一种MVB从设备状态协议测试系统及测试方法与流程

一种mvb从设备状态协议测试系统及测试方法
技术领域
1.本发明主要涉及车载mvb类网络产品一致性测试技术领域，具体涉及一种mvb从设备状态协议测试系统及测试方法。


背景技术：

2.mvb，即电气中距离多功能车辆总线，是一种总线型网络，由国际标准iec 61375提出，是铁路内部的私有协议，广泛应用于列车车厢，属于车载局域网范畴；按标准规定，mvb通信线路共有两条，a线和b线，两条线互为冗余线，即某一条线发生故障后，通信信任线会立即切换到另一条线。
3.车载mvb类网络产品一致性测试中需要进行从设备状态协议测试，此测试项为协议层测试。传统的测试方法是陪试产品(mvb同类产品)与被试产品组网，如图1所示；整个测试过程需要设置5种工况，即a线、b线皆正常；a线被干扰、b线正常；a线恢复正常、b线正常；a线正常、b线被干扰；a线正常、b线恢复正常；在上述5种不同工况下，通过对被试产品发送的设备状态响应帧进行解码，从而判断被试产品相关寄存器是否写入正确，从而判断是否通过测试。
4.目前传统的测试方案中，mvb陪试设备是专用设备，不能被编程，所以不具程控性，测试效率低；并且由于是定制化产品，不具有通用型，不能进行外部计量，不具溯源性，整体认证测试存在较大质量风险。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种提升测试效率以及准确率的mvb从设备状态协议测试系统及测试方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
7.一种mvb从设备状态协议测试系统，包括信号发生器、示波器和被测设备，所述信号发生器包括第一输出通道和第二输出通道，所述信号发生器的第一输出通道经第一mvb通信总线与被测设备相连，所述信号发生器的第二输出通道经第二mvb通信总线与被测设备相连，所述信号发生器通过输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发生故障；其中第一mvb通信总线与第二mvb通信总线之间相互冗余；所述信号发生器用于产生测试波形经第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发送至被测设备；所述被测设备用于接收测试波形并发送至设备状态响应信号至第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线；其中设备状态响应信号中包括被测设备感知的通信总线故障信号；所述示波器用于接收第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。
8.本发明还公开了一种基于如上所述的mvb从设备状态协议测试系统的测试方法，包括步骤：
9.1)所述信号发生器输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟第一
mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发生故障；
10.2)所述信号发生器产生测试波形经第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发送至被测设备；
11.3)所述被测设备接收测试波形并发送至设备状态响应信号至第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线；其中设备状态响应信号中包括被测设备感知的通信总线故障信号；
12.4)所述示波器接收第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。
13.优选地，在步骤1)中，信号发生器对应有三种输出模式：第一通道单独输出且第二通道不输出；第一通道不输出且第二2通道单独输出；第一通道和第二通道同时输出；上述信号发生器对应的三种输出模块用于实现以下五种依次执行的工况：第一mvb通信总线和第二mvb通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线中其中一条通信总线被干扰，另一条通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线中另一条通信总线被干扰，其它通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线正常。
14.优选地，在步骤1)，先得到其中一种工况，执行步骤2)-4)，再切换至下一工况，再次执行步骤2)-4)，直至完成所有工况的测试。
15.优选地，在步骤2)中，其中测试波形包括若干主帧和从帧，主帧和从帧之间留有帧间间隔，并且帧序列中会留出被测从帧的间隔，波形序列中根据测试需求将不同主帧的幅值设定成不同值。
16.优选地，其中一个主帧为特定主帧，特定主帧用于诱导被测设备发送设备状态响应信号；其中特定主帧的幅值大于其它主帧的幅值。
17.优选地，在步骤3)中，其中设备状态响应信号的幅值大于其它从帧的幅值。
18.优选地，特定主帧的幅值设为2.0v
±
0.01v，其他主帧幅值设定为1.6v
±
0.01v。
19.优选地，在步骤4)中，示波器通过设置一定的触发电平来实现只捕获测试波形和设备状态响应信号。
20.优选地，所述示波器的触发电平为1.8v。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：
22.本发明的mvb从设备状态协议测试系统，陪试产品由信号发生器充当，通过编程的方式，由信号发生器模拟mvb类网络主设备，发送测试信号或测试波形来完成相关测试；由于信号发生器可编程，且属通用型设备，可外部计量，弥补了之前传统测试方案的缺点，提升了测试的效率，并且降低了认证测试的质量风险。
23.其中根据mvb类产品的通信协议，用信号发生器模拟mvb类产品做陪试设备，发送mvb波形序列，大大提升测试效率及准确率，降低一致性测试中质量风险；用信号发生器模拟mvb类产品做陪试设备，可任意切换测试工况，大大提升测试效率及准确率。
