TW201528833A - 用以使用標準測試設備測試具有不同性能特性及需求的資料封包收發器之系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種用以測試一無線資料封包信號收發器受測裝置(DUT)之系統及方法，該測試係藉由使用與一測試器分離的DUT控制電路系統存取及執行測試程式指令而進行，以便在與測試器進行測試期間控制DUT。測試程式指令可為預先提供並儲存，以便在該測試器或一外部控制源(例如，一個人電腦)的控制下供後續存取及執行。或者，可在測試即將開始之前，例如，在開始測試新的或不同效能特性或需求的DUT時，藉由測試器或外部控制源提供測試程式指令。據此，雖然DUT所採用各種晶片組之間具有差異，但仍可與一標準測試器組態協作而執行不同DUT之特定化測試，而不需再組態或再程式化該測試器。

Description

用以使用標準測試設備測試具有不同性能特性及需求的資料封包收發器之系統及方法

本發明係關於測試資料封包收發器受測裝置(DUT)，且特別是關於在DUT所採用各種晶片組之間具有差異的情況下與一標準測試器組態協作而執行不同DUT之特定化測試而不需再組態或再程式化測試器。

許多現今的電子裝置為了連接及通訊這兩種目的使用無線技術。因為無線裝置發送以及接收電磁能量，且因為兩個或更多個無線裝置可能因其信號頻率及功率頻譜密度而干擾彼此的運作，這些裝置及其無線技術必須遵循各種無線技術標準規格。

在設計此類無線裝置時，工程師額外注意要確保此類裝置會符合或優於依據其所包括之無線技術所規定標準的每一項規格。再者，當這些裝置之後進入量產時，其會經測試以確保製造瑕疵不會導致不適當的運作，包括其是否遵循所納入之無線技術標準之規格。

為了在製造及裝配之後測試這些裝置，目前無線裝置測試系統採用一子系統用以分析接收到來自各裝置的信號。此等子系統通常至少 包括一用於提供待傳輸至受測裝置之來源信號之向量信號產生器(VSG)、以及一用於分析由受測裝置所產生信號之向量信號分析器(VSA)。VSG對於測試信號之產生及VSA所執行之信號分析通常是可程式化的，以便允許將各者都用於測試各種裝置是否遵循各種具有不同頻率範圍、頻寬、以及信號調變特性之無線技術標準。

在無線通訊裝置之製造過程中，製造測試有關的成本係佔了 所需生產成本中相當高的一部分。通常，測試成本與進行測試所需的測試儀器精密度之間有一直接關聯性。因此，可保持測試準確度且同時最小化儀器成本(例如，因提高必要測試儀器或測試器之精密度所增加之成本)的創新相當重要的，並且可大幅節省成本，尤其是當考慮到製造及測試為數眾多的此類裝置。

據此，需要的是，使用測試技術來測試愈趨精密且效能特性 及需求愈趨多變之DUT，而卻不需同時使用愈趨精密且測試特性及需求同樣愈趨多變之測試器。

依據本發明，提供用以測試一無線資料封包信號收發器受測 裝置(DUT)的系統和方法，該測試係藉由使用與一測試器分離的DUT控制電路系統來存取及執行測試程式指令而進行，以便在與測試器進行測試期間控制該DUT。測試程式指令可為預先提供並儲存，以便在該測試器或一外部控制源(例如，一個人電腦)的控制下供後續存取及執行。或者，可在測試即將開始之前，例如，在開始測試新的或不同效能特性或需求的DUT時，藉由測試器或外部控制源提供測試程式指令。據此，雖然DUT所採用 各種晶片組之間具有差異，但仍可與一標準測試器組態協作而執行不同DUT的特定化測試，而不需再組態或再程式化測試器。

