在整个系统经过合理的连接后,管理卡可以正确获取和配置传输设备的信息,并能够进行数据的可靠传输。
4.方面性
方便性主要是指管理卡的操作简单方便,因管理卡是通过金手指以可插拔的方式与子设备进行结合的,在测试系统中,把管理卡分别与不同的子设备结合来测试管理功能,都能够正常管理。
6.5本章小结
本章主要完成了对管理卡的测试的工作,其主要包括硬件平台测试、嵌入式操作系统测试、数据通信模块以及管理卡功能模块测试。
通过测试结果分析可知,管理卡的各个功能模块均可以正常运行,使其设计需求得以满足。
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- 基于 iMX28 传输 设备管理 设计 实现