DE69528333T2

DE69528333T2 - Verfahren und Einrichtung zum integrierten Testen eines Systems welches digitale und Funkfrequenzschaltungen enthält

Info

Publication number: DE69528333T2
Application number: DE69528333T
Authority: DE
Inventors: Michael S. Heutmaker; Madhuri Jarwala; Duy K. Le
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2015-09-21
Also published as: CA2156655C; EP0706271B1; US5481186A; EP0706271A2; CA2156655A1; DE69528333D1; EP0706271A3; JP3022281B2; JPH08274821A

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren zum Prüfen eines digitalen HF-Systems und digitale HF-Systeme, die vereinheitlicht prüfbar sind.
Drahtlose Telekommunikationsnetze verwenden Systeme, für gewöhnlich in der Form digital gesteuerter HF- Sender/Empfänger, die sowohl digitale als auch HF- Schaltungen enthalten. Solche Systeme, die in der Folge als "digitale/HF-Systeme" bezeichnet werden, arbeiten zum Senden von Informationen zu und Empfangen von Informationen von anderen solchen digitalen/HF- Systemen. Ein typisches digitales HF-System umfasst eine digitale Steuerung zum Steuern des Systems und einen Basisbandprozessor (für gewöhnlich ein Digitalsignalprozessor) zum Verarbeiten eintreffender Sprach- und/oder Datensignale, wie jene, die von einem landgestützten Netz empfangen werden, um solche Signale zur Übertragung durch einen HF-Sender in dem System vorzubereiten. Der Basisbandprozessor dient auch zur Verarbeitung von Signalen, die über einen analogen HF- Empfänger in dem System empfangen werden.
Während der Herstellung digitaler/HF-Systeme wie auch während ihrer Routinewartung werden die Systeme geprüft, um ihre Betriebsfähigkeit zu garantieren. Für gewöhnlich wurden die digitale Steuerung und der Basisbandprozessor jedes digitalen/HF-Systems getrennt vom HF-Sender und -Empfänger geprüft. Digitale Prüftechniken, wie die Boundary-Scan-Prüfung, können zur Strukturprüfung der digitalen Steuerung und des Basisbandprozessors verwendet werden. Solche digitalen Prüftechniken sind jedoch nicht zur Prüfung des HF- Senders und des HF-Empfängers geeignet.
Vielmehr werden der HF-Sender und der HF-Empfänger durch Messen ihrer Funktionsantwort auf angelegte Stimuli geprüft. In der Praxis können die angelegten Stimuli den tatsächlichen Signalen, die im Sender und Empfänger während des normalen Betriebs vorhanden, sind, unähnlich sein. Daher könnten die Ergebnisse, die bei der Prüfung erhalten werden, den wahren Betriebszustand des Senders und Empfängers nicht wiedergeben. Ferner müssen häufig spezielle Instrumente zur Messung der Funktionalität des HF-Senders und HF-Empfängers verwendet werden, so dass eine solche Prüfung in der Durchführung teuer wird.
Somit besteht ein Bedarf an einer integrierten Prüftechnik zum Prüfen sowohl der digitalen als auch HF-Elemente in einem digitalen/HF-System.
EP-A-535 838 offenbart eine digitale Audio- Schnittstelle in einem GSM-Mobiltelefon zum Anschließen eines Systemsimulators zu Prüfungszwecken. Ein Digitalsignalprozessor und ein Codec sind in derselben physischen Einheit implementiert, wobei der Systemsimulator an das Telefon über einen digitalen Audio-Schnittstellenblock und ein JTAG-Codec-Register, angeordnet in dem Digitalsignalprozessor, angeschlossen ist.
US-A-5 337 316 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sender/Empfänger-Selbstdiagnoseprüfung in einem Kommunikationssystem. Es wird eine Rückkopplungseinheit verwendet, welche die Durchführung einer Rückschleifenprüfung unabhängig von einer Übertragungsfrequenz ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird ein digitales HF-System gemäß Anspruch 5 bereitgestellt.
