信号测试装置、方法、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及计算机技术领域，特别是涉及一种信号测试装置、方法、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着高性能计算机hpc算力的提升，数据传输速率也越来越高，对信号质量的要求也越来越严格，因此需要准确的信号测试结果来辅助工程师进行高性能计算机产品信号的判断。
3.现有技术中，一般基于相关行业协会的测试规范，通过规范要求的一般性的辅助测试工具或者第三方测试软件进行高性能计算机相关信号的测试。
4.但是，现有的测试方法无法确保采集到的信号质量是真实有效的，信号测试不准确。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够采集较为真实的信号，从而提高信号测试准确性的信号测试装置、方法、计算机设备和存储介质。
6.第一方面，提供一种信号测试装置，信号测试装置包括转接连接器、电路板和测试线缆；电路板包括信号走线；
7.转接连接器与信号走线的第一端连接；测试线缆与信号走线的第二端连接；
8.转接连接器，用于从待测设备中获取测试信号，将测试信号通过信号走线传输至测试线缆；
9.测试线缆，用于将测试信号输出至测试设备中进行信号测试。
10.在本实施例中，通过信号测试装置可以将复杂特殊的高密度计算系统中的信号引出来进行测试，采集到的测试信号比较准确，并且可以直接将信号输出至测试设备中进行测试，避免了现有技术中通过第三方测试工具对测试信号进行计算的复杂过程，提高了信号测试的效率，也进一步确保了测试信号的完整性。
11.在其中一个可选的实施例中，电路板包括第一信号孔和第二信号孔；
12.转接连接器通过第一信号孔与信号走线的第一端连接；测试线缆通过第二信号孔与信号走线的第二端连接。
13.在本实施例中，采用via in pad设计工艺设置电路板中的信号孔，并通过信号孔实现电路板中信号走线的第一端与转接连接器的连接、信号走线的第二端与测试线缆的连接，尽可能减少了信号走线的损耗，提高信号测试的准确性。
14.在其中一个可选的实施例中，第一信号孔和第二信号孔的尺寸由电路板的材料参数、转接连接器的端口半径确定。
15.在本实施例中，以插损最小、串扰损耗最小等为目标进行软件仿真，从而确定第一信号孔和第二信号孔的尺寸，从而得到的信号测试装置可以保证获取到的测试信号传输的
质量。
16.在其中一个可选的实施例中，信号走线的长度由第一信号孔与第二信号孔之间的距离确定。
17.在其中一个可选的实施例中，信号走线采用包地方式且嵌入在电路板中。
18.在本实施例中，可以减少信号在传输过程中的耗损和外部干扰，以保证测试信号的传输质量。
19.在其中一个可选的实施例中，信号走线采用非嵌入的方式设置在电路板上，且信号走线以信号走线的中点对称设计。
20.在本实施例中，通过去嵌入式的信号走线设置，可以减小测试装置卡对信号的影响。
21.在其中一个可选的实施例中，电路板包括多个伴随地孔；
22.伴随地孔的数量、尺寸以及位置由电路板的材料参数、转接连接器的端口半径确定。
23.在本实施例中，以插损最小、串扰损耗最小等为目标进行软件仿真，从而确定伴随地孔的数量、尺寸以及位置，从而得到的信号测试装置可以保证获取到的测试信号传输的质量。
24.在其中一个可选的实施例中，电路板还包括多层gnd铜箔；
25.信号走线与其所在层的gnd铜箔的距离由电路板的材料参数确定。
26.在本实施例中，以插损最小、串扰损耗最小等为目标进行软件仿真，从而确定信号走线所在层的gnd铜箔与信号线的距离，从而得到的电路板的信号走线设计可以保证测试信号传输的质量。
27.在其中一个可选的实施例中，信号测试装置还包括辅助测试探头；
28.辅助测试探头的第一端通过第二信号孔与信号走线的第二端连接，辅助测试探头的第二端与测试线缆连接；
29.辅助测试探头，用于将信号走线中的测试信号传输至测试线缆中。
30.在本实施例中，通过辅助测试探头输出测试信号，减小信号传输过程中的损耗、串扰噪声。
31.第二方面，提供一种信号测试系统，该系统包括：待测试设备、测试设备和第一方面任一实施例提供的信号测试装置。
32.第三方面，提供一种信号测试方法，应用于第一方面任一实施例提供的信号测试装置中，该方法包括：
33.通过信号测试装置，获取待测系统的测试信号；
34.根据测试信号进行信号参数测试，得到测试信号的测试结果；测试结果包括测试信号的时域信息、频域信息、耗损信息中的至少一个。
35.第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第三方面任一所述的信号测试方法。
