视频处理模块设计方案报告(1)

视频处理模块设计方案报告

(仅供内部使用)

拟制：刘志刚日期：2011/7/20 审核：日期：

批准：日期：

湖南兴天电子科技有限公司

版权所有不得复制

目录

1、引言与范围 (4)

2、开发项目说明 (4)

3、历史及修改原因 (4)

4、功能与性能指标 (4)

4.1 硬件技术要求 (4)

4.2 对外接口要求 (4)

5、结构框图 (5)

6、系统逻辑框图 (5)

6.1 板载内存设计 (5)

6.2 以太网口设计 (6)

6.3 I/O及外部接口设计 (7)

6.4 硬盘及显示接口设计 (7)

7、关键技术 (7)

7.1 双机冗余总体结构 (7)

7.2 寄存器功能描述 (9)

7.3 判定主机是否运行正常 (9)

7.4 主从切换 (10)

7.5 主从之间时间同步 (10)

8、关键器件 (10)

9、软件设计 (11)

9.1 软件技术要求 (11)

9.2 软件驱动设计 (11)

9.3 软件用户接口 (11)

10、电源设计 (11)

11、工艺设计 (12)

12、结构设计 (12)

12.1 结构设计要求 (12)

12.2 结构设计方案 (12)

12.3 热设计实现 (13)

13、抗振动冲击设计 (14)

14、电磁兼容性设计 (14)

15、可靠性设计 (15)

15.1 软件可靠性 (15)

16、测试设计 (15)

16.1 硬件测试 (15)

16.2 软件测试 (18)

16.3 环境测试 (18)

17、评审报告 (19)

附图1：印制板裸板尺寸及安装散热板后的安装尺寸 (20)

附图2：安装散热板后的安装尺寸 (21)

附图3：插板安装方式 (22)

视频处理模块设计方案报告

关键词：XGA、FPGA、DDR SDRAM、像素、字符叠加、画中画

缩略语清单：对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全名和中文解释。

1、引言与范围

随着我国工业、农业，交通，气象，军事等领域的高速发展，对视频技术的应用需求与日俱增。特别是近年来红外，气象雷达新技术在军事及气象领域发展日益迅猛，这也为视频的应用技术带来了越来越多的挑战。为应对这些技术挑战，近年来对视频叠加，视频缩放等算法及应用技术的研究是日益深入，且日益趋于成熟，为我们相关产品的研发打下了坚实基础。

本文正是以视频叠加，视频缩放等算法和技术为基础，以FPGA为主要实现载体，提出了视频处理模块的设计方案，该方案完全是根据客户需求来设计的，以四路XGA信号为视频源，实现三路XGA视频输出，在采集输入的视频上可叠加字符，以小窗口的形式显示输入的视频画面，也可通过快捷键将窗口全屏显示。

2、开发项目说明

该项目的视频处理模块按照本公司的命名规则正式命名为“XTDB-”，版本：1.0。

3、历史及修改原因

第一版设计，版本号：1.0。

4、功能与性能指标

4.1 硬件技术要求

a)主芯片类型：FPGA；

b) 主频：≥120MHZ；

c) 内存： 512Mb；

d) 输入信号格式：XGA 1024*768；

e) 外部接口：CPCI

f) 板卡尺寸：160mm*100mm

4.2 对外接口要求

a) 4路VGA输入接口；

b) 1个CPCI输出接口；

5、结构框图

根据要求，对输入的四路XGA信号要求能实现字符叠加及在小窗口中显示图像等功能。输入的XGA信号分辨率为1024*768，最高Pixel速率为94.5Mhz,这个速率对于一般FPGA来讲是可以完全满足要求的。

在系统框图中的DDR SDRAM是挂接在FPGA外面，用来缓存图像的，它的容量大概为512Mb(考虑了富裕容量)。

框图中的A/D，及D/A转换器件是将VGA模拟信号和TTL数字信号相互转换的器件，它们也都是普通器件，ADI公司的此类器件已经在我们公司有过成熟的应用。

图1 主系统框图

6、系统逻辑框图

6.1 FPGA逻辑设计设计

AMD CPU LX800支持单通道DDR400 SDRAM，在设计中我们采用板贴内存的方式来加强主板的抗震性，具体设计方案采用单通道8颗FLASH来完成，如图2所示。

