基于TELNET的自動化測試系統設計

【摘要】隨著通訊技術的飛速發展，通信產品的用戶量越來越大，組成產品的單板數量越來越多，單板的器件和網絡節點越來越多，對這些單板的自動化測試要求也越來越高。本文主要講述一套容量大、擴容靈活、測試覆蓋率高、適合于多種測試工藝的通信產品單板的自動化測試系統。在本文設計的測試系統中各功能單元之間的通信采用TENET協議進行通信，被測單板根據物理地址自動生成一個IP地址和Host IP地址。被測單板是器件和器件關系的集合，根據這兩個集合的元素設計測試項列表，保證單板的測試覆蓋率最高。被測單板的版本通過FTP從主機（Host IP）下載，升級方便。通過一段時間運行，本系統測試過的單板的EI顯著降低。

【關鍵詞】自動化測試系統自動化測試系統TELNETFTPIP地址

隨著通信技術的飛速發展，通信產品的單板種類越來越多，單板的器件和網絡節點越來越多，器件的集成度越來越高，封裝形式越來越復雜，PCB的層數也越來越多，單板的測試越來越復雜，沒有自動化支持的單板測試幾乎不可能。在單板不同工位的測試中，對自動化測試的要求也不同，單板生產測試需要在短時間內在人工的配合下把測試程序自動運行一遍，高溫老化在無人的情況下自動運行測試程序數個循環，系統故障和單板故障的定位要求系統提供一系列的函數供研發人員選擇使用。這些用戶需求描述了一套同時滿足人工交互和全自動的、長短時時間可選的、循環次數或測試時間可配置的、覆蓋率較高的和定位較準確的自動化測試系統。

一、拓撲結構

通信單板的自動化測試系統包括被測單板、Hub和環境板、機框與機架、交換機、FTP服務器和測試操作臺，如圖1拓撲結構圖。被測單板就是需要測試的通信產品單板，每塊單板占用一個槽位號（Slot_ID）。Hub和環境板根據測試需要可以是一塊單板也可以是多塊單板，每塊單板占用一個槽位，占用一個槽位號（Slot_ID）。機框與機架是提供單板測試環境的一套結構件，并且提供單板的電源，保證熱設計。每個機框有唯一的機框號（Shelf_ID）方便系統對機框尋址，機架有唯一的機架號（Rack_ID）方便系統對機架進行尋址。交換機是連接每個機框的控制面網口、FTP服務器的網口和測試操作的網口的信息交換設備。FTP服務器用于存放和提供單板的版本的，單板在啟動過程中會向FTP獲取版本。測試操作臺是運行自動化測試系統后臺軟件的計算機，操作員可以通過測試操作臺控制各單板的測試并且獲得測試結果，對測試結果進行統計、制作報告以及環境的自檢等。

自動化測試系統中每個槽位有一個控制面網口，每個機框有一塊帶有Hub的環境單板，每個機框給出一個總的控制面網口，Hub環境板提供機框的控制面網口和各單板之間控制面網口的信息交換。這些控制面網口用于下載單板版本和控制單板運行。所有的機框的控制面網口通過交換機從FTP服務器下載各自所需要的版本，與測試操作臺連接控制各單板完成測試功能并獲取測試結果。在測試系統規模小的時候，FTP服務器和測試操作臺可以用一臺計算機來實現。

每塊單板有唯一的物理地址（Dev_ID，Rack_ID， Shelf_ID，SlotID），Dev_ID是設備號說明被測單板的類型，Rack_ID、Shelf_ID、SlotID是單板所在的機架、機框、槽位的編號。單板內可能有多個CPU，所以控制測試的最小單元是CPU，每個CPU需要給一個尋址號。這樣每個最小的通信單元物理地址是（Dev_ID，Rack_ID，Shelf_ID，SlotID， CPU_ID）。