36.上述信号测试装置、方法、计算机设备和存储介质，信号测试装置包括转接连接器、电路板和测试线缆；电路板包括信号走线；其中，转接连接器与信号走线的第一端连接，测试线缆与信号走线的第二端连接。转接连接器从待测设备中获取测试信号，将测试信号
通过信号走线传输至测试线缆，测试线缆将测试信号输出至测试设备中进行信号测试。在本方案中，通过信号测试装置可以将复杂特殊的高密度计算系统中的信号引出来进行测试，采集到的测试信号比较准确，并且可以直接将信号输出至测试设备中进行测试，避免了现有技术中通过第三方测试工具对测试信号进行计算的复杂过程，提高了信号测试的效率，也进一步确保了测试信号的完整性。
附图说明
37.图1为一个实施例中信号测试装置的结构示意图；
38.图2为一个实施例中信号测试装置的结构示意图；
39.图3为一个实施例中信号测试装置的结构示意图；
40.图4为一个实施例中信号测试装置信号走线去嵌入式的结构示意图；
41.图5为一个实施例中信号测试装置中伴随地孔的结构示意图；
42.图6为一个实施例中信号测试装置的结构示意图；
43.图7为一个实施例中信号测试系统的结构示意图；
44.图8为一个实施例中信号测试方法的流程示意图。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
46.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一客户端称为第二客户端，且类似地，可将第二客户端称为第一客户端。第一客户端和第二客户端两者都是客户端，但其不是同一客户端。
47.在一个实施例中，如图1所示，提供一种信号测试装置01，该信号测试装置包括转接连接器11、电路板12和测试线缆13；电路板12包括信号走线121；
48.转接连接器11与信号走线121的第一端连接；测试线缆13与信号走线121的第二端连接；
49.转接连接器11，用于从待测设备02中获取测试信号，将测试信号通过信号走线传输至测试线缆13；
50.测试线缆13，用于将测试信号输出至测试设备03中进行信号测试。
51.其中，电路板12可以为印制电路板pcb，也可以为其他电路板。针对于高速高密计算系统的应用场景，本实施例中的转接连接器11可以为与高速高密计算系统相匹配的高速转接连接器。当然，也可以为其他可以实现信号引出的转接连接器。相应地，这里的待测试设备可以为高速高密系统所在的设备，也可以为其他计算机设备。测试设备可以为矢量网络分析仪(vector network analyzer，vna)，也可以为其他信号测试设备，本实施例对此不做限定。
52.在本实施例中，可以通过在电路板中设计信号走线121实现通过转接连接器11将
测试信号从待测试设备02中引出，并通过测试线缆13输出至测试设备03中实现信号测试的目的。其中，信号走线121具有一定的长度，为了尽可能减少信号在传输过程中的损耗，信号走线121可以采用延伸焊盘式布线设计工艺、采用紧耦合圆弧走线方式设计，可选地，信号走线121线宽可以一般走线要更粗一点，以此来进一步减小信号走线的损耗，例如，信号走线121的直径可以在8-10mil范围内。此外，信号走线采用包地方式且嵌入在电路板中，也可以以非嵌入式设置于电路板上。本实施例对此不做限定。
53.上述信号测试装置，包括转接连接器、电路板和测试线缆；电路板包括信号走线；其中，转接连接器与信号走线的第一端连接，测试线缆与信号走线的第二端连接。转接连接器从待测设备中获取测试信号，将测试信号通过信号走线传输至测试线缆，测试线缆将测试信号输出至测试设备中进行信号测试。在本方案中，通过信号测试装置可以将复杂特殊的高密度计算系统中的信号引出来进行测试，采集到的测试信号比较准确，并且可以直接将信号输出至测试设备中进行测试，避免了现有技术中通过第三方测试工具对测试信号进行计算的复杂过程，提高了信号测试的效率，也进一步确保了测试信号的完整性。
54.在其中一个可选的实施例中，如图2所示，电路板12包括第一信号孔122和第二信号孔123；
55.转接连接器11通过第一信号孔122与信号走线121的第一端连接；测试线缆13通过第二信号孔123与信号走线121的第二端连接。
56.在本实施例中，考虑电路板12与转接连接器11的连接、信号走线121与测试线缆13的连接，可以在电路板12中设置第一信号孔122和第二信号孔123，其中，转接连接器11通过第一信号孔122与信号走线121的第一端连接；测试线缆13通过第二信号孔123与信号走线121的第二端连接。其中，可选地，可以采用焊盘中的通孔via in pad设计工艺设置电路板中的信号孔。