24.上述所有测试设备及陪试设备都是可编程设备，测试过程无需手动干预，测试效率高，准确率高；上述测试设备及陪试设备都是通用型设备，可申请外部专业计量机构计量，开具计量证书，测试无质量把控方面的风险。
附图说明
25.图1为现有技术中的测试系统结构示意图。
26.图2为本发明的测试系统在实施例的结构示意图。
27.图3为本发明中的设备状态响应信号编码信息图。
28.图4为本发明中的a线受干扰示意图。
29.图5为本发明中的b线受干扰示意图。
30.图6为本发明中的示波器触发波形序列示意图；其中(a)为信号发生器发出的帧序列；(b)为示波器捕获的帧序列；(c)为示波器经电平触发后捕获到的帧序列。
具体实施方式
31.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
32.如图2所示，本发明实施例的mvb从设备状态协议测试系统，包括信号发生器(常规能够提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备)、示波器和被测设备，信号发生器包括第一输出通道和第二输出通道，信号发生器的第一输出通道经第一mvb通信总线(图2中的a线)与被测设备相连，信号发生器的第二输出通道经第二mvb通信总线(图2中的b线)与被测设备相连，信号发生器通过输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发生故障；其中第一mvb通信总线与第二mvb通信总线之间相互冗余；信号发生器用于产生测试波形经第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发送至被测设备；被测设备用于接收测试波形并发送至设备状态响应信号至第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线；其中设备状态响应信号中包括被测设备感知的通信总线故障信号；示波器用于接收第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。
33.本发明的mvb从设备状态协议测试系统，陪试产品由信号发生器充当，通过编程的方式，由信号发生器模拟mvb类网络主设备，发送测试信号或测试波形来完成相关测试；由于信号发生器可编程，且属通用型设备，可外部计量，弥补了之前传统测试方案的缺点，提升了测试的效率，并且降低了认证测试的质量风险。
34.其中根据mvb类产品的通信协议，用信号发生器模拟mvb类产品做陪试设备，发送mvb波形序列，大大提升测试效率及准确率，降低一致性测试中质量风险；用信号发生器模拟mvb类产品做陪试设备，可任意切换测试工况，大大提升测试效率及准确率。
35.上述所有测试设备及陪试设备都是可编程设备，测试过程无需手动干预，测试效率高，准确率高；上述测试设备及陪试设备都是通用型设备，可申请外部专业计量机构计量，开具计量证书，测试无质量把控方面的风险。
36.如图2所示，本发明实施例还公开了一种基于如上所述mvb从设备状态协议测试系统的测试方法，包括步骤：
37.1)信号发生器输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发生故障；
38.2)信号发生器产生测试波形经第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发送至被测设备；
39.3)被测设备接收测试波形并发送至设备状态响应信号至第一mvb通信总线或/和
第二mvb通信总线；其中设备状态响应信号中包括被测设备感知的通信总线故障信号；
40.4)示波器接收第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。
41.其中测试波形为测试诱导帧，用于mvb从设备状态协议测试，诱导被测设备发出响应帧的激励帧。其中设备状态响应信号为设备状态响应帧：在被测设备识别诱导帧后，发出的回应帧。
42.在一具体实施例中，信号发生器通过编程可以有如下三种输出模式：第一通道单独输出、第二通道不输出；第一通道不输出、第二通道单独输出；第一通道和第二通道同时输出。上述第一通道和第二通道同时输出同一波形序列时，在时域精度上满足mvb类产品通信速率的要求。
43.信号发生器上述三种输出模式完全能够模拟mvb从设备状态测试的五种测试工况，即第一通道和第二通道同时输出时模拟工况1、工况3和工况5；第一通道单独输出、第二通道不输出模拟工况4；第一通道不输出、第二通道单独输出模拟工况2。上述信号发生器模拟五种测试工况的过程，完全由程序控制，无需人为干预，提升了测试的效率及准确率。
44.其中mvb从设备状态协议测试的五种工况如下(五种工况在执行时有顺序要求，工况2和工况4可互换，其他不可)：
45.工况1：a线、b线皆正常，示波器解码a线波形，如图2所示；此时a线如果被信任，lat寄存器置1，rld置0；或者如果b线被信任，lat置0，rld置0。
46.工况2：a线被干扰、b线正常，示波器解码b线波形，如图4所示；由于a线被干扰，所以a线必不能成为信任线，b线为信任线，此时lat置0，rld置1。
47.工况3：a线恢复正常、b线正常，示波器解码a线波形；此时的工况和工况1是一致的，但是考察的重点是a线从受扰状态恢复后的功能变化。
48.工况4：a线正常、b线被干扰，示波器解码a线波形，如图5所示。由于b线被干扰，所以b线必不能成为信任线，a线为信任线，此时lat置1，rld置1。
49.工况5：a线正常、b线恢复正常，示波器解码a线波形。此时的工况和工况1、工况3是一致的，但是考察的重点是b线从受扰状态恢复后的功能变化。
50.相关说明：其中第一mvb通信总线为图2中的a线，第二mvb通信总线为图2中的b线；在a线或者b线发生故障时，mvb类设备硬件电路会感知通信线路故障，从而对自身rld、lat寄存器写入特定数据，rld、lat寄存器的状态会通过发送设备状态响应帧来反馈，设备状态响应帧编码信息如图3所示。
51.在具体应用时，信号发生器通过编程模拟出mvb类陪试产品的波形发送行为。信号发生器可以编辑任意波形，可以对若干任意波形进行拼接，并且最终以波形序列方式进行循环发送，可实现如图6中(a)所示波形序列效果。
