UWB與WMAN無(wú)線電系統(tǒng)的先期驗(yàn)證
加入技術(shù)交流群
無(wú)線產(chǎn)品的開發(fā)生命週期始于新興的系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格和無(wú)線電結(jié)構(gòu)概念，結(jié)束于獲利性產(chǎn)品的大量生產(chǎn)。一開始在系統(tǒng)層級(jí)所做的利弊取捨，決定了如何才能符合重要的無(wú)線電系統(tǒng)規(guī)格，同時(shí)達(dá)到經(jīng)濟(jì)的硬件實(shí)作。在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行系統(tǒng)與電路層級(jí)的模擬，可以事先預(yù)測(cè)提出的無(wú)線結(jié)構(gòu)及相關(guān)的參考無(wú)線電能否達(dá)到重要的規(guī)格。模擬作業(yè)會(huì)利用詳細(xì)的元件模型、RFIC 制程設(shè)計(jì)套件(PDK) 及RF 電路板/模組封裝寄生，對(duì)照每一種OFDM 標(biāo)準(zhǔn)的重要效能規(guī)格來(lái)驗(yàn)證參考無(wú)線電。
面對(duì)龐大的快速上市壓力，設(shè)計(jì)工程師必須使用高效率的模擬工具來(lái)匯出設(shè)計(jì)IP，以供生命週期的后面階段重復(fù)使用，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)週期。隨著無(wú)線電復(fù)雜度的不斷提高，設(shè)計(jì)師必須盡可能在生命週期的初期驗(yàn)證效能。在每個(gè)階段進(jìn)行產(chǎn)品的效能驗(yàn)證，可以透過(guò)模擬及早發(fā)現(xiàn)重要的問(wèn)題，進(jìn)而規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，如果等到開發(fā)週期的后期才來(lái)修正問(wèn)題，恐怕要耗費(fèi)更多的時(shí)間和成本。
整合設(shè)計(jì)、驗(yàn)證與制造測(cè)試— Connected Solutions
Connected Solutions 結(jié)合模擬軟件及測(cè)試與量測(cè)儀器，構(gòu)成了各種彈性的解決方案，它們所提供的新的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證能力，可以因應(yīng)不同的OFDM 無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)來(lái)重新設(shè)定。模擬軟件與量測(cè)儀器的結(jié)合，意謂著可以分享信號(hào)、量測(cè)、演算法和資料，只解決光使用EDA 工具或儀器所無(wú)法排除的特殊問(wèn)題。因整合而提供的全新量測(cè)公用程式，改善了設(shè)計(jì)的程序并延伸測(cè)試儀器的功能。近年來(lái)，數(shù)據(jù)通信（相對(duì)于語(yǔ)音）對(duì)于無(wú)線通信IC 設(shè)計(jì)流程的確立有很大的貢獻(xiàn)。過(guò)去幾年在各種WLAN 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程中，Connected Solutions 確實(shí)滿足了許多彈性的驗(yàn)證需求。
WMAN OFDM 副載波的龐大數(shù)量及較高的輸出功率位準(zhǔn)（相對(duì)于WLAN），提高了達(dá)到功率放大器/發(fā)射器的EVM 規(guī)格的難度。圖2以使用ADS 先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)及安捷倫的測(cè)試儀器為例，來(lái)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證WMAN 802.16d 無(wú)線電的功能圖與信號(hào)流程。將802.16d 測(cè)試信號(hào)從ADS 下載到安捷倫E4438C ESG 信號(hào)產(chǎn)生器，然后通過(guò)WMAN 功率放大器待測(cè)裝置（DUT），再使用安捷倫89641A VSA 向量信號(hào)分析儀來(lái)分析，以便驗(yàn)證EVM 規(guī)格。圖3 和圖4 分別顯示量測(cè)與模擬的結(jié)果，量測(cè)值是以VSA 顯示圖來(lái)顯示，模擬結(jié)果則是以ADS先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)資料顯示格式來(lái)顯示。UWB OFDM 跳頻使得振盪器和接收器的設(shè)計(jì)，更難達(dá)到低相位噪音和跳頻的需求。圖5 是可產(chǎn)生UWB OFDM Mode 1跳頻（3 個(gè)跳頻）的線路圖；圖6 是ADS2004A 所顯示的模擬結(jié)果。
圖2. WMAN Connected Solutions 的test bench。
圖3. 測(cè)得的WMAN (a) 頻譜和時(shí)間，(b) OFDM 星狀圖和符號(hào)/錯(cuò)誤表，及(c) 錯(cuò)誤向量頻譜和時(shí)間。
圖4. 模擬的WMAN (a) 輸出星狀圖及(b) 輸出頻譜。
圖5. 模擬的UWB Mode 1 跳頻信號(hào)源。
圖6. 模擬的UWB (a) 時(shí)間叢發(fā)和頻譜，(b) 符號(hào)和LO 頻率相對(duì)時(shí)間，及(c) OFDM 頻譜?！?br />
將IP 移入生產(chǎn)階段—從模擬到測(cè)試皆使用相同的演算法
在整合設(shè)計(jì)與驗(yàn)證的流程中，可以重復(fù)使用特定OFDM 演算法（ 以C、ADS、MatLab(TM)、HDL或VerilogA 等設(shè)計(jì)工具開發(fā)的）的設(shè)計(jì)IP。在模擬與測(cè)試作業(yè)間迅速移動(dòng)OFDM 信號(hào)、資料和測(cè)試向量的能力，有助于提升除錯(cuò)的速度、確定測(cè)試結(jié)果間的關(guān)系、以及加快驗(yàn)證程序的進(jìn)行。同樣地，IC 測(cè)試儀機(jī)臺(tái)也可以分享在模擬過(guò)程中所產(chǎn)生及在制造測(cè)試時(shí)所共用的信號(hào)，以加速生產(chǎn)測(cè)試計(jì)畫的開發(fā)、特性分析和聯(lián)繫。有一家知名的行動(dòng)手機(jī)制造商，就曾將ATE 自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)與測(cè)試間的聯(lián)繫工作從幾個(gè)月縮短到兩週。
結(jié)語(yǔ)
將模擬工具與儀器整合在一起，即可在OFDM 設(shè)計(jì)生命週期中分享相同的分析和驗(yàn)證演算法。先期驗(yàn)證有助于縮短設(shè)計(jì)週期，因?yàn)榭梢栽贗C tape-out 之前從模擬中偵測(cè)出設(shè)計(jì)問(wèn)題， 這對(duì)于達(dá)到OFDM 無(wú)線電晶片的超低價(jià)格目標(biāo)來(lái)說(shuō)是絕對(duì)必要的。在每個(gè)設(shè)計(jì)階段，皆可依據(jù)新興的UWB 和WMAN 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)認(rèn)證測(cè)試，而在所有重要的階段，都可以產(chǎn)生及重復(fù)使用自動(dòng)化的test benches來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證工作。標(biāo)準(zhǔn)化的驗(yàn)證過(guò)程適用于整個(gè)生命週期，所以可針對(duì)一開始的設(shè)計(jì)到生產(chǎn)測(cè)試階段所獲得的資料尋求相關(guān)性。（
評(píng)論