Kurz, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Technik zur Ausführung einer integrierten Prüfung eines digitalen/HF-Systems bereitgestellt, das eine digitale Steuerung, einen Basisbandprozessor (für gewöhnlich in Form eines oder mehrerer Digitalsignalprozessoren), einen HF-Sender und einen HF-Empfänger umfasst. Gemäß der Erfindung wird das digitale/HF-System in mehreren Stufen geprüft. Zunächst werden die digitale Steuerung und der Basisbandprozessor durch eine digitale Prüftechnik, wie die Boundary-Scan-Prüftechnik, in ihrer Struktur geprüft. (Zur Ausführung der Boundary-Scan-Prüfung ist es notwendig, dass sowohl die digitale Steuerung als auch der Basisbandprozessor eine Boundary-Scan- Architektur haben.) Sobald der digitale Teil des digitalen/HF-Systems geprüft ist, wird der HF-Teil des Systems geprüft. Zur Durchführung der Prüfung der HF- Elemente (d. h. des Senders und Empfängers) werden Teststimuli, die verschiedene Prüfmuster umfassen, von der digitalen Steuerung zu dem Basisbandprozessor herabgeladen. Für gewöhnlich werden die Prüfmuster über einen Boundary-Scan-Test Access Port (TAP) herabgeladen, der dem Basisbandprozessor zugeordnet ist. (Während der Strukturprüfung des Basisbandprozessors dient der Boundary-Scan-TAP des Basisbandprozessors als Netzkoppler, durch den Testsignale von der digitalen Steuerung übertragen werden, um die Boundary-Scan-Prüfung auszuführen.) Während der HF-Prüfung wird der TAP des Basisbandprozessors als Netzkoppler verwendet, durch den Stimuli zu dem HF-Sender übertragen werden. Zur Prüfung des HF-Senders lädt der Basisbandprozessor mindestens ein Prüfmuster zu dem HF-Sender herab, der seinerseits ein entsprechendes HF-Signal erzeugt. Das HF-Signal wird dann in einen ersten Digitalsignalstrom umgewandelt, der von dem Basisbandprozessor verarbeitet wird, um die Funktionsweise des Senders zu überprüfen. Das HF-Signal, das von dem Sender erzeugt wird, ist auch an den HF-Empfänger gekoppelt, der seinerseits ein analoges Signal erzeugt, das dann in einen zweiten Digitalsignalstrom umgewandelt wird. Der zweite Digitalsignalstrom wird von dem Basisbandprozessor verarbeitet, um die Betriebsfähigkeit des Empfängers zu überprüfen.
Wie offensichtlich ist, führen die zuvor beschriebenen Prüftechniken die Prüfung sowohl der digitalen als auch HF-Elemente eines digitalen/HF-Systems in integrierter Weise ohne Notwendigkeit spezieller Instrumente aus.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines digitalen HF-Systems nach dem Stand der Technik; und
Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm des digitalen HF-Systems von Fig. 1, das aber die vorliegende Erfindung verkörpert, um eine integrierte Prüfung sowohl der digitalen als auch HF-Teile des Systems zu erleichtern.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt ein digitales/HF-System 10 nach dem Stand der Technik. Das HF-System 10 arbeitet zur Umwandlung digitalisierter Sprache und/oder Daten, die von einem landgestützten Netz (nicht dargestellt) zugeleitet werden könnten, in ein HF-Signal zur Übertragung zu einem drahtlosen Endgerät (nicht dargestellt). Das System 10 arbeitet auch zum Empfangen von HF-Signalen und zur Umwandlung solcher Signale in digitalisierte Sprach- und/oder Datensignale zur Rückübertragung zu dem landgestützten Netz.
Das digitale/HF-System 10 umfasst eine Steuerung 14, die einen Mikroprozessor 16 und einen zugehörigen Speicher 18 enthält, zum Steuern des Systems und zum Kommunizieren von Informationen entlang einer I/O-Leitung 19. Insbesondere steuert die Steuerung 14 den Betrieb eines Basisbandprozessors 20 (z. B. eines Digitalsignalprozessors oder einer Gruppe solcher Prozessoren), der zur Verarbeitung eintreffender Sprach- und/oder Datensignale (in der Folge hierin als "Vorwärtssignale" bezeichnet) dient, die der Steuerung von dem landgestützten Netz zugeleitet werden.
Der Basisbandprozessor 20 leitet die nun verarbeiteten Vorwärtssignale zu einem HF-Sender 24, der von der Steuerung 14 gesteuert wird. Der Sender 24 moduliert die verarbeiteten Vorwärtssignale von dem Basisbandprozessor 20 auf einem Referenzträgersignal zur Erzeugung eines HF-Signals, das mit dem Zeichen Tx dargestellt ist. Das HF-Signal Tx wird zu einem Sende- Empfangsumschalter (Duplexer) 26 geleitet, der die Sende- und Empfangssignalpfade trennt.
