串口 UART的Loopback测试原理
UART的Loopback测试原理
之前在X86的项目中，有现成的测试套件burnintest来完成UART的loopback测试。其中的原理可能并不是很命令。只是简单的认为只会是TX-RX数据对传，并判断发送接收的数据的一致性。其实，真正测试的时候，并不是如此千篇一律。
目前在MIPS架构上测试UART，需要编译测试程序出来。大概的研究了下原理。下面是UART loopback测试的环节，以Function的方式呈现。
/* Set of available UART tests */
testDesc tests[] = {
/*loopbackinternal*/
{ "SetLoopback", test_uart_loopback, UART1, 1,0, 0},
{"Signal Check", test_uart_signals, UART1, 1,0, 0},
{ "LineBREAK", test_uart_break, UART1, 1, 0, 0},
{"Internal RX FIFO", test_uart_rx_fifo, UART1, 1, 0, 0},
{"Internal TX FIFO", test_uart_tx_fifo, UART1, 1, 0, 0},
{"ASCII", test_uart_data, UART1, 1,0, 0},
{ "Commformats", test_uart_comm_formats, UART1, 1, 0, 0},
{ "Baudrates", test_uart_baud_rates, UART1, 1,0, 0},
{"Interrupts", test_uart_interrupts, UART1, 1,0, 0},
/*loopbackexternal*/
{ "SetExternal", test_uart_external, UART1, 1, 0, 0},
{"Signal Check", test_uart_signals, UART1, 1,0, 0},
{"ASCII", test_uart_data, UART1, 1,0, 0},
{ "Commformats", test_uart_comm_formats, UART1, 1, 0, 0},
{ "Baudrates", test_uart_baud_rates, UART1, 1,0, 0},
{"Interrupts", test_uart_interrupts2, UART1, 1,0, 0},
{ NULL,NULL, 0, 0, 0, 0}
};
测试UART loopback还需要弄清楚下面几个问题：
1、 UART的接口定义和各个Register。
2、 测试治具。UART上需要插上什么治具？
3、 测试中涉及到的autoflow。
这里先解决这几个问题吧。
UART全称为通用的异步收发装置。有9Pin，各个定义如下：
| DB-9 Pin |
EIA abbreviation |
Description |
| 1 |
DCD |
Data carrier detect |
| 2 |
RXD |
Receive data |
| 3 |
TXD |
Transmit data |
| 4 |
DTR |
Data terminal ready |
| 5 |
GND |
Signal ground |
| 6 |
DSR |
Data set ready |
| 7 |
RTS |
Request to send |
| 8 |
CTS |
Clear to send |
| 9 |
RI |
Ring Indicator |
其他各个Register的说明还是参阅spec吧。
参考： http://retired.beyondlogic.org/serial/serial.htm
测试治具：
Loopback原理本来就是tx-rx对接完成，完整的连接会涉及到CTS/RTS。下图是一般使用的loopback治具。
其中连接的方式是这样的：
1、 RX—TX；
2、 RTS—CTS;
3、 DCD—DTR—DSR.
这个剖面是母头的接口，公头的接口顺序反过来。
至于autoflow的功能，主要涉及到RTS和CTS的运作。RTS表示请求发送，CTS则是清零发送。在正常工作的时候，此UART的RTS会连接到另外UART的CTS。如果autoRTS功能打开，当RX FIFO的数据量达到设置的FIFO trigger，则会让RTS处于不工作状态。对面的UART的CTS则会检测到这个状态，停止TX的数据发送，直到RX的FIFO中清空了。
下面简单的描述一下uart loopback测试程序的各个环节。
1、 signalcheck
internal和external的信号检测都是一样的，主要是RTS和CTS信号状态的动态设定和检测，通过内部register来设定：MCR和MSR。
2、 ASCII
通过分别对TX和RX的Write 和Read，比较数据的一致性。
3、 commformats
UART不同的基本设定：数据长度、stopbit、奇偶校验等。设定之后在通过ASCII方式测试，并检测是否有error。
4、 Baudrate
不同波特率的设置，在通过ASCII方式验证。并检测是否有error。
5、 Interrupts
通过设定内部register来使能各种中断，并将中断程式注册到CIU中。再通过相应的方式触发中断，使其进入中断程序中做相应动作：比如printf。
在external interrupt测试环节，主要应该有两种方式：1、FIFO enable，通过RTS和CTS控制数据流，并适时的触发FIFO level Trigger，从而产生中断。2、FIFO disable，通过单字节的传输，RX有数据则产生中断。
6、 LineBreak
指在internal loopback中特意发一个break信号，将TX线保持低电位。同时会产生一个中断，并造成有数据发送的假象，如果rx有实际的数据接收到，则failed。