二、通信協議

本系統采用TELNET把各個單元連接在一起，TELNET是TCP/IP架構下的應用層協議，各種操作系統都已經很好的支持，應用起來非常簡單，不再需要關心下面的傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層的軟件件工作，集中精力設計好單板的測試軟硬件。每臺計算機可以開啟數萬個TELNET進程，工作穩定可靠。TELNET發送的是ASII碼流，因此在登陸TELNET服務器后，通信雙方都是用可見字符交流的，自動化測試系統可以使用，人工操作也可以使用這些命令。

本測試系統主要采用應答式通訊，測試操作臺向被測單板或環境單板發送測試命令，被測單板和環境單板收到測試命令后運行對應的函數，測試工作完成后，被測單板或環境單板把測試結果按協議中要求的格式發動給測試操作臺。測試結果包含測試成功或失敗信息和測試失敗的原因和位置信息。

測試命令幀格式：TestEq_測試內容描述符

測試命令幀長度最多100個字符，以TestEq_為幀頭，測試內容描述符是反映測試內容的多個關鍵詞，每個關鍵詞的第一個字母為大寫，其他字母為小寫。幀以0x0d、0x0a結束。

例如內存測試為TestEq_Sdram和全空間內存測試TestEq_FullSdram。

測試結果命令幀格式：

測試成功幀格式：OK_測試命令=需要返回的參數

測試失敗幀格式：FAIL_測試命令=需要返回的參數或信息

幀長度為150個字符，以測試結果開始，如果成功了以OK_開始，如果失敗以FAIL_開始，后面跟測試命令，用“=”表示后面還有參數或者需要說明的信息，如果沒有“=”表示本次測試結果報告完畢，如果有“=”表示本次測試結果帶有一些參數或者需要說明的信息。幀以0x0d、0x0a結束。

例如內存測試命令TestEq_Sdram的結果：

測試成功的結果：OK_TestEq_Sdram=Size：1000M

測試失敗的結果：FAIL_TestEq_Sdram=Error Address：0x12345678；0x87654321

TELNET是在TCP/IP的環境下客戶端遠程訪問服務器的終端仿真協議，用TCP作為傳輸協議在客戶端和服務器之間建立傳輸連接。建立連接以后，服務器端和客戶端進入選項協商階段，決定兩邊能支持用于連接的選項。在任意時間，每個連接的系統都可以協商新選項或者重新協商舊選項。通常，Telnet連接的每端嘗試實現所有的選項，以使其所在的系統功能最強。TELNET、TCP/IP協議本身不在本文的講述范圍，不再敘述。

三、單板的尋址

被測單板是用機架和機框的方式存放測試的，因此被測單板的物理位置應該包含機架號（RACK_ID）、機框號（SHELF_ID）、槽位號（SLOT_ID）來標記，不同的設備會在同一個系統網絡上硬性測試，所以還要有設備號（DEV_ID），設備號、機架號、機框號通過測試機框背板上的撥碼開關來實現，槽位號通過背板上的上下拉電阻來實現。另外每塊單板上可能有多個CPU需要對應多個網口來通信，因此再加一個CPU號（CPU_ID）。在本測試系統內各個通信單元就有了唯一的一個地址向量ADDR（Dev_id，Rack_id，Shelf_id，Slot_id，Cpu_id），后臺和各測試單元的通信是通過TELNET實現的，所以軟件需要把各單元的Addr向量轉換成IP向量（ip.1，ip.2，ip.3，ip.4）。轉換公式如下：

這里B為系數矩陣5行4列，IP0同上。

單板會根據HostIP尋找FTP服務器，下載版本運行。測試操作臺會根據被測單板的IP發送測試幀，接收來自這個IP的測試結果幀，將測試結果輸出到可是界面上。測試操作控制臺還有統計和自檢功能，這里不再講述。

四、結論

本文給出了一個擴容方便、容量大、系統結構清晰的通信產品單板自動化測試系統的設計方案，這套方案操作簡單、運行可靠性好，可以用統計的方法定位槽位問題。這套系統派生出了一套完整的人工測試函數集。經過兩年的運行，單板的早期返還率逐月下降，測試函數集陸續被各個工位用來發現和定位問題的不可缺少的工具。