依據本發明之一實施例，一用於測試一無線資料封包信號收 發器受測裝置(DUT)之系統包括：一資料封包信號路徑，用以與一DUT進行通訊以傳送來自該DUT的一傳輸資料封包信號及傳送一接收資料封包信號至該DUT；一測試器，其與該資料封包信號路徑耦合以接收該傳輸資料封包信號及提供該接收資料封包信號，以及回應於一或多個測試命令而提供一或多個測試控制信號；一DUT控制信號介面，用以與該DUT進行通訊以傳送至少一DUT控制信號至該DUT；以及一DUT控制電路系統，其耦合於該測試器及該DUT控制信號介面之間，其回應於至少該一或多個測試控制信號而執行複數個測試程式操作以提供該至少一DUT控制信號，其中該傳輸資料封包信號係回應於該接收資料封包信號及至少一DUT控制信號中之至少一者。

依據本發明之另一實施例，一測試一無線資料封包信號收發 器受測裝置(DUT)之方法包括：以一測試器接收來自一DUT的一傳輸資料封包信號；以該測試器傳輸一接收資料封包信號至該DUT；以該測試器回應於一或多個測試命令而提供一或多個測試控制信號；以及以DUT控制電路系統，回應於至少該一或多個測試控制信號而執行複數個測試程式操作以提供至少一DUT控制信號至該DUT，其中該傳輸資料封包信號係回應於該接收資料封包信號及該至少一DUT控制信號中之至少一者。

10‧‧‧測試環境

12‧‧‧測試器

13‧‧‧信號路徑、資料封包信號介面

14‧‧‧DUT

16‧‧‧控制器

16‧‧‧外部控制器

12a‧‧‧資料封包信號接收器和分析器

12a‧‧‧測試器接收電路系統

12c‧‧‧控制電路系統

12c‧‧‧測試器控制器

12g‧‧‧資料封包信號源

17d‧‧‧信號介面

17t‧‧‧信號介面

100‧‧‧測試環境

102‧‧‧外部子系統、DUT控制器

104‧‧‧外部子系統、記憶體電路系統

105‧‧‧記憶體介面

202‧‧‧開始命令

204‧‧‧初始化(或「啟動」)

205‧‧‧程式流程

208‧‧‧是否發生中斷

209‧‧‧中斷

210‧‧‧指數遞增

212‧‧‧測試命令

214‧‧‧測試流程是否已完成

215‧‧‧沒有完成

103d‧‧‧控制信號介面

103t‧‧‧控制信號介面

117c‧‧‧控制界面

117m‧‧‧記憶體介面

圖1描繪一用於測試資料封包收發器之習知測試環境。

圖2描繪一根據本發明的例示性實施例之用於測試資料封包收發器的測試環境。

圖3描繪一根據本發明的例示性實施例之測試程式流程。

以下係本發明之例示性實施例於參照附圖下的詳細說明。此 等說明意欲為說明性的而非限制本發明之範疇。該等實施例係以足夠細節予以說明使得所屬技術領域中具通常知識者得以實施本發明，且應理解，可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，可以某些改變來實施其他實施例。

在本揭示內容各處，如無與本文相反的明確指示，可理解所 描述之各別電路元件在數目上可為單一的或是複數的。例如，「電路」及「電路系統」一詞可包括單一個或複數個組件，可為主動及/或被動，且經連接或以其他方式耦合在一起(例如，作為一或多個積體電路晶片)以提供所述的功能。另外，「信號」一詞可指一或多個電流、一或多個電壓或資料信號。在圖式之中，類似的或相關的元件會有類似的或相關的字母、數字或文數字標誌符。再者，雖然已經討論使用離散電子電路系統(較佳地以一或多個積體電路晶片的形式)的情況下實施本發明，惟取決於欲處理的信號頻率或資料率，可另外地使用一或多個經適當程式化的處理器實施該等電路系統之任一部分的功能。此外，就圖示描述不同實施例之功能區塊圖的方面而言，該等功能區塊不一定表示硬體電路系統之間的分割。

