首頁 > 技術文章 > RFID > ZigBee RF實體層測試挑戰

ZigBee RF實體層測試挑戰

52RD.com 2007年1月30日 Robin Irwin            評論:1條 查看 我來說兩句
  

從開發到完成成品的過程中,實體層的測試與量測在很多環節都很重要。也因此本文與ZigBee“食物鏈”中的許多廠商都有相關,不論最后的硬件實作究竟會采取何種方法來進行。位居整個食物鏈之首,ZigBee晶片廠商已經開始設計他們的新一代系統整合單晶片(SoC)解決方案。他們必須保證:
• 符合規格
• 藉由自動化來有效分析他們的設備的特性
• 透過制程監控來達到嚴格的容忍度
• 品質
• 相互操作性
• 準確的資料表資訊
• 為客戶提供適當的工具

晶片組大廠已經開始投入開發他們自己的參考設計,他們必須準確分析晶片組的特性,并定義資料表規格(datasheet specifications),以使設計能夠在產業中成功地復制。這是一個持續優化品質控制、采自動化作業方式來加速研究、以及釋出RF實驗室設備的過程。廠商還必須為他們的客戶提供適當的工具,包括測試與量測專業技術。

本文以安捷倫科技的N4010A單機測試器和89601A向量信號分析儀(VSA)等測試解決方案為例,廠商可以輕易地分享測試專業技術和自行開發的測試碼,也可以用來處理Bluetooth和WLAN等其他的無線技術。
測試挑戰
模組設計廠商扮演整合者的角色,他們有機會修改設計及生產RF模組。舉例來說,他們可以拿掉向外取得許多元件的需要,來提升他們的解決方案的價值,即使是SoC解決方案也一樣。他們也能選擇提供先期認證解決方案,并完成幾乎所有的RF測試。但顯然許多投入ZigBee技術的廠商都是第一次接觸RF,在照明設備、消費者白色家電(white goods)及保全設施等領域實作新的技術。當成品的RF部分差不多完成時,必須進行測試與量測以確保現場安裝能夠成功。舉例來說,在取得模組、建立自訂設定檔(profile)和修改天線之后,便可將終端設備安裝到工業環境,然后開始監控干擾和功率位準。

在以上所有的情況中,都必須使用適當的設備,在最快的時間內完成開發,而此設備必須能夠自動化,以便在整個生命周期中提供可追蹤的結果,同時還得具備彈性和經濟的優點,以解決實驗室廣泛使用的需求與營運上的壓力。以安捷倫的N4010A無線連接測試器解決方案為例,它是一臺單機測試器,可用來解決許多ZigBee開發人員及處在此“食物鏈”不同環節的工作人員所面對的各種RF挑戰。不論采取何種方法來完成成品,在測試與量測的需要上都一樣重要。此外,在整個開發過程中,也值得考慮未來的測試需求,例如在選定的軟件環境中應用自動化測試方法。
 
Agilent ZigBee解決方案
89601A向量信號分析軟件是一個基于PC的套裝軟件,被設計用來量測大多數數字調變信號的RF和調變品質。大量的解調器、濾波器、顯示圖和分析工具,使這個軟件很適合用來評估及除錯研發實驗室中的調變信號。就802.15.4 / ZigBee而言,這個軟件針對三個不同的頻帶提供了解調預設(presets)。
 



圖1:Agilent 89601A ZigBee 2.4 GHz解調畫面
 

ESA頻譜分析儀提供彈性的遮罩測試,而89601A也可以用來延伸它的能力。PSA系列頻譜分析儀亦提供彈性的遮罩測試,但透過彈性的解調選項(選項241),還可提供ZigBee信號的數字調變分析,包括EVM、偏移EVM、眼圖和星狀圖。在產生信號方面,ESG系列向量信號產生器針對IEEE 802.15.4 / ZigBee信號提供了即時產生任意波形的能力。

