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无线通信因其巨大的潜在市场,已成为通信领域研究的热点和众多通信厂商竞逐的制高点。当今的无线通信终端设备,其最核心的部分是SoC(System on Chip:片上系统)芯片。在无线通信终端设备新产品的研发过程中,SoC芯片的测试工作对于新产品的及时上市、质量保证及售后服务成本的影响是巨大的。SoC芯片的测试分为两个阶段:特征描述阶段和量产阶段。SoC芯片的测试采用的方式有两种,第一种称为bench测试,即通过在实验室利用台式仪表搭建测试平台进行初步测试,适用于做芯片的特征描述。第二种称为ATE(Automatic Test Equipment:自动测试设备)测试,即采用相关的ATE设备,开发相对应的测试程序进行测试,此测试程序往往仅包含必要的系统级的测试项目,它主要用于芯片的量产测试。SoC芯片射频部分的测试由于牵扯到射频信号的完整性和电磁兼容以及基带算法复杂多样等问题,往往成为SoC芯片测试的难点。
本文研究工作的目的是,在现有可利用的软硬件资源的条件下,探索出一些无线通信SoC芯片射频部分测试的具体可行的方法。本文首先论述SoC的RF部分测试现状;其次,介绍SoC测试理论和ATE测试仪;接着,选用目前业界频率最高的正交调制器,按照量产测试前期的要求,通过电磁仿真制作出测试用PCB,并用bench测试方法对仿真进行了实际的验证,从而获得了一些制作RF测试用PCB的方法;最后,以一款采用低中频无线电架构的蓝牙SoC芯片的ATE测试为例,探讨了在ATE上进行量产测试的情况。具体开展的研究工作如下:
第一,运用Agilent公司的ADS2009软件对主要的无线电架构进行性能仿真,得出了传统的超外差式、零中频及低中频无线电架构各自的技术特点,对比显示,低中频无线电架构更符合现代SoC设计的要求。
第二,选用实际芯片,以测试信号流为线索,用Cadence公司AllegroSPB16.0和Agilent公司ADS2009联合仿真的方法,进行测试用射频PCB的电磁仿真。
第三,根据电磁仿真的结果设计最终测试用PCB,采用乐普科公司的制板设备,并选用罗杰斯公司的RO3003作为PCB板材,制作出了测试用PCB,并进行了测试验证。
第四,以一款蓝牙SoC芯片的量产测试为例,较详细的探讨了基于ATE的SoC测试的方法,重点探讨了ATE中射频信号的处理过程,以及并行测试的实施。