一种测试网卡的方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及数字电路设计领域，更具体地，特别是指一种测试网卡的方法、系统、计算机设备及可读介质。


背景技术：

2.随着云计算技术的发展，云计算中心的规模越来越大，网络拓扑架构越来越复杂，网络端口的管理和网络数据的转发压力占用了云计算数据中心服务器中越来越多的计算资源。为释放服务器的计算资源，提高处理效率，数据中心一般应用智能网卡软硬件方案，将原本需要服务器cpu(central processing unit，中央处理器)处理的网络处理转发工作卸载到智能网卡处理，提升数据中心网络虚拟化处理的性能，扩展数据中心服务的架构。因此智能网卡得到了越来越多的关注，智能网卡的设计、测试等相关技术发展越来越快。
3.为适应各行业不同应用特点，同时提供硬件级的网络处理性能，智能网卡一般使用fpga(field programmable gate array，现场可编程门阵列)作为数据平面的处理载体，同时集成cpu和bmc(baseboard manager controller，基板管理控制器)等芯片作为管理平面的载体。同时受服务器机箱的限制，智能网卡一般形态表现为通用尺寸的pcie接口卡，以兼容传统网卡的硬件平台。因此整个智能网卡称为一个多芯片、高集成度的复杂“系统”，在硬件生产测试时面临测试平台复杂度和测试效率的挑战。
4.智能网卡的一种通用架构如图1所示，智能网卡上fpga芯片及其外设的调试方案一般直接使用fpga的常规调试方案，利用fpga的在线调试工具，将想要观测的信号数据通过jtag接口传输到pc端专用调试软件上进行观察；或者利用预留的fpga管脚，将需要观察的信号连接到管脚上，再利用示波器等设备对信号进行观测。而cpu芯片及其外设一般通过查看bios打印信息或者借助串口打印信息来观察cpu芯片运行情况，然后进行外设的功能测试。
5.上述调试方法具有一般性，但上述调试方法涉及到很多调试线缆和调试软件的使用，例如fpga需要使用专用的fpga在线调试工具进行调试，而cpu又需要使用串口线连接线和串口调试工具进行调试。这样提升了生产测试所需要搭建的测试系统环境的复杂度，导致每次测试需要进行很多线缆的连接操作并检查连接稳定性，影响了智能网卡生产的测试效率。
6.另外，有些测试方案专门针对网卡设计了专用的调试硬件转接板，将智能网卡上多个芯片测试接口通过转接板分别连接，然后汇聚起来呈现给测试应用端。这种做法在一定程度上能够降低测试应用端的接口复杂性，但带来的是额外的硬件设计工作和成本。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种测试网卡的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本发明通过对网卡进行了简单优化，将bmc芯片通过ncsi与fpga连接，使bmc芯片可以将测试应用端的命令直接透传给fpga进行处理，大大减少智能网卡硬件
生产测试所需要的硬件调试线缆和线缆连接操作，降低了智能网卡硬件生产测试平台的复杂度，可以提高硬件生产测试效率。
8.基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种测试网卡的方法，包括如下步骤：将网卡中的bmc芯片通过ncsi与所述网卡中的fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c接口与插入所述网卡的主机连接；基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga；响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试；以及响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
9.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试。
10.在一些实施方式中，所述基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu进行pcie设备的重新扫描枚举，以确认所述fpga与所述主机连接的第一pcie接口以及所述fpga和所述网卡的cpu连接的第二pcie接口功能是否全部正常。
11.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片直接判断所述fpga连接的闪存是否正常。
12.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述fpga连接的闪存正常，通过所述bmc芯片烧写所述fpga连接的闪存以更新所述fpga固件。
13.在一些实施方式中，方法还包括：响应于烧写完成，基于所述bmc芯片控制所述fpga启动加载fpga的测试程序。
14.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片控制所述网卡的cpu进行更新升级。
15.本发明实施例的另一方面，提供了一种测试网卡的系统，包括：设置模块，配置用于将网卡中的bmc芯片通过ncsi与所述网卡中的fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c接口与插入所述网卡的主机连接；传输模块，配置用于基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga；测试模块，配置用于响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试；以及返回模块，配置用于响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
16.本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。
17.本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