57.在本实施例中，采用via in pad设计工艺设置电路板中的信号孔，并通过信号孔实现电路板中信号走线的第一端与转接连接器的连接、信号走线的第二端与测试线缆的连接，尽可能减少了信号走线的损耗，提高信号测试的准确性。
58.进一步地，在其中一个可选的实施例中，第一信号孔和第二信号孔的尺寸由电路板的材料参数、转接连接器的端口半径确定。
59.其中，电路板的材料参数包括电路板的介电常数dk、介质损耗df等，转接连接器的端口半径可以根据转接连接器的属性信息确定。
60.在本实施例中，可以基于电路板的介电常数dk、介质损耗df等材料参数、转接连接器的端口半径以及转接连接器的仿真模型进行软件仿真，通过改变电路板上信号孔的位置、尺寸来确定引出信号的耗损情况，基于预设的优化目标，例如，测试信号为pcie信号的场景下，要求阻抗85欧姆，插损越小越好，串扰损耗越小越好等，从而确定在信号耗损最小的情况下的信号孔的位置和尺寸，也即，通过仿真确定第一信号孔和第二信号孔的位置和尺寸。
61.在本实施例中，由于第一信号孔和第二信号孔的位置和尺寸是根据电路板的介电常数dk、介质损耗df等材料参数、转接连接器的端口半径以及转接连接器的仿真模型进行软件仿真得到的，仿真优化目标为信号耗损最小，因此，所确定的信号孔的尺寸和位置为确保信号耗损最小的结果。
62.在其中一个可选的实施例中，如图3所示，信号走线的长度l由第一信号孔与第二信号孔之间的距离确定。
63.在本实施例中，可以基于电路板的介电常数dk、介质损耗df等材料参数、转接连接器的端口半径以及转接连接器的仿真模型进行软件仿真，通过改变信号走线的长度确定引出信号的耗损情况，基于预设的优化目标，例如，测试信号为pcie信号的场景下，要求阻抗85欧姆，插损越小越好，串扰损耗越小越好等，从而确定第一信号孔与第二信号孔之间的距离l。可选地，信号走线的长度可以为1inch左右。
64.在本实施例中，根据仿真结果调整第一信号孔与第二信号孔之间的距离l，也即调整信号走线的长度，减小了信号传输过程中的损耗。
65.为了减小测试装置卡对信号的影响，除上述信号走线内嵌式设置于电路板中，在其中一个可选的实施例中，如图4所示，信号走线采用非嵌入的方式设置在电路板上，且信号走线以信号走线的中点对称设计。
66.在本实施例中，为了减小测试装置卡对信号的影响，提高测试结果的精确度，还可以对信号走线采用非嵌入的方式设置在电路板上，如图4所示，去嵌入的信号走线的长度可以为2l，以信号走线的中间为点，左测1l走线完全对称于右侧1l走线，信号走线周围排布伴随地孔124，信号从转接连接器1/转接连接器2中引出，经过信号走线121，从转接连接器2/转接连接器1中输出，用于进行信号测试等其他信号操作。
67.进一步地，为了提高信号测试装置的安全性，在其中一个可选的实施例中，如图5所示，电路板包括多个伴随地孔124；
68.伴随地孔的数量、尺寸以及位置由电路板的材料参数、转接连接器的端口半径确定。
69.其中，伴随地孔的间隔可以设置在50-100mil。进一步地，在本实施例中，可以基于电路板的介电常数dk、介质损耗df等材料参数、转接连接器的端口半径以及转接连接器的仿真模型进行软件仿真，通过改变伴随地孔的数量、尺寸、伴随地孔与信号孔的相对位置确定引出信号的耗损情况，基于预设的优化目标，例如，测试信号为pcie信号的场景下，要求阻抗85欧姆，插损越小越好，串扰损耗越小越好等，从而确定随地孔的数量、尺寸以及位置。
70.可选地，在基于电路板的介电常数dk、介质损耗df等材料参数、转接连接器的端口半径以及转接连接器的仿真模型进行软件仿真的过程中，可以将上述实施例中第一信号孔和第二信号孔的尺寸、信号走线的长度l、伴随地孔的数量、伴随地孔与信号孔的相对位置等多个参数作为应变参数进行优化仿真，以插损最小，串扰损耗最好为优化目标，得到最佳的第一信号孔和第二信号孔的尺寸、信号走线的长度l、伴随地孔的数量、伴随地孔与信号孔的相对位置等参数，本实施例对此不做限定。
71.在其中一个可选的实施例中，电路板还包括多层gnd铜箔；
72.信号走线与其所在层的gnd铜箔的距离由电路板的材料参数确定。
73.在本实施例中，信号走线采用包地处理，信号走线所在层的gnd铜箔与信号线的距离根据走线线宽、电路板中具体叠层进行仿真得到，其中，信号走线的线宽需满足走线50欧姆的阻抗要求。在进行仿真的过程中，基于电路板的介电常数dk、介质损耗df等材料参数和转接连接器的仿真模型进行软件仿真，通过改变信号走线所在层的gnd铜箔与信号线的距离确定引出信号的耗损情况，基于预设的优化目标，例如，测试信号为pcie信号的场景下，
要求阻抗85欧姆，插损越小越好，串扰损耗越小越好等，从而确定信号走线所在层的gnd铜箔与信号线的距离。