如下列更為詳細的討論，根據本發明之實施例，測試器與 DUT之間的相互作用可經控制以致減少測試器與DUT之間的延遲及必要通信量，藉此減少測試時間，以及因此減少所產生與測試時間相關的成本。 例如，可藉由使測試器能夠在信號傳輸和操作信號接收模式之間更快地轉換以減少通訊延遲，而通信量可藉由減少從測試器流動到DUT所需的控制命令來達到最小化。

一用於最小化測試器和DUT之間的相互作用的技術涉及使 用來自測試器的一個單一命令來起始多重、預定的測試器資料封包交易，直到此等測試器資料封包的預定數量已被傳輸完成。(這部分已被詳細揭露於美國專利申請案11/422,475、11/422,489及11/696,921，其內容係以引用方式併入本文。)另一技術涉及使用為DUT和測試器兩者所知的一個預定序列的測試步驟，以減少DUT和測試器之間所需交換的命令。(這部分已被詳細揭露於美國專利申請案11/279,778、11/839,814、11/839,788及11/839,828，其內容係以引用方式併入本文。)然而，在部分的測試器或DUT、或兩者上，需要支援涉及多重測試器資料封包及測試步驟排序的這些排序技術，諸如其他硬體、韌體或軟體(例如，測試命令的額外程式化)。例如，為支援這些節省時間的測試技術，DUT可能需要有針對其處理子系統(例如，其具體晶片組)的韌體，且可能需要一或多個積體電路製造廠商支援這些具有特定驅動程式功能的技術。

然而，這些難題可經由本發明避免，其使得能夠使用多重測 試資料封包與測試步驟排序技術，而對DUT(且在大多數情況下，亦對測試器)不需要有特別規定。根據例示性實施例，使用一外部處理子系統以控制DUT與測試器協作。此外部子系統可經設計以容納不同的多個DUT 和其關聯的晶片組，以支援多重測試資料封包及測試步驟排序技術，而不需修改DUT的硬體或韌體。

參照圖1，一用以測試無線資料封包收發器受測裝置(DUT) 的習知測試環境包括測試器12、一DUT 14(或，替代性地，待同時測試或依序測試之多個DUT，取決於測試器組態)以及控制器16(例如，個人電腦)。如以上所討論，測試器包括資料封包信號源12g(通常以VSG的形式)及資料封包信號接收器和分析器12a(通常以VSA的形式)。測試器也可包括控制電路系統12c，其用以根據內部儲存的測試程式或測試命令或由外部來源(例如，控制器16)所接收的程式執行各種控制功能。

測試器12及DUT 14經由信號路徑13進行通訊。信號路徑 13通常是傳導射頻(RF)信號路徑的形式，例如，同軸電纜和連接器。然而，信號路徑13也可以輻射信號路徑的形式，例如，經由使用射頻天線(圖未示)所形成者，該射頻天線連接到測試器12及DUT 14的信號埠以根據眾所周知的原理發射及接收電磁信號。

控制器16經由信號介面17t、17d提供測試指令並接收來自 測試器12和DUT 14的測試資料，信號介面17t、17d通常是多重導體電纜的形式。

如以上所討論，此一測試環境可支援多重測試封包及測試步 驟的排序。然而，也正如以上所討論，此支援的代價是必須對至少DUT 14(且在某些情況下，亦對測試器12)的硬體或韌體進行修改。

參照圖2，根據本發明之例示性實施例的一測試環境100包括外部子系統102、104，如以上所討論，其與測試器12協作操作並包括根 據DUT 14晶片組之需求支援DUT 14多重測試資料封包及測試步驟排序所需的任何必要硬體、韌體或軟體。