18.本发明具有以下有益技术效果：通过对网卡进行了简单优化，将bmc芯片通过ncsi与fpga连接，使bmc芯片可以将测试应用端的命令直接透传给fpga进行处理，大大减少智能网卡硬件生产测试所需要的硬件调试线缆和线缆连接操作，降低了智能网卡硬件生产测试平台的复杂度，可以提高硬件生产测试效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
20.图1为现有技术中的网卡的架构示意图；
21.图2为本发明提供的测试网卡的方法的实施例的示意图；
22.图3为本发明实施例的网卡的架构示意图；
23.图4为本发明实施例的网卡中fpga的架构示意图；
24.图5为本发明提供的测试网卡的计算机设备的实施例的硬件结构示意图；
25.图6为本发明提供的测试网卡的计算机存储介质的实施例的示意图。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
27.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
28.本发明实施例的第一个方面，提出了一种测试网卡的方法的实施例。图2示出的是本发明提供的测试网卡的方法的实施例的示意图。如图2所示，本发明实施例包括如下步骤：
29.s1、将网卡中的bmc芯片通过ncsi与所述网卡中的fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c接口与插入所述网卡的主机连接；
30.s2、基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga；
31.s3、响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试；以及
32.s4、响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
33.将网卡中的bmc芯片通过ncsi(network controller sideband interface，网络控制器边带接口)与所述网卡中fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c(inter
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integrated circuit，内部集成电路)接口与插入所述网卡的主机连接。图3示出的是本发明实施例的网卡的架构示意图，如图3所示，智能网卡架构主要包含fpga芯片、cpu芯片和bmc芯片。由于fpga芯片负责主要的网络处理转发工作，所以fpga连接有高速网络接口、host(主机)金手指pcie(peripheral component interface express，总线和接口标准)接口1、板载cpu pcie接口2以及ddr(double data rate，双倍速率同步动态随机存储器)、flash(闪存)和一般控制用的io(输入输出)外设等。智能网卡板载cpu也会挂载内存、硬盘等设备(通用架构，图中未画出)，用于运行操作系统管理智能网卡的业务管理平面。智能网卡板载bmc芯片用于后期的远程管理。将bmc芯片通过ncsi与fpga连接，使bmc芯片可以将测试应用端的一些命令直接透传给fpga进行处理。将bmc芯片通过i2c接口与插入智能网卡的主机连接，使bmc
芯片可直接控制主机端执行程序配合进行智能网卡的硬件测试。bmc芯片与主机之间的i2c连接信号少，可直接使用智能网卡pcie金手指中预留的信号线，也可采用线缆的方式。
34.基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga。bmc直接通过管理网口连接到测试应用端，接收测试应用端发送的测试指令，并将测试指令通过ncsi传输到fpga。
35.响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试。
36.图4示出的是本发明实施例的网卡中fpga的架构示意图。如图4所示，fpga包括互联模块、pcie测试模块1、pcie测试模块2、高速网络接口测试、ddr测试模块、flash测试模块和nc
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si。ncsi负责解析bmc芯片传输来的命令报文，分析出命令报文中的测试对象，然后将命令报文传输给fpga内部的互联模块。互联模块负责根据测试对象将这些命令分发给fpga各个测试模块，启动各个硬件外设的测试操作。
37.响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
38.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试。
39.在一些实施方式中，所述基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu进行pcie设备的重新扫描枚举，以确认所述fpga与所述主机连接的第一pcie接口以及所述fpga和所述网卡的cpu连接的第二pcie接口功能是否全部正常。
40.fpga各个测试模块所实现的测试功能可采用通用硬件方法进行测试，但在测试pcie接口时，需要bmc控制主机cpu或者智能网卡板载cpu进行pcie设备的重新扫描枚举，确认fpga与主机连接的pcie接口1和fpga与智能网卡板载cpu连接的pci接口2功能正常，能执行后续进一步的pcie测试。本发明实施例使用bmc直接控制主机cpu和网卡cpu，增加了bmc到主机的连接信号，以配合pcie接口1的测试流程。
41.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片直接判断所述fpga连接的闪存是否正常。
42.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述fpga连接的闪存正常，通过所述bmc芯片烧写所述fpga连接的闪存以更新所述fpga固件。
43.在一些实施方式中，方法还包括：响应于烧写完成，基于所述bmc芯片控制所述fpga启动加载fpga的测试程序。