图2 板载内存设计方案

Bank0-3为一组，采用片选信号CS0和时钟使能信号CLKE0；Bank4-7为一组，采用片选信号CS1和时钟使能信号CLKE1来实现。

6.2 以太网口设计

AMD CPU LX800是PCI总线架构，按照要求我们设计时选用Intel的LU82551 100M PCI总线的芯片，该芯片是业界很成熟的产品，在各种行业中都应用很广泛，因为LX800 CPU只提供4套PCI资源，为了更多的扩充PCI设备，在设计中增加了一颗PLX公司推出的支持热插拔的PCI桥接芯片

PCI6140,PCI6140可实现1个PCI资源扩展为4个PCI资源。如图3所示。

图3 以太网口设计方案

如上图所示，PCI桥接芯片ADSEL资源配置为AD19，3个百兆以太网口资源配置分别为网口1：ADSEL:SAD19,INTA；网口2: ADSEL:SAD20,INTB；网口3: ADSEL:SAD21,INTC。该设计方式的优点在于以太网口的PCI总线出了问题不会影响到CPU主板的正常工作。

6.3 I/O及外部接口设计

XTDB-J1120采用Winbond I/O芯片的W83627HG来实现电压监测和看门狗自检，PS2的鼠标键盘接口以及2路RS232接口。另外再用Fintek公司的F81216D芯片来实现2路RS232接口。如图4所示

图4 I/O及外部接口设计方案

如上图所示，采用与AMD LX800搭配的南桥芯片CS5536提供的LPC总线，来连接转换芯片W83627HG和F81216D，W83627HG可提供9路电压监控、1路系统温度监控、1路Watchdog和1路Beep报警输出,完全可以满足设计要求。

6.4 硬盘及显示接口设计

XTDB-J1120采用板载固态硬盘设计，以提高整板的抗震性和防尘性，固态硬盘设计方案选用SMI公司的IDE主控芯片SM2231,挂两颗FLASH以备电子硬盘的容量扩充。该方案对于我司来讲是十分成熟的方案，以及应用于多个平台设计。

显示方面采用LX800本身提供的VGA，可支持最高分辨率1920x1440x32@85Hz或1600x1200x32@100Hz.另外因为LX800 CPU只提供24bit TFT显示接口，固在设计中采用THine公司推出TFT转24Bit LVDS芯片THC63LVDM83R来实现LVDS接口输出。且分辨率最高支持1600x1200x32bpp@100Hz；该芯片也在我司的多款产品中设计使用，技术上不存在问题。

7、关键技术

7.1 双机冗余总体结构

容错技术主要是依靠资源的冗余和系统重构资源的精心组织来完成的。随着半导体元件体积的缩小及成本的下降，以及超大规模集成电路的发展，在计算机容错系统的设计中采用硬件冗余成为当前比较常用的方法。硬件冗余分为被动硬件冗余、主动硬件冗余和混合硬件冗余。

被动硬件冗余又称为静态硬件冗余。它应用了故障掩蔽的概念，即是指冗余结构并不随故障情况变化的冗余形式。通常采用的结构是三模冗余TMR(Triple Modular Redundancy)和二模冗余结构。为了进一步提高系统的可靠性，可以采用N 模冗余(NMR)。NMR与TMR的原理相同，只是采用N 个相同的模块。N 一般为奇数，以方便进行多数表决。NMR 可以容忍(N 一1)/2 个故障模块。

主动硬件冗余又称为动态硬件冗余，主要采用重组技术。它通过故障检测、故障定位及故障恢复来达到容错的一种技术。主动硬件冗余的形式有双机比较、备用替换和成对备用。带热备份的双机比较系统是在增强型双机比较系统的基础上，增加了一个热备计算机，通常系统中带有进行故障定位的自诊断程序。系统的工作原理是，系统开始以双机运行，当双机比较系统出现故障时，启动自诊断程序进行故障定位，定位故障后，切换开关将故障机器从系统中切除并换上处于正常工作状态的热备计算机。按照客户提供的技术要求，本系统为双机冗余备份模式。

XXX设备要求在双机切换时，数据不能丢失，采用静态硬件冗余在切换的过程中，存在丢失数据的可能，因此理想的方案是采用带热备份的双机比较系统。设计冗余双机系统结构如图5所示：

