计算机硬件测试系统研究

                    ,刘陶, 吕广喆, 彭丽娟, 高蒙

中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所  陕西西安  710068

摘要：随着我国科学技术的不断进步，带动了各方面进步。目前，为有效测试计算机硬件，帮助用户全面了解计算机各硬件模块性能，对计算机硬件测试系统进行设计研究。文章在通用设计、文档需求、测试构件、目录结构四方面，指出硬件测试系统设计规范，并设计要求、开发环境、总体设计、部分实现代码四方面对处理器、存储器、硬件配置工具、网络接口、USB接口五大模块的具体设计信息进行详细说明。为验证设计的计算机硬件测试系统有效性，在集成环境下对系统进行实验验证，结果表明该测试系统运行可靠，达到了预期目标。

关键词：计算机；硬件测试；设计与实现

引言

计算机硬件是计算机系统中各种物理装置的总称，并且按照系统结构的要求可以将其形成一个统一的有机体，从而有利于实现对计算机内各种软件正常运行的有效维护。因此，对数据和程序进行输入和存储，按照程序加工数据是计算机硬件的主要功能。

1计算机硬件综合测试台的基本操作

所述的故障演示台正面有CPU、显卡、内存条、声卡、键盘、鼠标、PZPUSB适用接口。将硬件依次插入与插槽固定，放入CPU后CPU底部信号连接线皆为弹性可由CPU夹盖加以束缚，显卡、内存条、声卡插入链接槽，插入后托盘旋转托衬防止脱落。全部连接完成后打开总开关，之后按按钮开始BOIS过程，若BOIS出现错误信号灯则会有相应变化，出现相应警报，全过程信号灯自动演示，BOIS完成，旋转可以演示不同模式错误提示，同时侧翼会提示警报提示，信号灯出现相应变化。安装键盘、鼠标二者有输入信号开始亮起Y灯到达相应信号接收端，信号返回通过N灯，全过程完成与否LED显示屏都会显示相应的计算机界面。

2计算机硬件测试系统设计规范

2.1处理器测试

1）设计要求。处理器的测试往往分为功能和压力测试，对功能的测试是对处理器厂商、型号、类别、当前运行的频率、支持的指令集合以及标称频率的测试；压力测试则是对单核和多核并行压力的测试。2）总体设计功能的实现。一方面，可以显示CPU的各种信息，鼠标相关信息的安装，如驱动等，左右键的调换以及具体移动的数据；另一方面，还能测试CPU的速度。3）部分代码实现。CPU速度测试的原理原本就十分简单，即在规定时间内统计和记录CPU运行的次数以及变化情况，然后相应地计算出其具体的速度。本模块的模型是对话框形式，通过对各控件变量进行一定的类向导映射，以及定义相关时间类，通过单击相关事件按钮便能够测试速度的功能。另外，完成相应的测试之后，还会在相应的目录下面生成result.txt文件，以此来对本次测试的相关信息进行记录。

2.2通用设计要求

通用设计方面，应满足以下几点要求：第一，系统配置时输入的文件格式应为XML，其原因是由于XML文件能够支持测试次数和测试时间等同用参数。其中，测试时间是指完成全部测试内容所持续的时长；测试次数是指规定时间内配置完成的次数。每个测试都通过XML文件指定不同的可选测试项目。第二，硬件系统测试用的相关测试工具，必须能够显示出其厂商、型号以及驱动版本等基础信息。同时，测试工具应满足UI模块设计准则，以实现对测试工具的UI设计。完成测试后，程序的返回值除只有现实0和非0两种状态。其中，现实0为正常；非0为异常，即在测试过程中出现错误情况。第三，测试模块需要被编写者封装成相关测试构件，并保证测试模块在不安装其他软件的前提下自动运行；在同一目录信息下，测试模块可以在测试系统运行所需的文件、执行程序中自动运行。

