Multicom（多无线模块）产品无线测试的挑战

     当今社会无线产品无处不在，许多人使用无线设备开关汽车门，也使用同样的方式来控制车库门。越来越多的人选择使用移动电话而不是有线电话，并且这个趋势还在继续扩大。电脑通过WiFi连接互联网的方式，大大超越连接有线局域网的方式。今天，无线领域最大的变化是MultiCom无线产品，手持设备通常是智能手机，包含用于移动电话的无线电模块和其他连接标准，如WiFi、蓝牙以及GPS等。

　　从设计的角度，在开发一个Multicom无线产品时需要考虑如下挑战：产品也许包含几个无线电收发装置；一些模块，如WiFi和蓝牙，使用相同的频带，如果同时工作的话可能会相互干扰；电池寿命是一个关键的购买依据，无线功能越多的同时电池寿命必然会降低；要求产品提供语音通信、访问互联网和位置信息，而它的大小要限制在可以装在衬衫口袋里；另一个大的设计挑战是，在复杂度不断增加和功能特性不断丰富的同时控制产品的成本和价格。在设计挑战中，另一个关键部分就是保证低的测试成本。

　　初看之下，拥有更多的无线电装置和连接标准的Multicom产品意味着产品测试时间至少是线性增长的，这也暗示着测试成本也会线性增长。然而，从某个角度来说，如果测试成本增加，要么提高价格维持利润，要么降低利润，这两个办法都是不可取的。

　　如何突破测试Multicom产品的难题呢？方案就是突破目前测试无线设备的方法。目前的方法是从单一通信标准时代的测试中延伸出来的。在单一通信标准时代，手持设备一般只包含一个无线装置，只遵从一种连接标准。例如，手机有一个无线电装置并符合GSM标准；蓝牙耳机有一个无线电装置并遵守蓝牙标准。在大批量生产时，只需单一连接性测试，把生产中有缺陷的产品与正常工作的产品区分出来。测试时间及成本降低的重点是减少处理和固件装载时间，使测试仪器和测试更加有效率。

　　对于Multicom产品，情况就完全不同了。一个产品具有几个内置无线模块以及连接标准。每一个无线模块都必须进行测试以保证正常工作，并且不干扰其他单元的正常使用。此时，问题就显现出来。多个模块的固件下载和物理层测试等，导致总测试时间延长，测试成本相应增加。添加新的模块后，测试成本还会增加，因而压缩了利润空间，产品因价格过高抑制了消费需求量。有没有一种解决方案可以既缩短测试时间又节约测试成本呢？

　　Multicom发展趋势

　　具有多种功能的手机，如语音电话和数字摄相功能已经出现了10多年。具有多种无线功能（如CDMA和蓝牙等）的手机也已经问世五年多了。包含了几个无线连接标准的智能手机出现的比较晚，却是所有手机中增长最快的。从市场趋势预测可以看出，增长占主导地位的是拥有Multicom的手机。

　　Multicom产品并不局限于手机，如带WiFi功能的GPS终端，具有WiFi、蓝牙、3G模块和UWB无线装置的笔记本。多通信标准的设备很容易受快速增加的测试时间和成本的影响，智能手机或许是最易受到影响的，因为其价格一般较低而且利润较薄。依靠传统的测试方法，肯定会限制产品的出货量和产品的利润率。

　　Multicom对测试时间和成本的影响

　　为了更好地了解多种模式对测试时间的影响，我们先来看测试具有WiFi、蓝牙、GPS和FM产品的一些情况。横轴为时间轴，处理和上传固件大约需花费总时间的百分之十五（图1）。由于需要与Multicom产品建立复杂的通信，从基带转换成射频信号，因而增加了系统初始化时间。

　　如果多个模块进行串行测试时，可以看到总的测试时间是个体固件上载和测试过程的线性和（图2）。如没有其他方法来进行Multicom测试，测试时间和成本会线性增加。

　　降低Multicom测试时间的方法

　　相对于并行来说，串行测试有优势也有劣势。同样长度，串行线所需要的铜只是并行线的几分之一。但是，在串行线上必须以更快的速率发送数据以达到在每个并行线上以较低速率发送数据同样的数据吞吐量。依次类推，测试也是相似的。通过缩短个体构件的测试时间、系统初始化时间、固件装载和物理层测试时间的方式，串行测试的时间可以缩短。另外也可以尝试在同一时间做多个并行测试，或者两者兼有。

　　 理想情况下，测试顺序如图3。四项中的三项是并行测试，唯一被延迟的一项是由于测试时会对另外一个产生频谱侵占（如：WiFi和蓝牙）。

　　实际上，有两种方法可以达到图3的效果。一是有几条测试线，每条测试线测试数种模块中的一种，形成流水线测试（图4）。

　　测试时间通过增加更多的测试线和设备进一步优化，但购置成本会增加，而测试依然按照串行方式进行。此外，多次的操作步骤不仅需要额外的时间，且增加了产品损坏的概率。

　　另一个选择是并行测试方案，同时测试设备的多种模式（图5）。

　　采用双头测试可进一步减少测试仪器空闲时间同时增加每个测试仪器的吞吐量。

　　并行测试的挑战之一就是消除同时进行2项或者2项以上测试时的相互干扰。最佳的测试方案，需要芯片制造商和测试系统提供商合作以降低延时以及其它因素。另一个影响因素是IC解决方案本身，单个芯片系统通常有一个多媒体处理器控制与无线功能的交互，而使用分离的无线模块允许更直接地访问无线功能，有助于开发多通信测试方案。

　　Multicom 测试和测试仪器

　　正如单一无线模块产品已经演变成Multicom产品，单一无线模块准测试演变成Multicom测试。在Multicom设备中，各种无线模块交互实现核心及外围设备，如键盘、显示器、电源及其他功能控制等。用户面对的是一个成本较低的多功能设备。以类似的方式看Multicom测试仪器，它在一个装置内提供了多种无线标准的测试，内部处理器、内存、通信接口、数字化和信号发生的硬件都是共享的，其成本低于用多个单通信标准测试仪组合而成的测试系统。

　　正如Multicom设计者们必需处理在多模式之间的相互干扰一样，一台Multicom测试仪器也应该提供并行测试选项，且不会因测试的相互干扰而产生错误。

　　Multicom设备的发展

　　如果在测试Multicom设备上没有重大突破的话，多种无线模块能在多大程度上被集成到一个设备里，就有多大程度的测试成本限制。如果测试时间线性增长，测试成本也会线性增加，产品成本就会增加。Multicom产品制造商也许只能选择减少无线功能以避免上述问题。

　　进行流水线和并行测试，再结合可以缩短单个部件测试时间的新技术，减少测试时间线性增长是可以做到的。这样手持设备制造商就可以根据市场需求在设备中添加任意多的任意功能。