图 5 双机冗余结构

在图5中，系统启动时通过ID 值的判定，默认将计算机A 作为主机，计算机B 作为热备机使用。A 机与B 机并行执行相同的计算，A 机和B 机各有独自的外围控制逻辑和外设，需要防止系统资源的竞争。在系统中，外围资源包括显示、USB、PS2、快速以太网、RS232 等接口。A 机和B 机硬件和运行软件是一致的，这样可以降低软、硬件开发难度，并提高了可维性。

由于双机同时占用总线时会造成通信冲突，解决这一问题的方法是限制热备机只从总线接收数据，而不向总线发送数据，所有对总线数据的响应，由主机完成，由于总线接口芯片都具有使能（enable）功能，因此可以通过控制使能位完成这一设计。主备用机之间的切换用专门设计的仲裁检测逻辑来实现，仲裁检测逻辑根据 A机与B 机周期向它发送的自检信号来判断A 机系统与B

机系统运行的状况，并控制切换操作，仲裁逻辑通过FPGA 实现，A 机和B 机在FPGA 中实现的仲裁逻辑是一致的，但两机各自独立的通过自己的仲裁逻辑判断。

在任意时刻，A 机和B 机共有四种工作状态，如下所示：

① A 机和B 机都正常工作；

② A 机正常、B 机故障；

③ A 机故障、B 机正常；

④ A 机和B 机都故障。

因此 A 机和B 机的切换逻辑如下：

①如果 A 机与B 机均正常运行，则将A 机的运行结果作为系统输出；

②如果 A 机正常而B 机故障，亦将A 机的运行结果作为系统输出，同时将B机的运行故障状态报告给A 机，并向B 机进行复位控制操作；

③如果 A 机故障，B 机正常，则进行开关切换操作，将B 机的运行结果作为系统输出，同时将A 机的运行故障状态报告给B 机，并向A 机进行复位控制操作(所有的操作过程均作为日志文件保存在系统内，停机后根据日志记录将故障机转入维修)；

④如果 A 机与B 机均故障，则由仲裁逻辑发出报警信号，表明系统不可用。

7.2 寄存器功能描述

实现仲裁逻辑的基础是定义相关的寄存器，定义的寄存器包括：

■总线状态寄存器-RBUS（16bits）：标记总线工作是否正常；

■ CPU 状态寄存器-RCPU（16bits）：标记本地CPU 状态是否运行正常；

■控制寄存器 RCTL（16bits）：控制本地总线接口的使能；

■帧标记寄存器 RFRE（16bits）：显示完成的帧循环标记。

为了保证三个状态寄存器读写数据的一致性，三个状态寄存器的最高位作为读写标志位，读取数据前必须判定此值有效。

7.3 判定主机是否运行正常

主机正常工作的条件是CPU 运行正常，总线接口运行正常。判定总线运行正常通过总线状态寄存器完成，本地主机周期性的查询总线接口芯片，判定总线是否正常工作，并对相应的寄存器位置位，备份主机用同样的周期读取总线状态寄存器，根据三个周期内读取的结果判定：

①如果所有的位都置位，则认为总线接口工作正常；

②如果存在一位没有置位，则认为总线接口工作不正常；

CPU 运行正常与否通过CPU 状态寄存器判定，本地主机周期性的向此寄存器轮询写入0～32767 之间的整数值，每次加1，备份主机采用同样的周期读取此寄存器的值，根据三个周期内读取的值判定：

①如果三个值相同，则判定本地 CPU 工作不正常；

②如果有两个值相同，则读取下一个值，根据最近的三个值重新判定；

③如果三个值都不相同，则判定本地 CPU 工作正常。

主机工作异常=总线接口不正常 or CPU 工作不正常。

7.4 主从切换

备份主机一旦判定主机工作异常，备份主机则变为主机，进行主机和备份主机之间的切换，并对故障主机复位，故障主机复位后变为备份主机。主机和备份主机之间的切换涉及控制寄存器和帧标记寄存器，在任何情况下，控制寄存器由主机写入，切换的动作包括：

①主机设置故障主机的控制寄存器，禁止故障主机所有总线接口的发送功能；

②主机设置自己的控制寄存器，使能所有总线接口的发送功能；

③主机复位故障机。

7.5 主从之间时间同步

时间同步的方法主要有两种，一是采用全局时钟，即所有的系统都在同一时钟下工作，这种时间同步的方法实现困难，但时间同步精度高。另外一种是分布式的方法，每个系统都工作在本地的时钟之下，各个系统之间通过发送时间戳并经过适当的计算进行时间同步，这一方式实现简单，但是时间同步精度差。