44.fpga内部的测试程序可通过bmc直接烧写智能网卡上fpga的flash来更新fpga固件，烧写完毕后bmc再控制fpga启动加载fpga的测试程序，无需外部jtag调试器的使用。
45.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片控制所述网卡的cpu进行更新升级。
46.cpu对应硬件接口的测试也通过bmc进行控制。因为bmc可以支持对智能网卡上cpu的bios(basic input/output system，基本输入/输出系统)进行更新，也支持安装cpu安装操作系统。除传统的bmc管理板卡固件更新功能外，bmc还可以开发集成额外的硬件测试相关命令模块，将测试命令解析转发给智能网卡上bmc和cpu，所以智能网卡上bmc即可控制板载cpu安装并执行相应的测试程序，并将测试运行情况回传给bmc。
47.本发明实施例中fpga各硬件接口测试模块的测试控制和测试结果回传都通过ncsi汇聚到智能网卡板载bmc，且智能网卡板载cpu的相关硬件测试也都可以通过智能网卡bmc进行控制。所以本设计方法将整体板卡的硬件测试通过板载bmc进行集中控制，然后bmc直接通过管理网口连接到测试应用端，无需额外的测试用线缆或转接板即可支持测试应用端对智能网卡硬件展开测试工作，大大降低了智能网卡硬件测试平台的复杂度，甚至借助交换机等设备可支持一个测试平台远程连接多片智能网卡进行测试的操作，测试效率有很大提升。
48.本发明提出的测试智能网卡的方法，借助简单的硬件优化方式，结合针对性的软件测试框架，可以大大减少智能网卡硬件生产测试所需要的硬件调试线缆和线缆连接操作，降低了智能网卡硬件生产测试平台的复杂度，可以提高硬件生产测试效率。同时本发明的测试方法对测试应用上层呈现的是通用的网络接口，可便于借助交换机等设备扩展测试平台，进行多片智能网卡的同时测试。另外，本发明提出的测试方法，bmc到fpga和bmc到主机间的连接，也可使用定制线缆的方式实现，因为这些连接信号较简单，速率也不高，只需要简单的硬件成本即可实现，使用定制线缆后，使现有的智能网卡也可使用本测试方法进行生产测试，提高了本测试方法对其他基于fpga的智能网卡方案的兼容性。
49.需要特别指出的是，上述测试网卡的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于测试网卡的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
50.基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种测试网卡的系统，包括：设置模块，配置用于将网卡中的bmc芯片通过ncsi与所述网卡中的fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c接口与插入所述网卡的主机连接；传输模块，配置用于基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga；测试模块，配置用于响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试；以及返回模块，配置用于响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
51.在一些实施方式中，系统还包括第二测试模块，配置用于：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试。
52.在一些实施方式中，所述第二测试模块配置用于：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu进行pcie设备的重新扫描枚举，以确认所述fpga与所述主机连接的第一pcie接口以及所述fpga和所述网卡的cpu连接的第二pcie接口功能是否全部正常。
53.在一些实施方式中，系统还包括判断模块，配置用于：基于所述bmc芯片直接判断所述fpga连接的闪存是否正常。
54.在一些实施方式中，系统还包括烧写模块，配置用于：响应于所述fpga连接的闪存正常，通过所述bmc芯片烧写所述fpga连接的闪存以更新所述fpga固件。
55.在一些实施方式中，系统还包括控制模块，配置用于：响应于烧写完成，基于所述bmc芯片控制所述fpga启动加载fpga的测试程序。
56.在一些实施方式中，系统还包括第二控制模块，配置同于：基于所述bmc芯片控制所述网卡的cpu进行更新升级。
57.基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少
一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：s1、将网卡中的bmc芯片通过ncsi与所述网卡中的fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c接口与插入所述网卡的主机连接；s2、基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga；s3、响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试；以及s4、响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
58.在一些实施方式中，步骤还包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试。
59.在一些实施方式中，所述基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu进行pcie设备的重新扫描枚举，以确认所述fpga与所述主机连接的第一pcie接口以及所述fpga和所述网卡的cpu连接的第二pcie接口功能是否全部正常。
60.在一些实施方式中，步骤还包括：基于所述bmc芯片直接判断所述fpga连接的闪存是否正常。
