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5G測試,從實驗室到量產,NI是如何一步步賦能產業的?
來源:恩艾NI知道 | 作者:NI Demo | 發布時間: 2019-08-27 | 826 次瀏覽 | 分享到:
      時間推進到2019下半年,人們不僅僅關心5G應用的美好愿景,更加關心實現這些愿景的關鍵技術。在2019中國(深圳)集成電路峰會同期第十七屆中國通信集成電路技術應

      時間推進到2019下半年,人們不僅僅關心5G應用的美好愿景,更加關心實現這些愿景的關鍵技術。在2019中國(深圳)集成電路峰會同期“第十七屆中國通信集成電路技術應用研討會”上,NI半導體技術市場經理馬力斯從測試的角度出發,講解了從實驗室到量產,5G測試的挑戰及解決方案。

      注:2019中國(深圳)集成電路峰會由深圳市人民政府、國家“核高基”重大專項總體專家組、國家集成電路設計產業技術創新聯盟、中國半導體行業協會集成電路設計分會共同主辦。


NI半導體技術市場經理馬力斯現場發表演講

      眾所周知,5G的關鍵技術包括陣列天線、毫米波、高帶寬等。正是這些關鍵技術推動了5G應用的革命性創新,同樣也給測試帶來了挑戰,今天討論的重點是熱度很高的毫米波測試。

      5G包含兩大頻譜范圍,分別是Sub-6GHz和毫米波頻段。毫米波則對5G 更具有革命性意義,目前最主要代表頻段是28GHz 和39 GHz 。在加速上市的壓力下,業界對毫米波測試的要求只能用“唯快不破”來形容,NI 推出的是毫米波測試的一大法寶——VST設備。

      以PXIe-5831為例,它為信號生成和分析提供了1GHz的瞬時帶寬,并具有高性能FPGA,在中頻模塊能夠覆蓋5~21GHz的頻段,模塊化毫米波射頻頭可覆蓋28GHz和39GHz等5G中常用的頻段。

      這些配置正是這款VST快速高效測量、實時信號處理和高速數據傳輸的基礎,馬力斯解釋道:“從數字預失真的角度來看,數字預失真里面有很多算法,這些對本身儀表上的計算能力要求很高,如果把FPGA嵌入到儀表里,可以加速測試速度,NI是業界非常少的能夠把FPGA嵌入到儀表中的廠商,所以這也是NI的測試方案相比于其他很多廠商的測試測試速度快的原因。”

      好消息是,NI在今年5月份推出了最新的mmWave VST,該設備最多可支持32個通道,無需額外的基礎設施即可提高波束成形和相控陣列測量的準確性。模塊化前端設計可實現準確且經濟高效的測量,同時保持與未來5G頻帶的前向兼容性。通過這些創新,工程師們可以同時在5-21 GHz和26-44 GHz進行測量。能夠減少5G測試風險和節省測試時間。
5G賽道的選手們嗎,還等什么,快安排上。


      毫米波芯片架構比Sub-6GHz芯片架構更復雜

      毫米波芯片比Sub-6GHz 測試難度大的主要原因在于毫米波芯片比Sub-6GHz  RFIC芯片結構更復雜,從下圖的結構可看出毫米波芯片中間增加了一些新的模塊。

      Sub-6GHz RFIC芯片與毫米波芯片架構對比

      馬力斯指出:“毫米波芯片都會使用上下變頻器、超外差這樣的架構來進行結構的設計。中間還有一個Phased Array,Phased Array會給測試帶來新的難題。因為它中間會加beamformer,beamformer對測試設備接口數量要求就會增加,如果還用單發單收的方式來做,測試成本會很高。NI的方法是將毫米波段的測試頭最多可以擴到32個,即16個發/收接口。”

      OTA是5G測試的必經之路嗎?

      在5Gmm Wave毫米波的發展帶動下,天線封裝(AntennasinPackage,AiP)技術逐漸受到關注,5G天線模塊將天線封裝在一起,很難通過物理連接來進行測試,這時候需要采用空口測試技術(OverThe Air, 簡稱OTA)來進行測試測量。

      這種復雜的測試環境,剛好給NI模塊化儀器一個大展身手的空間。由NI模塊化的儀器搭建的測試系統能夠覆蓋整個毫米波的信號鏈,從基帶部分到中頻部分、再到毫米波,甚至能夠外搭一些參考設計、參考方案,實現實驗室小型化的OTA測試的要求。

      在晶圓層級的測試,大家還能再一次感受到NI模塊化儀器的神奇。當大家還在好奇晶圓層級是否需要進行OTA測試的時候,NI與TEL、FormFactor和Reid-Ashman已經合作開發出了5G毫米波晶圓探針測試解決方案。

      傳統探針技術包括探探針接口板(PIB)、探針塔和探針板。NI、TEL、FormFactor 和 Reid-Ashman 合作推出了一種直接的對接探針解決方案,該解決方案簡化了信號路徑,改善了毫米波應用所必需的信號完整性,并且支持頂部和底部負載探針應用。 

      為什么會設計成這種Direct Dock的方式?馬力斯表示:“因為毫米波本身在傳導上面損耗會非常高,Direct Dock相比傳統用的方式,能夠減少在信號完整性上和信號連接度上的損耗。”

      NI的平臺化方法可以最大化利用統一的平臺提升實驗室和量產測試的數據關聯,最大化復用軟硬件資源,打通從實驗室到量產測試的鴻溝。降低測試成本,加快上市時間,都不是難題!

      以上演講中講到的從Sub-6GHz到毫米波芯片的方案,均可以在NI 展臺看到。 

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