在本系统中，对于时间同步功能没有具体要求，另外，根据系统提供的技术要求，系统只需要在任务级做备份功能，没有其他数据同步等要求，因此，系统采用各自时钟运行。

8、关键器件

该方案设计其直接影响该主板的主要性能的器件有CPU芯片LX800、南桥CS5536、I/O芯片W83627HG、以太网口芯片LU82551、PCI桥芯片PCI6140、时钟芯片MK1491-09F和电源芯片RT9214等。

CPU芯片LX800和南桥芯片CS5536是整个主板的核心器件。该芯片组根据目前我们公司的平台可以直接找AMD的一级代理商拿货，目前订货周期一般商业及的为2-4周，工业级的需要在4-8周。

针对其交货周期公司可选择合适的库存备货。可实现产品出货的交期控制。按照公司之前的在该平台开发的产品测试情况分析，商业级芯片组可以测试到-25℃-70℃的温度范围，而工业级的芯片组可以测试到-45℃-80℃。所以完全可以达到技术要求上的参数。

I/O芯片选用Winbond的W83627HG，主要是用来实现各路电压监测和报警，根据公司的以往开发经验，该芯片在-45℃-80℃下可以正常工作，根据我们公司目前的平台可以直接找Winbond的一级代理商拿货，目前的订货周期一般是2-4周，因为该芯片应用极为广泛，所以一般供应商都有现货库存。交货周期对产品开发不会造成影响。

以太网口芯片选用Intel 公司的芯片LU82551，它是百兆网口，支持自适应，该网口芯片应用十分广泛，技术非常成熟。完全能满足该板的性能要求。目前我们的供应商是Intel的一级代理

商，一般商业级的交货周期为2-4周，工业级的交货周期为4-8周。公司可选择配备适量的库存，以控制产品的交货周期。

PCI桥芯片选用PLX公司的支持热插拔的透明桥，型号为PCI6140 。该桥芯片支持1 转4 的PCI 资源扩展，该产芯片的兼容性非常好，根据公司以往的产品测试报告显示，其在恶劣的环境下工作性能也能满足该板的性能要求。目前我们的供应商是PLX的一级代理，一般小批量都备有库存，大批量的交货周期一般是2-4周。

时钟芯片选用IDT公司的时钟芯片MK1491-09F，该芯片也是AMD公司LX800主板的推荐时钟芯片，该芯片的性能参数都能满足产品的设计要求。工业级的交货周期为2-4周。

电源芯片采用AMDLX800公板图推荐的Richtek公司的开关电源芯片RT9214。该芯片支持宽温工作范围，目前我公司可以直接从原厂的深圳办事处采购，该物料长期均有部分库存，交货周期1-2周，若缺货则会延迟到3-4周左右。

9、软件设计

9.1 软件技术要求

a) 预装 Windows2000 SP4 操作系统；

b) 提供能实现主备手动切换、主备数据同步等的工具；

c) 提供符合硬件的 Win2000 SP4 驱动程序；

9.2 软件驱动设计

该主板在Windows2000 sp4操作平台上的所有硬件驱动程序可以在官方网站上下载，关于手动切换主备板及主备板间的数据同步等工具需要软件人员编写。

9.3 软件用户接口

10、电源设计

主板的电源部分设计非常重要，这关系到整个主板的稳定性等各方面问题，因为该主板是采用嵌入式超低功耗的芯片组。其整个功耗小于6W，所以对电源的功率要求不高。但是因为工业主板的工作环境恶劣，所以稳定性要求很高。

该主板采用单电源5V供电方式设计，方便电源管理。因为要求主板单独断电和复位，所以采用一个拨动开关TS-13来做电源开关，开关拨到1-2脚则整个主板电源通电；开关拨到2-3脚则整个主板电源断开。详细见图6 所示。

图6 电源设计方框图

如上图所示，CPCI连接器输入+5V电源到开关SW ，开关拨动到1-2脚时，电源由开关SW的2脚输出VCC电压，再由DIODE转出VCC5SB电压，同时由LDO输出VCC3SB电压和VCORESB电压。待SB电压提供给相关芯片组后，南桥的WIRKING信号给出一个高电平，T提供给RT9214的使能端7脚，使RT9214转换出VCC3、VMEM、VCORE电压，再提供给芯片组，主板正常工作。

