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无线通信和消费电子成拉动测试技术发展兴奋剂

作者:  时间:2008-10-16 13:41  来源:

2006年,得益于手机测试的大潮,无线通信测试市场迅速崛起。随着更多电路和功能被集成到一颗芯片中,混合信号、数字、射频及线性信号共存,一个芯片可能同时包含蓝牙及Wi-Fi等多种功能。与此同时,消费电子数字化成为家庭娱乐、数码设备的主流,串行总线技术,如PCI Express、USB、AGP等在PC中应用越来越多,LIN、CAN、Flexray和UART、SPI、IIC已经或正在汽车网络中找到落脚点。CCID电子专用设备与仪器产业研究中心邱先磊指出,大众需求的提升,使各家测试仪器提供商的产品不断由原来单纯提供测试仪器转向提供测试解决方案与服务。所有这些,给人们的生活创造了绝佳体验和便利的同时,也给测试测量厂商带了新一轮压力和机会。面对当前并不景气的经济形势,测试仪器厂商们如何应对呢?

领先厂商平淡年景备战通信技术测试热潮

基于2G向3G市场的过渡,近几年无线通信技术在全球市场表现不俗,中国市场表现尤其抢眼。虽然无线电通信技术已经以DSP、I/Q信号链、MIMO以及其他先进技术为特点,但无论是测试新的Wi-Fi 802.11n路由器或WiMAX基站上的MIMO,还是评估新芯片是否满足LTE手机标准的要求,领先厂商已经能够提供相应的软件和硬件。
安捷伦科技高级市场工程师翼卫东认为,随着数字信号的速率越来越高,数字信号的频谱进入到了射频段甚至是微波段。这种高速数字设计在物理层上时为射频/微波设计。高速数字设计与射频/微波技术更多地结合在一起,需要进行功能测量,并要考虑信号完整性问题。针对这类测试,安捷伦推出了基于TDR/TDT和VNA的PLTS物理层测试系统高速串/并型误码分析仪,能很好地满足客户需求。
作为无线通信领域的一种前瞻性技术,WiMAX也是测试大家所关注。针对WiMAX,Agilent单体全自动E6651A WiMAX Wave 2 MIMO测试仪可执行一致性测试、辐射性能测试、端对端数据传送、网络接入/数据连接等功能。Agilent E6620A、J7910A实时信号分析平台则能完成LTE方面的开发工作。另外,在无线通讯、雷达等领域,模拟电路更多地被数字电路取代,安捷伦又推出了MIPI物理层测试方案以及基于逻辑分析仪的MIPI信号激励和协议测试解决方案。
R&S中国有限公司测试与测量产品支持主管付国映指出,由于电信改组,中国三大运营商——中国移动、新联通和新电信都可能开展3G业务,并且他们主要考虑TD-SCDMA、CDMA EVDO、WCDMA技术,因此测试测量市场也集中在3G等方面。这些运营商希望在3G网络中更多地开展一些数据业务的应用,而用户对3G手机和数据卡下载数据速率有很高的期望,这样流量或吞吐量测试就变得愈加重要。
他说,相对于WCDMA和CDMA EVDO有成熟的网络、测试也相对完善来讲,TD-SCDMA作为一个后来者,则面临更大的测试挑战。R&S在这些热点应用的测试方面有全面的解决方案。比如基站综测仪,或者是矢量信号源加上信号分析仪都可用来测量基站。另外手机综测仪、协议分析仪都可以对手机特性及芯片通讯协议进行分析,手持式频谱分析仪用于基站的安装测试,网络路测仪用于网络覆盖特性测试等。R&S同样提供WiMAX测试方案,并具有LTE和MIMO以及DVB数字电视测量设备。最近推出的系列产品如由SMU200A RF信号发生器和AMU200A基带发生器以及衰减模拟器组成的2x2 MIMO测试系统,宽带无线测试仪CMW500、WiMAX综测仪CMW270、频谱分析仪FSV等,预计会给客户带来很大便利。
另一测试测量领导厂商泰克科技包括泰克无线通讯和泰克测试两个公司,且两者都涉及无线通信测试,相比之下,泰克测试更专注于通信硬件、物理信令以及运营商网络的优化等方面。
泰克亚太区D&M市场开发经理孙志强谈到无线通信测试带来的挑战时说,泰克在保持硬件测试平台领先的同时,提供以软件为中心的测试测量解决方案。比如RFID和HSUPA测试软件可以为WCA200A、RSA3300A和RSA3408A系列实时频谱分析仪添加数字RF测试应用。配合DSA/DPO70000系列数字串行分析仪/示波器的DPOJET抖动和眼图分析工具,可以满足包括DDR3存储器在内的多种高速串行数据的测试要求。他说,硬件平台永远是测试设备的核心与基础,将软件与硬件结合起来可以全方位满足客户的需求。