52.如图6中(a)所示，波形序列由若干主从帧组成，主从帧间留有帧间间隔(2us～6us)，并且帧序列中会留出被测从帧的间隔，波形序列中根据测试需求将不同主帧的幅值设定成不同值，如图6中(a)所示，特定主帧3是诱导帧，诱导被测设备发送设备状态响应帧(图6中(b)所示的被测从帧)，将特定主帧3的幅值设为2.0v
±
0.01v，将其他主帧幅值设定为1.6v
±
0.01v。
53.被测设备接收到图6中(a)所示的波形序列后会在特定主帧3后响应被测从帧，如
图6中(b)所示，波形序列经过示波器探头捕获，可获得示波器触发，示波器触发电平设定为1.8v；示波器按要求完成波形触发后，示波器显示界面实际波形显示如图6中(c)所示，示波器显示界面稳定扫描出信号发生器发出的诱导帧及被测设备发出的设备状态响应帧，其他波形幅值没有达到示波器触发电平值，所以不会被触发捕获，这样将大大减少示波器的工作负荷，也减轻本地计算机解码的工作量，提升测试效率。
54.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种mvb从设备状态协议测试系统，其特征在于，包括信号发生器、示波器和被测设备，所述信号发生器包括第一输出通道和第二输出通道，所述信号发生器的第一输出通道经第一mvb通信总线与被测设备相连，所述信号发生器的第二输出通道经第二mvb通信总线与被测设备相连，其中第一mvb通信总线与第二mvb通信总线之间相互冗余；所述信号发生器通过输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发生故障；所述信号发生器用于产生测试波形经第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发送至被测设备；所述被测设备用于接收测试波形并发送至设备状态响应信号至第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线；其中设备状态响应信号中包括被测设备感知的通信总线故障信号；所述示波器用于接收第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。2.一种基于权利要求1所述的mvb从设备状态协议测试系统的测试方法，其特征在于，包括步骤：1)所述信号发生器输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发生故障；2)所述信号发生器产生测试波形经第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线发送至被测设备；3)所述被测设备接收测试波形并发送至设备状态响应信号至第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线；其中设备状态响应信号中包括被测设备感知的通信总线故障信号；4)所述示波器接收第一mvb通信总线或/和第二mvb通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，在步骤1)中，信号发生器对应有三种输出模式：第一通道单独输出且第二通道不输出；第一通道不输出且第二2通道单独输出；第一通道和第二通道同时输出；上述信号发生器对应的三种输出模块用于实现以下五种依次执行的工况：第一mvb通信总线和第二mvb通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线中其中一条通信总线被干扰，另一条通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线中另一条通信总线被干扰，其它通信总线正常；第一mvb通信总线和第二mvb通信总线正常。4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，在步骤1)，先得到其中一种工况，执行步骤2)-4)，再切换至下一工况，再次执行步骤2)-4)，直至完成所有工况的测试。5.根据权利要求2-4中任意一项所述的测试方法，其特征在于，在步骤2)中，其中测试波形包括若干主帧和从帧，主帧和从帧之间留有帧间间隔，并且帧序列中会留出被测从帧的间隔，波形序列中根据测试需求将不同主帧的幅值设定成不同值。6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，其中一个主帧为特定主帧，特定主帧用于诱导被测设备发送设备状态响应信号；其中特定主帧的幅值大于其它主帧的幅值。7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，在步骤3)中，其中设备状态响应信号的幅值大于其它从帧的幅值。8.根据权利要求6或7所述的测试方法，其特征在于，特定主帧的幅值设为2.0v
±
0.01v，其他主帧幅值设定为1.6v
±
0.01v。9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，在步骤4)中，示波器通过设置一定的
触发电平来实现只捕获测试波形和设备状态响应信号。10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，所述示波器的触发电平为1.8v。

技术总结
本发明公开了一种MVB从设备状态协议测试系统及测试方法，其中测试系统包括信号发生器、示波器和被测设备，信号发生器的第一输出通道经第一MVB通信总线与被测设备相连，信号发生器的第二输出通道经第二MVB通信总线与被测设备相连，信号发生器通过输出测试信号至第一输出通道或/和第二输出通道以模拟各MVB通信总线发生故障；信号发生器用于产生测试波形经各MVB通信总线发送至被测设备；被测设备用于接收测试波形并发送至设备状态响应信号至各MVB通信总线；示波器用于接收各MVB通信总线上的设备状态响应信号并进行解码显示。本发明具有测试效率高以及测试准确率高等优点。具有测试效率高以及测试准确率高等优点。具有测试效率高以及测试准确率高等优点。


技术研发人员：赵洪坤 邓珩 申慧 彭超 马幸宇 匡亮 张晨
受保护的技术使用者：株洲中车时代电气股份有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/9/5