74.可选地，在其中一个可选的实施例中，如图6所示，信号测试装置还包括辅助测试探头14；
75.辅助测试探头14的第一端通过第二信号孔123与信号走线121的第二端连接，辅助测试探头14的第二端与测试线缆13连接；
76.辅助测试探头14，用于将信号走线121中的测试信号传输至测试线缆13中。
77.其中，辅助测试探头14可以为测试范围达到40ghz的高质量的sma辅助测试探头。
78.在本实施例中，信号测试装置还包括辅助测试探头14，测试信号通过信号走线输出到辅助测试探头14中，从而测试探头14将测试信号传输至测试线缆13。本实施例中，通过辅助测试探头输出测试信号，减小信号传输过程中的损耗、串扰噪声。
79.在一个实施例中，如图7所示，提供一种信号测试系统，该系统包括：待测试设备02、第一方面提供的信号测试装置01和测试设备03。
80.其中，信号测试装置01中的转接连接器将信号从待测试设备02中接引出来，通过信号测试装置01中的电路板中的信号走线，将测试信号输出辅助测试探头中，辅助测试探头与测试线缆连接，将测试信号通过测试线缆接入到测试设备03中，进行信号测试，得到测试信号对应的信号测试结果。
81.上述信号测试系统包括图1-图6实施例提供的信号测试装置、待测试设备和测试设备，其中，通过信号测试装置将待测试设备中的测试信号输出至测试设备中，测试设备根据引出的测试信号进行信号测试，得到待测试设备的信号测试结果。在本方案中，通过信号测试装置可以将复杂特殊的高密度计算系统中的信号引出来进行测试，采集到的测试信号比较准确，并且可以直接将信号输出至测试设备中进行测试，避免了现有技术中通过第三方测试工具对测试信号进行计算的复杂过程，提高了信号测试的效率，也进一步确保了测试信号的完整性。
82.关于信号测试系统的具体限定可以参见上文中对于信号测试装置的限定，在此不再赘述。
83.本技术提供的信号测试方法，可以应用于如图1提供的信号测试装置中下面将通过实施例并结合附图具体地对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。需要说明的是，本技术图8实施例提供的信号测试方法，其执行主体为上述图7所示的信号测试系统中的测试设备，也可以是信号测试装置，该信号测试装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式成为测试设备的部分或全部。下述方法实施例中，均以执行主体是测试设备为例来进行说明。
84.在一个实施例中，如图8所示，提供了一种信号测试方法，包括以下步骤：
85.s201、通过信号测试装置，获取待测系统的测试信号。
86.在本实施例中，测试设备通过信号测试装置01将信号从待测试设备02中接引出来，获取待测系统的测试信号。
87.s202、根据测试信号进行信号参数测试，得到测试信号的测试结果；测试结果包括测试信号的时域信息、频域信息、耗损信息中的至少一个。
88.在本实施例中，根据获取到的测试信号进行信号测试，得到测试信号对应的信号测试结果，示例的，信号的测试结果包括信号的时域信息、频域信息、耗损信息、信噪比、信号强度等信息。
89.上述信号测试方法中，测试设备通过信号测试装置，获取待测系统的测试信号，根据测试信号进行信号参数测试，得到测试信号的测试结果；测试结果包括测试信号的时域信息、频域信息、耗损信息中的至少一个。在本方案中，通过信号测试装置可以将复杂特殊的高密度计算系统中的信号引出来进行测试，采集到的测试信号比较准确，并且可以直接将信号输出至测试设备中进行测试，避免了现有技术中通过第三方测试工具对测试信号进行计算的复杂过程，提高了信号测试的效率，也进一步确保了测试信号的完整性。
90.应该理解的是，虽然图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
91.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
92.通过信号测试装置，获取待测系统的测试信号；
93.根据测试信号进行信号参数测试，得到测试信号的测试结果；测试结果包括测试信号的时域信息、频域信息、耗损信息中的至少一个。
94.上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
95.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
96.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
97.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。