本發明屬于通訊，尤其是涉及一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

背景技術：

1、pcie?switch設備作為一種高速數據接口，廣泛應用于各種需要高帶寬數據傳輸的場景，例如服務器、數據中心、高性能計算等。其主要功能是對pcie信號進行路由和交換，實現多個pcie設備之間的數據互聯。然而，隨著pcie?switch設備的規模和復雜度不斷增加，其內部的報文通路也變得越來越復雜。

2、在實際應用測試中，由于pcie?switch設備內部結構的復雜性，很多類型的報文通路無法直觀地體現在測試者面前。測試人員通常只能通過觀察最終的輸出結果來判斷設備的功能是否正常，而無法詳細了解報文在設備內部的傳輸路徑和處理過程。

3、因此，迫切需要一種能夠有效測試pcie?switch設備格式正常及異常的報文通路的方法，以便在流片前及時發現設計缺陷，提高測試效率和覆蓋率，確保設備的穩定性和可靠性。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明旨在提出一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，以至少解決背景技術中的一個問題。

2、為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

3、一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，包括：

4、通過pcie協議分析儀與至少兩個pcie模擬器互聯，其中第一pcie模擬器模擬rc設備，第二pcie模擬器模擬ep設備，并基于fpga原型驗證系統建立pcie?switch設備的虛擬拓撲映射，所述rc為root?complex，ep為endpoint；

5、根據預設的異常類型庫動態生成格式正常及異常的測試報文，所述異常類型庫通過有限狀態機遍歷pcie協議規范中定義的異常場景得到；

6、將測試報文注入pcie?switch設備，并通過協議分析儀捕獲輸入/輸出端口的報文流，基于時間戳同步機制和路徑標記字段重構報文在switch內部的傳輸路徑；

7、根據捕獲的報文路徑和內容，計算路徑覆蓋率、異常處理響應時間指標，并實時調整測試場景的報文類型和注入頻率，直至達到預設的覆蓋率閾值。

8、進一步的，所述fpga原型驗證系統的構建包括：

9、對pcie?switch設備的rtl代碼進行動態插樁，插入路徑追蹤探針以捕獲報文在虛擬通道和端口間的跳轉事件；

10、基于覆蓋率驅動的約束隨機測試生成工程約束條件，所述約束條件包括時鐘域交叉覆蓋率、路徑分支覆蓋率；

11、將插樁后的rtl代碼綜合為fpga可編程文件，并燒寫至fpga芯片中，形成支持報文路徑回溯的原型驗證平臺。

12、進一步的，所述預設的異常類型庫包括tlp頭字段錯誤、ecrc校驗錯誤、地址越界錯誤。

13、進一步的，所述異常類型庫的生成方法包括：

14、解析pcie協議規范，提取tlp層和數據鏈路層的合法字段取值范圍；

15、基于協議感知的突變測試策略生成格式異常報文，對合法字段進行位翻轉、邊界值越界、序列亂序操作，生成格式異常報文；

16、為每個異常報文添加錯誤注入標簽，所述標簽包含預期觸發switch設備的錯誤處理機制類型。

17、進一步的，基于協議感知的突變測試策略生成格式異常報文，包括：

18、根據pcie協議規范中定義的tlp頭字段關鍵性權重，對字段進行優先級排序，所述關鍵性權重的計算公式為：

19、=×；

20、其中，為第i個字段的權重；

21、對高權重字段執行位翻轉突變，翻轉位數n=×字段長度；

22、對中低權重字段執行邊界值越界突變，將字段值設置為合法最大值+1或合法最小值-1；

23、其中，定義≥0.5為高權重字段，定義＜0.5為中低權重字段。

24、進一步的，預設的測試場景包括跨層級路徑驗證：

25、從rc至ep的路徑測試：配置ep設備的bar空間屬性為可讀寫狀態，并設置地址轉換表的重映射規則，驗證switch設備對地址翻譯的合規性；

26、從ep至ep的路徑測試：在ep設備間注入帶虛擬功能標簽的報文，驗證switch設備對sr-iov虛擬化路徑的支持能力；

27、從ep至rc的路徑測試：在ep設備中模擬msi-x中斷報文，驗證switch設備對優先級仲裁和中斷轉發機制的響應準確性。

28、進一步的，所述覆蓋率閾值的計算方法包括：

29、路徑覆蓋率：根據switch設備內部交叉開關的端口連接關系，計算已測試路徑與總路徑的比值；

30、異常處理覆蓋率：統計觸發的錯誤處理機制類型占協議規范定義類型的百分比；

31、動態調整策略：若路徑覆蓋率低于第一預設閾值，則增加從ep至ep的多跳轉發測試場景；若異常處理覆蓋率低于第二預設閾值，則提升突變測試的位翻轉密度；

32、所述第一預設閾值包括90%，第二預設閾值包括85%。

33、進一步的，本方案公開了一種電子設備，包括處理器以及與處理器通信連接，且用于存儲所述處理器可執行指令的存儲器，所述處理器用于執行上一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

34、進一步的，本方案公開了一種服務器，包括至少一個處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲器，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述處理器執行，以使所述至少一個處理器執行一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

35、進一步的，本方案公開了一種計算機可讀取存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

36、相對于現有技術，本發明所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法具有以下有益效果：

37、（1）本發明所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，通過fpga原型驗證系統，可以在流片前對pcie?switch設備進行格式正常及異常的報文測試，及早發現設計缺陷，降低風險；

38、（2）本發明所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，通過構建三種測試場景覆蓋了不同方向的格式正常及異常的報文傳輸路徑，能夠更全面地驗證pcie?switch設備的格式正常及異常的處理功能；

39、（3）本發明所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，使用pcie協議分析儀進行報文采集和分析，能夠更精確地判斷pcie?switch設備的行為，提高測試效率。

技術特征：

1.一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，所述fpga原型驗證系統的構建包括：

3.根據權利要求1所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，所述預設的異常類型庫包括tlp頭字段錯誤、ecrc校驗錯誤、地址越界錯誤。

4.根據權利要求1所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，所述異常類型庫的生成方法包括：

5.根據權利要求4所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，基于協議感知的突變測試策略生成格式異常報文，包括：

6.根據權利要求1所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，預設的測試場景包括跨層級路徑驗證：

7.根據權利要求1所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，其特征在于，所述覆蓋率閾值的計算方法包括：

8.一種電子設備，包括處理器以及與處理器通信連接，且用于存儲所述處理器可執行指令的存儲器，其特征在于：所述處理器用于執行上述權利要求1-7任一所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

9.一種服務器，其特征在于：包括至少一個處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲器，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述處理器執行，以使所述至少一個處理器執行如權利要求1-7任一所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

10.一種計算機可讀取存儲介質，存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-7任一項所述的一種基于pcie?switch設備格式正常及異常的報文的測試方法。

技術總結
本發明提供了一種基于PCIe?Switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，利用PCIe協議分析儀及PCIe模擬器搭建測試環境，通過使用PCIe模擬器作為RC及EP設備發送報文來驗證PCIe?Switch設備的功能；按照預設的測試場景，執行格式正常及異常的報文測試。本發明有益效果：一種基于PCIe?Switch設備格式正常及異常的報文的測試方法，通過FPGA原型驗證系統，可以在流片前對PCIe?Switch設備進行格式正常及異常的報文測試，及早發現設計缺陷，降低風險。

技術研發人員：朱珂,張永鵬,宣冉,翟巖,王盼,徐慶陽,陳德沅,劉顏鵬,吳佳駿,白昱煒,劉長江
受保護的技術使用者：井芯微電子技術（天津）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28