當測試DUT 14時，測試器12經由信號路徑13傳送資料封 包信號至DUT 14，並監控所接收自DUT 14的回應，其形式例如為確認信號(“ACK”)或其他類型的資料封包信號。這些回應信號係藉由測試器接收電路系統12a所接收並進行分析，諸如藉由測量並根據符合於DUT 14所經設計用以操作的信號標準的標定值而比較各種物理信號特性(例如，信號功率、頻率、調變型態或位元率)。

在此測試過程中，測試器12與DUT 14之間的協作是必要 的，且此協作通常是藉由以下進行：從測試器12(例如，經由資料封包信號介面13)發出命令到DUT 14，或諸如藉由透過控制信號介面17d提供來自控制器16的指令到DUT 14而與測試器12協作。據此，在一個完整的測試序列期間，將需要在一或多個時間間隔期間從測試器12或控制器16傳送眾多控制命令到DUT 14，在該一或多個時間間隔期間並未藉由測試器12執行任何測試測量(相對於從DUT 14所接收到的資料封包信號)，但其仍然消耗時間。因此，如果控制命令所需的這些次數在持續期間及/或數量上可以減少的話，那麼就可以減少整體測試時間。

一般而言，減少控制命令的數量需要一或多個命令涵蓋多於 一個的測試事件。例如，令DUT 14準備接收來自測試器12的測試資料封包信號的典型命令涵蓋一個事件，亦即，發送測試信號。詢問DUT 14是否正確地接收到測試信號的第二命令亦涵蓋一個事件。然而，如果DUT 14經預先程式化以回應於一單一命令而接收來自測試器12的預定義數量的測試 資料封包，並且自動確認此等測試資料封包為正確地接收，則該單一原始命令可以涵蓋一潛在延伸序列的測試事件。

作為進一步的實例，如果DUT 14及測試器12根據預先商 定之測試步驟執行序列來操作，並且在同步後立即開始執行那些測試步驟直到所有測試步驟完成，或者直到一測試步驟已超時，那麼同步信號的初始交換可涵蓋整個測試序列，包括接收(RX)和傳輸(TX)測試(以DUT 14的觀點而言)兩者，其中測試信號具有預定物理特性(例如，頻率、功率、調變類型、位元率等)。或者，測試器12及DUT 14可彼此傳輸或接收資料封包，直到由傳輸單元接收來自接收單元的控制或回應信號為止，該信號指示該組測試步驟完成並發信號表示該傳輸單元可以進行下一個預定義操作。

根據本發明之例示性實施例，外部子系統102具有(例如， 程式化有)與DUT 14及其晶片組特定匹配的程式，藉此確保DUT 14的特定特性及能力可以使用省時測試技術來充分測試，諸如多重測試資料封包及測試步驟排序技術。這有利地避免對DUT 14(諸如透過擴充或訂製的硬體、韌體或經修改或額外的驅動軟體)進行特別製備或訂製的需求。據此，與測試器12協作工作時，意識到及負責管理存取以及執行測試排序需求的是外部處理子系統102(例如，一微控制器)，而不是DUT 14。因此，不需要特別製備或修改DUT 14本身即可達成測試排序的測試速度及測試成本效益。

DUT控制器102經由控制信號介面103t與測試器12通訊(例 如，藉由交換作為觸發器或含有指令或資料的控制信號)。同樣地，DUT控 制器102經由另一控制信號介面103d與DUT 14通訊(例如，藉由交換指令及資料)。對於在測試期間控制DUT 14所需之程式的指令，可以儲存在分離的記憶體電路系統104內部或是外部，記憶體電路系統104可經由記憶體介面105存取。這些程式(例如，DUT控制指令及信號參數值)可以預程式化至DUT控制器102或記憶體104中，或者可由測試器12(例如，從測試器控制器12c)提供，或由外部控制器16經由另一個記憶體介面117m直接提供至記憶體104。

DUT 14的測試起始通常開始於測試器12指示DUT控制器 102組態DUT 14用於待執行之測試序列。作為回應，DUT控制器102存取適當的程式，並提供此等測試所需的指令及參數資料。或者，外部控制器16可以經由控制介面117c指示DUT控制器102組態DUT 14用以進行測試。