串行技术多方渗透 测试应用水涨船高
由于PCI Express、AGP等串行技术在计算机中广泛应用,车载网络中的LIN、CAN、SPI、IIC总线技术的渗透,针对这些总线的测试工作越来越复杂。同时,串行数据正转向下一代技术,这使得串行总线的传输速率进一步提升。在HDMI Rev.1.2版的规格中,每组红、绿、蓝通道的传输速度最大可达1.65Gbps,到了2007年7月,HDMI协会发布1.3a版规格,每组数据传输通道最高可提升至3.4Gbps。2007年1月,PCI Express从1.0版演进到2.0版,数据传输速率从原来的2.5Gbps提升到5.0Gbps。这些千兆位数据速率的高速总线需要带宽更高的测试仪器,对PCI Express 2.0版来说,若要精准地分析达五次谐波的信号,至少需要12.5GHz带宽。随着第二代和第三代串行总线的出现,最新串行标准在其技术规范中都提出了更多更新的测试要求,如SATA Gen-2技术规范中一致性测试就要求多达153项单独测试。
翼卫东提到,近10年来安捷伦针对高速数字总线测试推出了大量新产品,以数字示波器为例,每年至少推出一款新产品,2008年2月份推出Infiniium7000和90000两个系列。其中Infiniium 90000A系列示波器可提供13GHz的最大带宽,并且具有出色的本底噪声性能。安捷伦也推出用于PCI Express 2.0的协议测试卡PTC 2.0,并获得PCI-SIG组织的认证,非常易于操作。
孙志强指出,针对高速串行总线,泰克有极好的硬件平台做支撑。DSA70000系列中DSA72004数字串行分析仪带宽达到20GHz,配合20GHz探头P7520,可以允许工程师调试和验证10Gbps信号的第三次谐波,8Gbps信号第五次谐波执行一致性测试。
由于专业的测试过程大都比较复杂,操作过程繁琐,测试时间长。为简化测试过程,测试测量仪器公司积极推出了简洁的自动化测试方案。
泰克连续推出了一系列针对高速串行测试的简捷测试方案,如DPOJET抖动和眼图分析工具,针对SATA第二代物理层测试的TekExpress SATA一致性测试套件,可以有效执行153项SATA Gen-2测试,使一致性测试时间降低约70%。
在低速串行总线方面,翼卫东谈到,传统的并行总线越来越多地被标准化的低速串行总线所代替。但是,串行总线在测试时另有要求,比如能方便地进行帧结构上的触发和针对一些总线的帧进行实时统计等。“安捷伦DSO/MSO7000系列示波器采用硬件实现,具有实时触发和解码功能,更新速度快,可以‘不漏掉一个’偶发的错误帧。”
泰克把高性能解决方案演变成专用的测试解决方案,孙志强认为这样能够加速测试时间。比如在汽车电子测试方面,泰克针对Flexray、LIN、CAN等总线推出测试工具MSO4000混合示波器。“MSO4000可自动解码,可触发找到异常信号,将硬件平台与软件结合的优势最大化发挥出来。”

从客户实际需求出发 提高测试效率
以数字示波器为代表的测试测量仪器的发展是以切合客户实际需求为出发点和落脚点的。当前,数字示波器平台融合逻辑分析仪、频谱分析仪、功率分析计、误码率分析仪等多门类测量仪器与一体是测试测量市场中的一大应用特点。同时,越来越多新的高速串行数据链路协议应用于PC行业和通信行业,这些串行数据链路需要一致性测试。
力科公司中国区通用数字示波器产品应用工程师李海龙表示,力科最大的特色就是只专注于数字示波器产品的研制与生产,而基本不涉足其他产品领域。这与目前力科的市场策略专注于中高端通用数字示波器和串行数据分析仪相一致。利用这些数字化产品可以进行调试和验证信号,发现问题、隔离问题,分析问题产生原因,并能提高用户调试信号的效率。2008年7月,力科推出创新产品架构XStream-II和示波器WavePro 7Zi及SDA 7Zi系列产品,采用了包括64位操作系统,4核CPU波形处理软件平台,单芯片40Gbps的ADC采样芯片等多项领先技术。“尤其是革命性的TriggerScan技术极大提高了调试异常信号的效率,” 李海龙对此产品的发布很是欣慰。