Der Sende-Empfangs-Umschalter 26 koppelt empfangene Signale von der Antenne 30 zu einem HF-Empfänger 34. Der Empfänger 34 demoduliert die HF-Signale von der Antenne zur Ausgabe eines Zwischenfrequenzsignals ("intermediate frequency" - IF). Ein kombinierter IF- Empfänger und A/D-Wandler 36 wandelt das IF-Signal vom Empfänger 34 in ein Basisbandsignal (in der Folge hierin als "Rücksignal" bezeichnet) um, das zu dem Basisbandprozessor 20 zur Verarbeitung geleitet wird. Der Basisbandprozessor 20 verarbeitet das Rücksignal vom kombinierten IF-Empfänger und A/D-Wandler 36.
In der Vergangenheit wurden die digitalen Elemente (d. h. die Steuerung 14 und der Basisbandprozessor 20) getrennt von den HF-Elementen (dem Sender 24, dem Empfänger 34 und dem IF-Empfänger und A/D-Wandler 36) geprüft. Eine solche getrennte Prüfung hat sich als unpraktisch erwiesen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit wurde ein verbessertes digitales/HF- System 10' entwickelt, das in Fig. 2 dargestellt ist, um eine vereinheitlichte Prüfung zu erleichtern. Das HF-Prüfsystem 10' von Fig. 2 enthält Elemente, die gleich jenen des Prüfsystems 10 von Fig. 1 sind, und daher wurden in Fig. 2 gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente zu beschreiben. (Obwohl in Fig. 2 nicht dargestellt, enthält das digitale/HF-System auch den Sende-Empfangs-Umschalter 26 und die Antenne 30 von Fig. 1.)
Die Steuerung 14 des digitalen HF-Systems 10' von Fig. 2 enthält wie die Steuerung 14 von Fig. 1 einen Speicher 18, der Steuerungsbefehle speichert. Anders als der Speicher 18 von Fig. 1 hat der Speicher 18 von Fig. 2 jedoch einen Abschnitt 38, der zum Speichern von Prüfmustern zum Prüfen des HF-Senders 24, des HF- Empfängers 34 und des IF-Empfängers und A/D-Wandlers 36 bestimmt ist. Obwohl die Steuerung 14 mit einem einzigen Speicher 18 dargestellt ist, der sowohl die Steuerungsbefehle als auch die Prüfmuster zur Prüfung der HF-Elemente speichert, könnte ein getrennter Speicher zum Speichern solcher Prüfmuster bereitgestellt sein. Zusätzlich könnte anstelle des Speicherabschnittes 38 eine Großmassenspeichervorrichtung, wie ein Magnetplattenlaufwerk (nicht dargestellt), verwendet werden, um die Prüfmuster über die I/O-Leitung 19 zu liefern.
Die Steuerung 14 des Testsystems 10' von Fig. 2 unterscheidet sich auch von der Steuerung 14 von Fig. 1 in anderer Hinsicht. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, enthält die Steuerung 14 des Testsystems 10' eine Boundary-Scan-Master-Schaltung (BSM) 42, für gewöhnlich in der Form einer AT&T Modell 497 AA Boundary-Scan- Master-Schaltung, die von AT&T Microelectronics, Allentown, Pennsylvania, USA, erhältlich ist. Die BSM 42 arbeitet mit dem Mikroprozessor 16 des Systems 10' zusammen, um die Boundary-Scan-Prüfung der digitalen Elemente (nicht dargestellt) in der Steuerung 14, mit Ausnahme des Mikroprozessors 16, und die Boundary-Scan- Prüfung des Basisbandprozessors 20 auszuführen. Für diesen Zweck ist der Basisbandprozessor 20 mit einer Boundary-Scan-Architektur konfiguriert.
Zusätzlich zu dem BSM-Master 42 enthält die Steuerung 14 von Fig. 2 eine Brücke 44, die über einen Bus 46 an den BSM gekoppelt ist. Die Brücke 44 dient zur Verteilung von Boundary-Scan-Prüfsignalen, die auf dem Bus 46 durch den BSM 42 erzeugt werden, zu den digitalen Elementen in der Steuerung 14, die einer Boundary-Scan-Prüfung durch den BSM unterzogen werden sollen. Eine Brücke 48, die mit der Brücke 44 identisch ist, ist in dem Basisbandprozessor 20 bereitgestellt und dient zur Verteilung von Boundary-Scan-Prüfsignalen in dem Basisbandprozessor, die diesem über den Bus 46 zugeleitet werden. Beide Brücken 44 und 48 umfassen für gewöhnlich einen Addressable Shadow Port (ASP), hergestellt von Texas Instruments, oder eine Scan Bridge-Vorrichtung, hergestellt von National Semiconductor Corporation.