11、工艺设计

对单板新工艺进行描述

对整个单板的工艺提出初步设计要求。

12、结构设计

12.1 结构设计要求

使用基于LX800 构建的主控模块，设备内总线采用标准CPCI 接口，采用客户要求的结构形式和连接器系统。

系统目标产品按照客户提供要求进行，满足产品在特定机箱使用要求。

12.2 结构设计方案

结构完全按照密闭机箱标准设计，结构设计需要处理好以下几个问题：

■散热问题：满足设备依靠外表面传导和辐射散热的要求；

■加固抗振问题：采用可行可靠的固定方式，提高设备整机强度和固有频率。

■电磁兼容性问题：结构需要兼顾设备屏蔽、接地等电磁兼容性措施的要求。

在主控模块设计时，按照先天加固技术要求，充分考虑主控模块加固、散热以及电磁兼容、生产加工等方面的各种要求，结合客户提供的主控模块尺寸，来设计主控模块PCB 的外形尺寸。

主要措施包括：

a) PCB 合理布局。按照机箱工作条件，计算冷板散热参数，根据实际芯片发热情况，合理安排PCB 布局，充分将主板上元器件的热烈传递到外部冷板；

b) 元器件合理选取。根据客户提供的外形尺寸，合理选取主控模块所用的器件，使所选取器件在物理空间上能够满足整体结构要求。

c) 选择板载固态硬盘和板载内存设计，提高抗震加工技术。

印制板裸板尺寸及安装散热板后的安装尺寸见附图1所示。

安装散热板后的安装尺寸见附图2所示。

插板安装方式见附图3所示。

12.3 热设计实现

综合采用以下措施解决散热问题：

■选用低功耗的嵌入式平台，降低整个单板的功耗；

■在器件的选型上，尽量选用具有军品级环境和质量指标的器件；

■对主控模块上的关键器件及主要器件的发热情况进行全面的计算、分析，实现热量的均匀分配和主要散热表面的合理设计；

（1）电路板的热平衡设计

根据现有的电路板的生产工艺，可以把其结构认为是如图6 所示，

1）芯片晶体：2）芯片封装材料；3）芯片焊脚；4）印制板导电层；5）印制板绝缘层

图6 电路板的结构图

电路板由若干器件和印制板组成，对高温环境敏感的器件就是芯片。可以简要的把芯片认为是由半导体部分和功能电路部分组成。印制板由导电层和绝缘层组成，导电层的材料是有高导热率的纯铜，绝缘层的材料是高热阻的FR4。

电子设备的热设计的最终目的就是让芯片功能电路部分的实际温度（T）小于它的额定温度（Tj）。所以，对于单个电路板而言，热设计的思路应是尽可能让芯片的热量通过芯片的焊脚和印制板上的导电层向整个电路板传导，从而实现电路板本身的热平衡。主要有以下几种方法：

a) 在设计印制板时，增加导电层的数量，从而提高印制板的含铜量，增强其本身的导热能力；

b) 在设计印制板时，均匀的分布高功耗芯片所在的位置，使电路板的热量容易

达到平衡。

（2）单模块的热设计

单模块的热设计的目的有两个：扩大高功耗器件的散热面积，使得其热量能尽快的导出开去，避免热量集中形成的高温致使器件失效；另一个是建立最短的热传到路径，将模块的热量传导至热沉。

如图7 所示，芯片工作时产生的热量通过芯片表面和芯片引脚上紧贴的导热膜传导至上下导热板上，导热板将热量平衡到整个模块上，并最终将热量传导到机壳模块

的导轨上。

1）上散热板；2）下散热板；3）导热膜；4）高功耗器件；5）电路板；

图7 单模块热设计示意图

导热板设计上应注意两个问题：

a) 增加散热板的体积，以增大散热板的热容，在热传导的路径中，避免导热材料的横截面积

突变，和导热路径方向的突变；

b) 采用导热率较高的铝合金作为导热板的材料。

13、抗振动冲击设计

为了满足高抗振动冲击，该板在设计时选择了尽可能少的连接器，内存方面去掉了内存插槽，做板载集成内存条设计。硬盘方面采用预留一个IDE座子，用于连接IDE光驱及外部IDE设备，板载集成一颗1-16G的固态硬盘，用于安装必需的系统和应用软件以及其它的客户资料等。这样该板只要通电就可以不必外接任何设备都可以运行。振动冲击过程中因为没有连接器存在，所以不会有连接松动或接触不良等振动冲击过程中经常遇到的问题。该产品设计与底板连接的方式采用CPCI架构的卡欧式标准连接器。从而进一步保证整个产品的可靠性，提升产品的抗振动冲击能力。