在經由測試器12之介面103t接收來自測試器12的開始信 號後，DUT控制器102指示DUT 14起始一序列的發送或接收資料封包，直到DUT 14已發送了預定數量的資料封包，或直到測試器12通知DUT控制器102測試操作已經完成(例如，測試器12已傳輸本次測試所需的所有資料封包)。

例如，在DUT的TX信號測量的情況下，測試器12會擷取 從DUT 14所傳輸的資料封包，以及當所欲之資料封包已被測試器12所擷取時，其會發信號通知DUT控制器102終止DUT 14的資料封包傳輸並進行到下一個測試操作。同樣地，在一個DUT的RX測試的情況下，測試器12會經由DUT控制器102發信號通知DUT 14，以經由信號路徑13開始接收資料封包，並且當所欲數量的資料封包已由測試器12傳輸到DUT 14時， 測試器12可以指示DUT控制器102進行到下一個DUT測試操作。另外，根據需要，DUT控制器102可經由其信號介面103t對測試器12發信號通知其已預備。因此，藉由這些實例可以看到，可以利用來自外部控制器16的單一命令及來自測試器12的開始信號使測試器12和DUT 14傳輸及接收多重資料封包。因此，可避免來自外部控制器16的通訊和測試流程控制，且測試器12可基於儲存於專用DUT控制器102內並由其所執行的預先程式化的測試程式來控制測試操作流程。

參照圖3，根據一例示性實施例，用以使用圖2之環境進行 測試的程式流程可以如下進行。在來自外部控制器16或測試器12的開始命令202之後，DUT控制器102及DUT 14經初始化(或「啟動」)204。在沒有發生中斷209(例如，呈來自測試器12之命令、請求或其他種類的信號形式)、且程式索引為零的情況下，程式流程205繼續進行到判斷是否已發生中斷208。如果已發生中斷209，則重複此檢查是否發生中斷的步驟208一直到判定為沒有中斷發生為止。

之後，程式流程繼續到下一個步驟，在該步驟中索引遞增 210，接著根據索引值執行下一個測試命令212。在此之後，判定測試流程是否已完成214。如果尚未完成215，重複檢查是否發生中斷208、索引遞增210及執行下一個測試命令212之程序。如果測試流程已完成，然後測試流程返回到開始，以等待下一個開始命令202。

作為進一步的替代方案，子系統102、104元件可被納入作 為DUT 14之部分(如在DUT 14內部)。舉例而言，控制器102及記憶體104可為DUT 14內部的元件，其等在其正常使用期間為DUT 14提供功能性， 亦如同上述提供特定用於且專用於測試操作之功能性。再進一步的替代方案包括其中測試器12發出多重種類的命令且在其中DUT 14傳輸信號(例如，自起始或是回應於來自測試器12的信號)的測試環境。

對所屬技術領域中具通常知識者而言，在不背離本發明的精神及範圍下，可輕易構思出本發明的結構和操作方法之各種其他修改及替代例。儘管已藉由特定較佳實施例說明本發明，應理解本發明如所請求不應過度地受限於此等特定實施例。吾人意欲以下列的申請專利範圍界定本發明的範疇且意欲藉以涵蓋該申請專利範圍之範疇內之結構與方法以及其等效者。

12‧‧‧測試器

13‧‧‧信號路徑、資料封包信號介面

14‧‧‧DUT

16‧‧‧控制器

16‧‧‧外部控制器

12a‧‧‧資料封包信號接收器和分析器

12a‧‧‧測試器接收電路系統

12c‧‧‧控制電路系統

12c‧‧‧測試器控制器

12g‧‧‧資料封包信號源

17d‧‧‧信號介面

17t‧‧‧信號介面

100‧‧‧測試環境

102‧‧‧外部子系統、DUT控制器

104‧‧‧外部子系統、記憶體電路系統

105‧‧‧記憶體介面

Claims (18)