針對新興通信的研發、整合和驗證及制造,Agilent提供N4010A無線連接測試器,它可為研發到生產的各個環境提供可追蹤的量測。將N4010A搭配89601A向量信號分析儀軟件使用,可執行一系列完整的ZigBee發射器測試,而N4010A內部彈性的任意波形產生器,則可用來設定、排序及播放接收器測試所需的信號。ZigBee信號可透過以下幾種方式來產生或取得:使用Matlab之類的程式、從設備擷取實際的信號并下載到N4010A存儲器或搭配安捷倫的其他儀器來產生,還可提供依據的標準(traceability)。比方說,以下是N4010A單機測試器搭配89601A VSA軟件與具備最高IFBW(10MHz)的PSA的量測結果比較表。
 



表1:N4010A無線連接測試器搭配89601A VSA軟件 vs. PSA的解調結果摘要表
 

在不使用平均法及考慮寬頻PSA量測信號旁帶的情況下,二者的結果有相當高的一致性。

 
IEEE 802.15.4 / ZigBee發射器量測
89601A VSA軟件可讓測試工程師任意修改設定以進行實驗和測試,例如研究問題、改善設計、及瞭解發射器測試的測試參數。根據經驗,瞭解相關的量測參數,將有助于提升測試效率。既然瞭解使用設定和記錄的好處,下一個合理的步驟就是使用巨集功能,依據這些設定和記錄來進行設計。89600全系列產品都使用VBScript作為巨集程式語言。VBScript是以Visual Basic程式語言子集為基礎的一種受歡迎的描述語言(scripting language)。89601A提供了記錄、儲存、執行、叫出及編輯巨集所需的一切工具。編輯可以在程式中,或使用外部程式碼編輯器來執行。

89600 VSA軟件環境中的這種自動化操作,為試驗不同的程序和例行程式(routines)提供了良好的基礎。它以視覺的方式,來說明如何取得量測。舉例來說,這很可能是測試工程師第一次將使設備自動化(將設備設定在正確的發射狀態)的外部軟體與測試結果結合在一起,而且還可以根據初步的手動測試和評估,來微調測試自動化的過程。

在自動化過程的下一個階段,必須開發能夠在測試計畫范圍內,將設備控制與測試特性分析更緊密整合在一起的軟件。89601A向量信號分析儀軟件為其元件物件模型(Component Object Model),提供了一個應用程式介面(即COM API)。量測、計算和顯示物件,都可被用來控制量測設定、擷取結果及整合到測試計畫中。這些物件可供任何實作自動化的應用軟件、程式設計工具或語言所使用,包括Agilent VEE、LabVIEW、Visual Basic和Visual C++。

如果在開發自訂軟件之前已經有使用巨集,則許多程式碼都可被拿來運用。在一些情況中,記錄巨集并直接利用結果,會比使用每個簡單作業的COM API參考說明來得快。此外,也可使用程式來執行已在使用中的巨集,并利用現有的設定檔案。

如同之前的討論,在選定的軟件環境中開發自訂測試的步驟并沒有太大的改變。比如下列的范例程式便是使用圖1的安捷倫圖形化程式語言Visual Engineering Environment(VEE)開發而成的。這個程式會實作一項測試計畫,以完成一些重要的發射量測。
 



圖2:Agilent VEE ZigBee發射器自動量測范例
 

 
IEEE 802.15.4 / ZigBee接收器量測
經由控制N4010A任意波形產生器,可執行ZigBee設備的接收器測試。以接收器的靈敏度為例,在這項測試中,N4010A內建的任意波形產生器可用來將封包傳送到DUT,并且降低功率位準直到達到錯誤標準。以下圖表是使用Agilent VEE來控制設備和儀器,以執行接收器靈敏度和鏈路品質測試的結果。
 



圖3:Agilent VEE接收器量測范例

(52RD.com)
讀取...
相關報道
      評 論
      1樓 zippoxia 發表于 2012-9-12 15:09 回復
      wifi技術交流群  群號:53416157  歡迎加入        111111111
      共有評論1篇 查看所有評論
      文章導航 Navigation
      精彩評論 Commentmore...
      贊助商鏈接 Support
      特別推薦 Recommend
      北京pk10彩票玩法介绍