14、电磁兼容性设计

按《GJB151A－97 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》以及《GJB152－97军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》的要求执行。具体措施包括：

1）在元器件选型上，除严格按照《电子元器件选用目录》和《电子元器件质量等级的选择原则和要求》选取外，尽量使用集成化电路。

2）在原理设计上，综合采用接地、屏蔽、滤波等方式，仔细对敏感线路和管脚进行电磁兼容性处理，保证信号完整性，减少辐射发射，提高抗干扰能力。

3）PCB 布线和柔性线缆的选择和布局上，考虑电磁干扰和辐射效应，尽量减少干扰和辐射的产生。PCB 采用多层设计，电源、地、信号层分开。

4）做好各阶段评审和试验验证工作。

15、可靠性设计

参照国家军用标准、总体单位的相关要求文件和公司质量管理体系的要求，制定可靠性计划和保证大纲，进行预计、计算、分配、验证、保证、鉴定等各项可靠性工作，保证可靠性设计指标的实现。

安全性设计主要考虑两个方面的内容：XXX 设备本身电路故障不会对其它部分造成危害；设备机械外形、电路不会对操作人员造成伤害。具体设计措施可包括：

■ DC/DC 模块内置PTC 限流器件，对系统进行过流保护；

■所用器件符合国军标、国标和其他国际标准的环境安全标准。

■严格遵循 GJB/Z35 降额准则；

■优先选用目录元器件；

■进口元器件军品级器件；

■电连接器规范符合军品级规范。

15.1 软件可靠性

描述软件可靠性措施，并对单板软件可靠性进行计算

16、测试设计

16.1 硬件测试

1）阻抗测试：测试工具为万用表，测试方式为红表笔接地。

2）电压测试：使用工具为万用表，测试方式为黑表笔接地。

3）接口功能测试

a) 板载SSD测试

■功能测试:功能方面主要测试SSD是否可以正常安装系统，在系统下是否可以正常安装其它设备的驱动，能否正常复制和删除数据。

■读写速度测试:读写速度采用软件HD Tune来测试。

■兼容性测试:兼容性主要测试能否安装各种不同的系统，例如WindowsXP/2000/98、DOS、Linux等各种其它嵌入式系统，在各种系统下所有的设备是否均可以正常安装驱动和使用。

b) IDE接口测试

■功能测试:功能方面主要测试IDE接口是否可以正常连接IDE设备，在IDE设备上是否可以正常复制和删除数据。

■读写速度测试:读写速度采用软件HD Tune来测试IDE接口上连接的IDE存储设备。

■兼容性测试:兼容性主要测试IDE接口能否连接多种不同厂家的不同IDE设备，所连接的IDE 设备是否都可以正常使用。

c) USB接口测试

■功能测试:功能方面的测试其一是测试USB接口是否可以正常连接USB设备，USB设备能否正常工作。其二是测试USB能否启动DOS等系统。

■读写速度测试:读写速度采用软件HD Tune来测试USB接口上连接的USB存储类设备。

■兼容性测试:兼容性主要测试能否连接和使用各种不同的USB设备，包括USB光驱、USB鼠标键盘、USB移动硬盘、U盘等USB2.0及USB1.1规范的设备。

d) RS232接口测试

■功能测试:功能方面的测试RS232接口是否可以与其它RS232设备正常连接和使用，为了测试方便可使用串口调试工具测试，或用软件PComm Terminal Emulator 2.0进行测试。

■波特率测试:波特率测试一般要求RS232最大可测试到115200bps。

■兼容性测试:兼容性主要测试能否与各种不同的RS232设备正常连接和使用。

e) 以太网口测试

■功能测试:功能方面的测试主要是测试能否正常连接到以太网交换机上，或者能否与其它以太网口对连，与对连的以太网口是否可以正常收发数据。

■丢包率测试:丢包率测试一般要求测试24小时为一个测量单位，网线要求测试5米和100米两种规格，发包的大小要求32Byte和1472Byte两种包，24小时的发包数量要求不低于100万个，丢包率不能大于50ppm。丢包率测试统一采用atkkping软件来测试。