2.3整机测试方案

对于整机的测试，采用外部施加激励、启动内部自测试和采集测试结果的方法，测试设备不对UUT接受或发送数据的方式比模块测试简单，没有严格的时序关系，所以测试设备的结构相对简单。采用PXI总线测试技术。在测试设备中测试模块的选取时，考虑各个整机的测试需求，选取能满足最大需求的测试模块，比如UUT中模拟量激励信号的最大需求是30个，于是选取了同时能发送32个模拟量的测试模块。在整机系统的测试中，激励信号主要是模拟量和离散量，由测试设备模拟和离散量输出模块提供。UUT的响应信号也大多是模拟和离散量，可以由测试设备的采集卡接受;或由测量模块(万用表和示波器)经多路开关接受，测量结果可以由主控机读取。整机测试设备相对模块测试设备结构相对简单，测试方法类似，软件结构基本相同。

2.4 USB接口测试

设计要求：保证USB接口功能真长；能够与测试软件配合应用；可以避免测试过程中人工干预。信息测试包括USB接口类型、USB清单和驱动信息。USB接口测试应具备接口、驱动安装、信息读取、数据收发测试功能。USB测试工具应实现信息校验、重新编码、设备信息测试等功能。开发环境：Windows平台；VC++、SDK。总体设计：USB接口测试应满足以下功能：第一，精准查找USB设备；第二，找出USB控制器信息数据；第三，列示出HID设备及相关信息；第四，列示出U盘内信息数据；第五，能够自动保存相应参数。部分实现代码：应用CCreateFile打开控制器；应用De-viceloControl得到驱动程序名及属性信息等；应用GetDriveTypeAPI获取设备类型信息；应用VC++建立对话框。3计算机硬件综合测试台应用展望本计算机硬件综合测试台是一个平台，囊括了很多实验设备具备的功能，克服了现有技术的不足，通过真实的各种硬件的搭配结合硬件故障的检测方法，通过测试软件配以原理图和实物图脂引学生操作了解并且掌握计算机硬件工作原理掌握了各种计算机硬件故障判断方法与维修方法。利用一台计算机硬件综合测试台就可以让学生掌握观察法、清洁法、拔插法、硬件最小系统法、逐步添加/去除硬件法、替换法、比较法等计算机硬件故障排除方法。节省了教学空间和教学成本肩较为广泛的应用前景。

结语

计算机硬件测试系统是有效获取计算机配置及性能等各项信息数据的重要途径，对维护计算机运行安全与可靠具有积极意义。本文以实践应用为视角，阐述了计算机硬件测试系统的设计规范，并着重介绍了处理器、存储器、硬件配置工具、网络接口、USB接口五大模块的设计要求、开发环境等。最后，建立测试平台，对设计的计算机硬件测试系统进行验证分析，结果显示该系统应用收到良好效果，实现了系统信息及版本号的获取；CPU数据信息的获取；物理内存、虚拟内存信息数据获取；U盘大小、硬件可用空间等数据信息的获取等。但综合而言，本研究未对硬件功能、硬件性能进行测试分析，且未在技术限制及硬件测试系统应用需求方面，对系统进行设计研究，需要在后续研究中进行深入探索，以丰富研究成果。

参考文献

[1]季国田,赵伟,赖际舟.捷联惯性导航计算机综合测试平台的硬件设计与实现[J].导航与控制,2018,17(04):66-71.

[2]王永,常亮,王明亮,徐元旭.面向构件化星务软件通用化测试用例库的建设与管理[J].质量与可靠性,2021(01):31-35.

[3]蒋林,贺飞龙,山蕊,王帅,吴皓月,武鑫.可重构视频阵列处理器测试平台设计与实现[J].系统仿真学报,2020,32(05):792-800.

[4]李张倩,马银鸿,洪应平,刘文怡,熊继军,张会新.多通道固态存储器测试系统设计与研究[J].电子测量技术,2021,44(09):158-162.