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 enthält das System 10' zur Ausführung einer integrierten Prüfung der HF-Elemente (d. h., des HF-Senders 24, des HF-Empfängers 34 und des IF-Empfängers und A/D-Wandlers 36) einen Koppler 49 zum Koppeln des HF-Sendersignals Tx an ein Dämpfungsglied 50. Das Dämpfungsglied 50 dämpft das Signal, das vom Koppler 49 empfangen wird, ab, um ein Signal verringerter Stärke für die Eingabe in einen Abwärtsmischer 52 zu erhalten. Der Abwärtsmischer 52 mischt das gedämpfte Sendersignal Tx auf ein Signal geringerer Frequenz zur Eingabe in einen Analog/Digital-(A/D-)Wandler 54 herunter. Der A/D- Wandler 54 wandelt das analoge Signal, das von dem Abwärtsmischer 54 erzeugt wurde, in ein digitales Signal zur Eingabe in den Basisbandprozessor 20 um.
Der Koppler 49 koppelt nicht nur das HF-Sendersignal Tx an das Dämpfungsglied 50, sondern koppelt das Signal auch an eine Rückschleifenverbindung 56, die das Tx-Signal zu dem HF-Empfänger 34 leitet. Auf diese Weise wird das Tx-Signal, das vom HF-Sender 24 erzeugt wird/ zu dem HF-Empfänger 34 zur Demodulation geleitet. Wie zuvor beschrieben, wird das demodulierte Signal, das vom HF-Empfänger 34 erzeugt wird, in den IF- Empfänger und A/D-Wandler 36 eingegeben, der das HF- Empfänger- 34 Signal in einen digitalen Signaleingang zu dem Basisbandprozessor 20 umwandelt.
Die gesamte Prüfung des digitalen/HF-Systems 10' wird auf folgende Weise ausgeführt. Zunächst werden die digitalen Elemente in der Steuerung 14 (mit Ausnahme des Mikroprozessors 16) wie auch der Basisbandprozessor 20 durch eine Boundary-Scan-Prüfung auf ihre Struktur geprüft. Wie beschrieben wird eine solche Prüfung durch den BSM 42 ausgeführt.
Zusätzlich zur Ausführung der Prüfung der digitalen Elemente in der Steuerung 14 kann der BSM 42 die Boundary-Scan-Prüfung gemischter Signalelemente in dem System erleichtern, die durch die Boundary-Scanprüftechnik prüfbar sind.
Sobald die Strukturprüfung des digitalen Teils des Systems 10' mittels der Boundary-Scan-Prüftechnik durchgeführt worden ist, werden dann die HF-Elemente geprüft. Der HF-Sender 24 wird über den Basisbandprozessor 20 geprüft, indem zunächst Prüfmuster aus dem Speicherabschnitt 38 in den Basisbandprozessor 20 herabgeladen werden. Die Prüfmuster werden dann an den HF-Sender 26 angelegt. In Übereinstimmung mit den herabgeladenen Prüfmustern erzeugt der HF-Sender 24 das HF-Signal Tx. Das HF- Signal Tx wird durch das Dämpfungsglied 50 abgedämpft und dann von dem Abwärtsmischer 52 heruntergemischt, bevor es vom A/D-Wandler 54 digitalisiert wird. Das digitalisierte Signal, das vom A/D-Wandler 54 erzeugt wird, wird dann vom Basisbandprozessor 20 verarbeitet, um die Betriebsfähigkeit des Senders 24 zu bestimmen.
Der HF-Empfänger 34 wird auf ähnliche Weise geprüft. Das HF-Signal Tx, das vom Sender 24 als Reaktion auf jedes angelegte Prüfmuster erzeugt wird, wird an den HF-Sender 34 über die Rückschleifenverbindung 56 gekoppelt. Das Tx-Signal, das vom HF-Empfänger 34 empfangen wird, wird dadurch demoduliert, um ein IF- Signal zu erhalten, das heruntergemischt und von dem IF-Empfänger und A/D-Wandler 36 digitalisiert wird, um ein Basisbandsignal zu erhalten. Dieses Basisbandsignal wird von dem Basisbandprozessor 20 verarbeitet, um die Betriebsfähigkeit des HF-Empfängers 34 und des IF- Empfängers und A/D-Wandlers 36 zu bestimmen.
Wie offensichtlich ist, erleichtert das digitale/HF- System 10' die Prüfung in integrierter Weise, da sowohl der digitale Abschnitt als auch der HF-Abschnitt über die Steuerung 14 geprüft werden, ohne separate Prüfgeräte zu erfordern.
Es versteht sich, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele nur beispielhaft für die Erfindung sind. Verschiedene Modifizierungen und Veränderungen, welche die Erfindung verkörpern und in deren Schutzbereich fallen, können von Fachleuten vorgenommen werden.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen eines digitalen HF-Systems mit einer digitalen Steuerung (14), einem Basisbandprozessor (20), einem HF-Sender (24) und einem HF-Empfänger (34) mit folgenden Schritten:

a) Prüfen der digitalen Steuerung (14), und des Basisbandprozessors (20) durch ein digitales Strukturprüfungsverfahren, gekennzeichnet durch folgendes:

1) Herabladen von mindestens einem Prüfmuster von der digitalen Steuerung (14) zum Basisbandprozessor (20);

2) Anlegen des Prüfmusters an den HF-Sender (24) zum Bewirken, dass der Sender mindestens ein HF-Signal überträgt;

3) Umwandeln des durch den Sender (24) übertragenen HF- Signals in einen ersten Digitalsignalstrom zum Empfang durch den Basisbandprozessor (20);

4) Verarbeiten des ersten Digitalsignalstroms am Basisbandprozessor (20) zur Überprüfung der Funktionsweise des HF-Senders (24);

5) Empfangen des übertragenen HF-Signals am Empfänger (34);

6) Umwandeln des durch den Empfänger (34) empfangenen HF-Signals in einen zweiten Digitalsignalstrom; und

7) Verarbeiten des zweiten Digitalsignalstroms am Basisbandprozessor (20) zur Überprüfung der Funktionsweise des Empfängers (34).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die digitale Steuerung (14) und der Basisbandprozessor (20) durch Boundary-Scan-Prüfung geprüft werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das durch den Sender (24) übertragene HF-Signal durch folgende Schritte umgewandelt wird:

Abdämpfen des Signals;

Heruntermischen des Signals; und

Digitalisieren des heruntergemischten Signals.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Empfangens des übertragenen HF-Signals den Schritt des Schleifens des HF-Signals vom HF-Sender (24) zum HF- Empfänger (34) umfasst.

5. Vereinheitlicht prüfbares digitales HF-System mit folgendem:

einem HF-Sender (24);

einem HF-Empfänger (34);

einem Basisbandprozessor (20) zum Verarbeiten von Vorwärtssignalen zur Eingabe in den Sender (24) und zum Verarbeiten eines vom Empfänger (34) empfangenen Rücksignals; und

einer digitalen Steuerung (14) zum Steuern der Funktionsweise des Senders und des Basisbandprozessors;

Prüfmitteln in der digitalen Steuerung (14) zum Bewirken der digitalen Prüfung des Basisbandprozessors (20);

gekennzeichnet durch folgendes:

an die Steuerung (14) angekoppelte Speichermittel zum Speichern von mindestens einem Prüfmuster zur Übertragung zum Basisbandprozessor (20) zum Herabladen zum Sender (24);

an den HF-Sender (24) angekoppelte Umwandlungsmittel zum Umwandeln eines durch den Sender (24) erzeugten HF- Signals als Reaktion auf ein durch den Basisbandprozessor (20) angelegtes Prüfmuster in einen ersten Digitalsignalstrom zur Verarbeitung durch den Basisbandprozessor (20); und

Mittel zum Ankoppeln des HF-Senders (24) an den HF- Empfänger (34), wobei das durch den Sender (24) erzeugte HF-Signal von dem HF-Empfänger (34) empfangen und in einen zweiten Digitalsignalstrom zur Verarbeitung durch den Basisbandprozessor (20) umgewandelt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Prüfmittel einen Boundary-Scan-Master zur Zusammenarbeit mit der digitalen Steuerung (14) zur Bewirkung von Boundary- Scan-Prüfung des Basisbandprozessors (20) umfasst.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Umwandlungsmittel folgendes umfasst:

ein Dämpfungsglied (50);

einen Abwärtsmischer (52); und

einen Analog-Digitalwandler (54).

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Koppelmittel folgendes umfasst:

eine an den HF-Empfänger (34) angekoppelte Rückschleifenverbindung (56); und

einen Koppler (49) zum Ankoppeln des HF-Senders (24) an das Umwandlungsmittel und an die Rückschleifenverbindung (56).