■兼容性测试:兼容性主要测试以太网口能否与各种不同厂商的交换机或者其它以太网设备正常连接和使用。

4）显示接口测试

f) LVDS接口测试

■功能测试:功能方面主要测试LVDS接口能否正常点亮LVDS屏。

■兼容性测试:兼容性测试主要测试LVDS接口是否可以支持不同厂家不同型号大小的屏，另外是否可以支持各种不同的分辨率。该LVDS接口最大可以支持分辨率为1600x1200x32bpp@100Hz。

g) VGA接口测试

■功能测试:功能方面主要测试VGA接口能否正常点亮VGA显示器。

■兼容性测试:兼容性测试主要测试VGA接口是否可以支持不同厂家不同型号大小的显示器，另外是否可以支持各种不同的分辨率。该VGA接口最大可以支持分辨率为1920x1440x32bpp@85Hz或者1600x1200x32bpp@100Hz。

5）PS2接口测试

■功能测试:功能方面的测试主要是测试能否正常使用PS2键盘鼠标等设备。

■兼容性测试:兼容性主要测试是否可以支持不同厂家的各种类型的PS2设备。包括不同的PS2鼠标、键盘、游戏手柄等等。

6）其它接口测试

■电源开关测试:电源开关PWR1的功能是隔断主板和底板的电源，实现主板可单独供电，其测试主要是针对其功能是否可以实现。

■复位开关测试:复位开关RST1是主板的复位开关，要求在主板出现异常无法正常工作时复位启动主板，测试主要是针对其功能是否可以实现。

■CMOS清除开关测试:CMOS清除开关JBAT1功能是BIOS配置错误后无法开机的状态下清除客户的BIOS配置而恢复到出厂默认设置。测试其功能是否可以实现。

7）LED状态指示灯

板卡顶部的指示灯LED3在板卡正常启动后，该灯长亮，未启动时熄灭，当板卡工作出现故障时，指示灯闪烁。测试要求该功能可以实现。

16.2 软件测试

1）PCMARK02测试

该软件主要可以测试CPU/Memory/HDD等硬件的实际运算能力。分数越高表示性能越好。

2）Super Π测试

该软件主要是测试CPU的运算能力，时间越短则CPU运算能力越强。

3）看门狗定时器测试

看门狗定时器主要是监测主板系统的运行，在正常运行时主板会给一个信号给看门狗定时器电路一个信号，当系统出现异常时则停止给看门狗信号，看门狗定时间则启动按所设定的时间给主板一个复位信号，重新启动电脑系统。测试要求能实现该功能。

4）操作系统测试

操作系统测试主要是验证主板在各种操作系统下是否能正常使用所有的功能。该项目主板需要测试的操作系统有Windows98/2000/XP、Linux。

5）待机休眠测试

待机休眠功能各测试10次，要求能正常实现该功能。

16.3 环境测试

1）温/湿度测试

该项目主要工作在恶劣的环境中，所以需要高低温和湿度测试。在高低温的环境中要求主板能正常开关机，且所有的功能均需要正常工作。主要测试指标有：

■工作环境温度：-40℃～+80℃

■贮存温度：-45℃～+85℃；

■高温高相对湿度：95%（≥40℃）

■低温高相对湿度：95%（≤―40℃）

2）振动测试

振动测试要求如下：

■正弦扫描振动：振动：频率范围为 5.5～200Hz；加速度为1.5g；

■冲击严酷等级：脉冲波形为半正弦波脉冲，峰值加速度a=20g，脉冲宽度D=11ms；

■冲击方向：±Z 向；

■冲击次数：各三次。

3）可靠性测试

可靠性测试要求如下：

■MTBF≥50000 小时，要求无死机现象且所有的功能均能正常使用。

■正常连续开关机20次，要求无任何异常现象。

■非法连续开关机5次；要求能正常启动且所有的功能均能正常使用。

17、评审报告

本文档的第一版本必须经过评审，以后的版本视具体情况而定，评审报告内容记录在这里。

附图1：印制板裸板尺寸及安装散热板后的安装尺寸

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