61.在一些实施方式中，步骤还包括：响应于所述fpga连接的闪存正常，通过所述bmc芯片烧写所述fpga连接的闪存以更新所述fpga固件。
62.在一些实施方式中，步骤还包括：响应于烧写完成，基于所述bmc芯片控制所述fpga启动加载fpga的测试程序。
63.在一些实施方式中，步骤还包括：基于所述bmc芯片控制所述网卡的cpu进行更新升级。
64.本发明提出的测试智能网卡的方法，借助简单的硬件优化方式，结合针对性的软件测试框架，可以大大减少智能网卡硬件生产测试所需要的硬件调试线缆和线缆连接操作，降低了智能网卡硬件生产测试平台的复杂度，可以提高硬件生产测试效率。同时本发明的测试方法对测试应用上层呈现的是通用的网络接口，可便于借助交换机等设备扩展测试平台，进行多片智能网卡的同时测试。另外，本发明提出的测试方法，bmc到fpga和bmc到主机间的连接，也可使用定制线缆的方式实现，因为这些连接信号较简单，速率也不高，只需要简单的硬件成本即可实现，使用定制线缆后，使现有的智能网卡也可使用本测试方法进行生产测试，提高了本测试方法对其他基于fpga的智能网卡方案的兼容性。
65.如图4所示，为本发明提供的上述测试网卡的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。
66.以如图4所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器201以及一个存储器202，并还可以包括：输入装置203和输出装置204。
67.处理器201、存储器202、输入装置203和输出装置204可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
68.存储器202作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的测试网卡的方法对应的程序指令/模块。处理器201通过运行存储在存储器202中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的测试网卡的
方法。
69.存储器202可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据测试网卡的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器202可选包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
70.输入装置203可接收输入的用户名和密码等信息。输出装置204可包括显示屏等显示设备。
71.一个或者多个测试网卡的方法对应的程序指令/模块存储在存储器202中，当被处理器201执行时，执行上述任意方法实施例中的测试网卡的方法。
72.执行上述测试网卡的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
73.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行测试网卡的方法的计算机程序。测试网卡的方法包括如下步骤：将网卡中的bmc芯片通过ncsi与所述网卡中的fpga连接，并将所述bmc芯片通过i2c接口与插入所述网卡的主机连接；基于管理网口将测试指令传输到所述bmc芯片，并通过所述ncsi传输到所述fpga；响应于fpga接收到所述测试指令，分析所述测试指令并获取测试对象信息，并根据所述测试对象信息将所述测试指令发送到所述fpga连接的外设以执行测试；以及响应于所述外设测试完成，将测试结果通过所述fpga返回到所述bmc芯片。
74.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试。
75.在一些实施方式中，所述基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu对pcie接口进行测试包括：基于所述bmc芯片控制所述主机的cpu或者所述网卡的cpu进行pcie设备的重新扫描枚举，以确认所述fpga与所述主机连接的第一pcie接口以及所述fpga和所述网卡的cpu连接的第二pcie接口功能是否全部正常。
76.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片直接判断所述fpga连接的闪存是否正常。
77.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述fpga连接的闪存正常，通过所述bmc芯片烧写所述fpga连接的闪存以更新所述fpga固件。
78.在一些实施方式中，方法还包括：响应于烧写完成，基于所述bmc芯片控制所述fpga启动加载fpga的测试程序。
79.在一些实施方式中，方法还包括：基于所述bmc芯片控制所述网卡的cpu进行更新升级。
80.如图5所示，为本发明提供的上述测试网卡的计算机存储介质的一个实施例的示意图。以如图5所示的计算机存储介质为例，计算机可读存储介质3存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序31。
81.最后需要说明的是，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，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，测试网卡的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
82.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
83.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
84.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
85.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
86.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。