经济低迷时期的市场策略
2008年的测试测量市场和全球经济一样迷雾重重,一些示波器厂家销售业绩平平或增长缓慢。在安捷伦科技公布的2008年第三财季财务报告中,安捷伦科技总裁兼首席执行官Bill Sullivan谈到,在大多数发达国家经济严峻的环境下,安捷伦第三财季收入达到了该公司的预期下限。但他同时指出,“我们能够根据变化的经济环境做出迅速调整,调整后净收入超过了最高预期。第三财季,安捷伦的美洲地区业务增长了3%,欧洲的收入则与去年同期持平,亚太地区受到日本市场疲软的影响,涨幅为2%。”他说,“预期未来还将会面对发达地区市场的严峻情况和缓慢发展,而发展中的亚洲市场会持续稳健增长。”
    翼卫东认为,在今年的市场形势下,安捷伦的宗旨仍是以技术取胜而不是以价格取胜,比如在数字示波器产品方面,安捷伦的示波器销售仍然获得高增长。“这与我们推出具有高技术含量的新产品密不可分。
    付国映提倡提供既具备高性能又最大程度为用户所能接受的测试仪器。全球经济低迷和市场竞争加剧使得很多客户追求低成本、高性能的测试仪器。R&S为测试仪器搭建一个强大的公共硬件平台,客户只需要购买软件许可证就可以激活不同的功能,使仪器硬件研发和生产成本大大降低,同时大幅提高测试速度。“新推出的频谱分析仪FSV售价和现有同类仪器可比拟,测试速度却比同类仪器快5倍左右,解调带宽达到40MHz,覆盖了从3GPP LTE到WALN 802.11n的无线通讯标准,并实现了基于触摸屏的操作概念。”
李海龙亦认为今年全球经济显现了深度调整的趋势,测试测量仪器的市场竞争格局也发生了很大变化。“这些新情况对于力科来说既带来了挑战,也昭示着机遇,毕竟中国仍然是全世界经济最有活力的地区。”因应市场变化,力科从产品和市场两方面着手:在产品上,针对客户需求提供性价比更高的产品,并使产品具有更多差异化特性;对市场进行细分,针对不同类型客户的不同需求提供专门的应用测试解决方案。在市场策略上,力科选择更多、更易被客户所接受的方式推广最新产品和最新测试解决方案。

针对未来趋势 保持研发投入
有人说,经济愈萧条,大公司会把更多的资金投入到研发中去,以潜心修炼,积蓄力量。对测试测量行业来讲,各种仪器在硬件实现上越来越数字化和高度集成化,而对于高端仪器来说,带宽则会不断升高,存储深度不断加深,对信号的处理速度越来越快,测试软件及相关附件也越来越丰富。离开研发,所有这些都无从谈起。
安捷伦每年都保持着在新产品研发上的稳定投入。“这是公司赖以不断发展的源动力”,翼卫东说。除了继续保持在射频/微波领域的领先地位,安捷伦在数字测试领域的投入很大,尤其是针对高速数字总线的测试。同时,其研制出多种基于PC平台的仪器,将PC的硬件置于仪器之中,通过它对仪器的其它硬件部分进行控制和信号处理。比如基于PC平台的数字示波器Infiniium系列。现在,安捷伦的逻辑、误码、协议、频谱以及网络等分析仪都已是基于PC平台的仪器。
付国映也认为,未来的射频测量仪器会具有更高的集成度,性能更加稳定可靠,并且更加智能化,内置有强大的计算机。为适应未来趋势,R&S目前在LTE测试设备方面投入很大。“由于能够及早跟踪规范的更新,我们已经具备全面的解决方案,包括成熟的LTE矢量信号源、基带信号源和衰落模拟器,能支持LTE上行和下行信号解调、并能对LTE的MIMO信号解调的信号分析仪等。”他指出,R&S在WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA测试上已经有比较成熟的解决方案。
李海龙认同未来数字仪器主要朝仪器基础性能的提高和更加人性化操作两个方向发展,更丰富的软件特性应该被加入到示波器平台上以迎合客户应用日益多样化的需要。“力科自1964年成立以来就一直坚持技术和产品创新,在每个财政年度里都会拿出销售额的很大一部分投入到新产品的研发和新技术的创新上。2006年,力科串行数据分析仪的硬件指标已经能达到18GHz模拟带宽和60GS/s实时采样率。2008年7月,新的第四代示波器WavePro 7Zi系列横空出世,将给用户带来一种前所未有的示波器使用体验。”

通信与消费市场拉动 测试行业发展空间巨大
得益于无线技术的发展,市场调查机构Analysys Mason日前发表最新研究报告称,2015年全球无线宽带用户总数将达21亿,无线宽带服务营收将达7840亿美元,营收增长约24倍。到2015年LTE技术的用户将达4.4亿,营收总额将达1940亿美元。在消费电子市场,CCID的报告认为,2007年中国消费电子市场总体规模达到1797亿,同比2006年增长了15.5%,成为全球最重要的市场之一。从2008年到2012年,整体增长突破万亿,达到15000多亿,未来5年整体复合增长将会达到16.1%。而各家测试仪器提供商亦由原来单纯提供测试仪器转向提供测试解决方案与服务,开始将原来用于高端产品中的技术用于中低端产品,以扩大市场份额的覆盖率。因此,在通信和消费市场刺激之下,领先厂商已粮草备足,虎视下一波测试市场的爆发了。

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