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以太网控制器芯片的测试技术研究

作　者: 童舟
导　师: 李平；崔自中
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 以太网控制器芯片测试测试激励单片机测试平台
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 152次
引　用: 3次
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内容摘要

以太网技术由于其结构简单、成本低廉、带宽易于扩展和兼容性好等诸多优点,逐渐深入到人们生活的各个方面。而以太网控制器芯片是我们的上网设备和以太网进行连接的核心部件,市场需求和发展要求以太网具有更高的速度和更为完善的功能,因此对以太网控制器芯片也提出了更高的性能要求。芯片被设计制造后,最重要的工作是进行应用测试,以确保实现功能和保证质量。针对电子科技大学SoC设计实验室自主设计的一款与NE2000兼容、支持802.3协议的全双工的以太网控制器芯片,设计了一个能够对以太网控制器芯片进行全方位功能测试的专用测试平台和系统。该测试平台利用MSP430F系列单片机,通过编程准确的产生符合以太网控制器的ISA总线信号,并利用协议分析软件Sniffer生成双绞线网络数据包信号;同时利用MSP430系列单片机的JTAG技术和Sniffer的数据包捕获功能来得到以太网控制器芯片的测试响应并显示出结果。本论文详细叙述了测试平台的设计和实现,同时具体讲述了以太网控制器芯片各个功能模块的原理和测试方法,具体如下:1、以太网控制器芯片的应用测试介绍。查阅了大量关于以太网技术和以太网控制器芯片方面的资料,根据芯片的结构和工作特点,总结了以太网控制芯片的测试方法,并且介绍了国内外集成电路的测试技术和原理。这些的都为以太网控制器芯片的测试平台设计和测试方法制定提供了有力的指导。2、测试平台整体设计和实现。根据以太网控制器芯片的特性,测试平台由两部分组成,第一部分是MSP430单片机连接以太网控制器芯片的ISA接口,模拟电脑对芯片的操作,并利用MSP430单片机的JTAG调试技术获取ISA总线端的测试响应;另一部分是以太网控制器芯片通过双绞线连接到带有协议分析软件的PC端,通过Sniffer软件来产生测试以太网数据包激励,和捕获以太网控制器芯片发送到双绞线上的数据包。另外,还介绍了具体硬件系统的实现和具体的测试板卡设计。3、以太网控制器的逻辑功能具体测试方法。针对以太网控制器芯片的各个逻辑功能,设计了针对各个逻辑功能的测试激励。通过单片机的开发调试软件和C语言编程,控制单片机产生测试图形。主要包括了PNP测试、链路脉冲、数据收/发包、中断以及回环等。4、基于测试平台的以太网控制器芯片测试结果。采用台湾瑞昱公司生产的RTL8019AS芯片作为测试对象,分别进行了PNP测试、数据收发包测试、链路脉冲和回环测试。实验结果表明:测试平台以及测试方法能够方便的进行测试,并且能及时的显示出每一步的测试结果,同时覆盖以太网控制器芯片的主要逻辑功能。本文所设计的以太网控制器测试平台和测试方法具有良好的可移植性,可以简单的转换成同类型的通信芯片测试平台,而且简便、易行、成本低廉。对于在以太网控制器芯片测试的研究具有重要意义。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-14
  1.1 以太网发展概述  11
  1.2 以太网控制器芯片测试的作用  11-12
  1.3 论文选题依据和内容安排  12-14
第二章以太网技术和以太网控制器芯片测试的介绍  14-24
  2.1 以太网技术介绍  14-16
  2.2 以太网控制器的测试介绍  16-21
    2.2.1 测试的基本原理  16-17
    2.2.2 测试类型与概念  17-18
    2.2.3 集成电路测试面临的挑战  18-19
    2.2.4 与NE2000 型兼容的以太网控制器的测试介绍  19-21
  2.3 国内外测试技术发展现状  21-24
第三章以太网控制器测试平台设计  24-41
  3.1 以太网控制器测芯片的结构和工作方式  24-26
    3.1.1 以太网控制芯片的结构  24-25
    3.1.2 以太网控制器的工作流程  25-26
  3.2 测试系统的设计思想  26-27
  3.3 以太网控制器测试平台设计  27-36
    3.3.1 测试数据传输接口  27-31
      3.3.1.1 以太网络数据传输介质  27-29
      3.3.1.2 ISA 接口  29-31
    3.3.2 测试生成和测试响应观测平台设计  31-36
      3.3.2.1 ISA 接口数字激励生成  31-32
      3.3.2.2 MSP430 系列单片机  32-33
      3.3.2.3 双绞线信号激励生成  33-34
      3.3.2.4 软件Sniffer  34-36
  3.4 测试系统平台硬件的实现  36-40
    3.4.1 测试平台的实现  36-38
    3.4.2 以太网控制器芯片测试板卡设计  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章测试向量生成  41-68
  4.1 PNP 识别测试  41-46
    4.1.1 PNP 原理  42-45
      4.1.1.1 初始化  43-44
      4.1.1.2 隔离  44-45
      4.1.1.3 资源配置  45
    4.1.2 测试流程  45-46
    4.1.3 PNP 测试方法小结  46
  4.2 以太网控制器芯片的初始化测试  46-56
    4.2.1 初始化配置设置  47-55
    4.2.2 以太网控制芯片的物理地址设定  55-56
    4.2.3 寄存器测试方法  56
  4.3 数据包接收测试  56-61
    4.3.1 数据接收流程  56-60
      4.3.1.1 本地DMA  57
      4.3.1.2 数据接收缓冲区  57-60
    4.3.2 测试方法和流程  60-61
  4.4 数据包发送测试  61-63
    4.4.1 以太网控制器芯片发送数据包过程  62
    4.4.2 以太网控制器数据包发送测试方法  62-63
  4.5 以太网控制器芯片中断信号测试  63-64
  4.6 回环测试  64-67
    4.6.1 回环测试介绍  64-66
    4.6.2 回环测试实现方案和关键  66-67
  4.7 链路脉冲测试  67
  4.8 本章小结  67-68
第五章基于测试平台的实验结果  68-78
  5.1 PNP 测试  68-71
  5.2 数据包接收实验结果  71-72
  5.3 数据包发送测试结果  72-74
  5.4 回环测试实验  74-76
    5.4.1 数据链路测试  74
    5.4.2 CRC 逻辑测试  74-76
  5.5 链路脉冲实验结果  76-77
  5.6 本章小结  77-78
第六章总结  78-80
致谢  80-81
参考文献  81-83
附录测试代码  83-98

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