1. 一種包括用以測試一無線資料封包信號收發器受測裝置(DUT)之一系統之設備，其包含：一資料封包信號路徑，用以與一DUT進行通訊以傳送來自該DUT的一傳輸資料封包信號及傳送一接收資料封包信號至該DUT；一測試器，其與該資料封包信號路徑耦合以接收該傳輸資料封包信號及提供該接收資料封包信號，以及回應於一或多個測試命令而提供一或多個測試控制信號；一DUT控制信號介面，用以與該DUT進行通訊以傳送至少一DUT控制信號至該DUT；以及DUT控制電路系統，其耦合於該測試器及該DUT控制信號介面之間，其回應於至少該一或多個測試控制信號而執行複數個測試程式操作以提供該至少一DUT控制信號，其中該傳輸資料封包信號係回應於該接收資料封包信號及該至少一DUT控制信號中之至少一者。
2. 如請求項1之設備，其中該資料封包信號路徑包含一傳導射頻(RF)信號路徑。
3. 如請求項1之設備，其中該DUT控制信號介面包含複數個電信號導體。
4. 如請求項1之設備，其中該測試器係回應於來自一外部命令源的一或多個測試命令。
5. 如請求項1之設備，其中該DUT控制電路系統係進一步回應於來自一外部命令源的一或多個控制命令而執行複數個測試程式操作以提供該至少一DUT控制信號。
6. 如請求項1之設備，其中該DUT控制電路系統包含回應於該至少該一或多個測試控制信號而進行以下操作的處理電路系統及記憶體電路系統：存取來自該記憶體電路系統的複數個測試程式指令；以及以該處理電路系統執行該複數個測試程式指令。
7. 如請求項6之設備，其中該處理電路系統包含微控制器電路系統。
8. 如請求項1之設備，其中該DUT控制電路系統包含回應於該至少該一或多個測試控制信號而進行以下操作的處理電路系統：存取來自一外部指令源的複數個測試程式指令；以及以該處理電路系統執行該複數個測試程式指令。
9. 如請求項8之設備，其中該處理電路系統包含微控制器電路系統。
10. 如請求項1之設備，其中：該DUT控制信號介面係進一步用以與該DUT進行通訊以傳送來自該DUT的至少一測試回應信號；以及該DUT控制電路系統係進一步回應於該至少一測試回應信號而終止該執行該複數個測試程式指令。
11. 一種測試一無線資料封包信號收發器受測裝置(DUT)之方法，其包含：以一測試器，接收來自一DUT的一傳輸資料封包信號；以該測試器，傳輸一接收資料封包信號至該DUT；以該測試器，藉由提供一或多個測試控制信號而回應於一或多個測試命令；以及以DUT控制電路系統，回應於至少該一或多個測試控制信號而執 行複數個測試程式操作以提供至少一DUT控制信號至該DUT，其中該傳輸資料封包信號係回應於該接收資料封包信號及該至少一DUT控制信號中之至少一者。
12. 如請求項11之方法，其中，該以該測試器回應於一或多個測試命令包含：回應於來自一外部命令源之一或多個測試命令。
13. 如請求項11之方法，其中，該以DUT控制電路系統回應於至少該一或多個測試控制信號包含：進一步回應於來自一外部命令源之一或多個控制命令而執行複數個測試程式操作以提供該至少一DUT控制信號。
14. 如請求項11之方法，其中，該以DUT控制電路系統回應於至少該一或多個測試控制信號而執行複數個測試程式操作以提供至少一DUT控制信號至該DUT包含：存取來自一本地指令源之複數個測試程式指令；以及執行該複數個測試程式指令。
15. 如請求項14之方法，其中該執行該複數個測試程式指令包含：以微控制器電路系統執行該複數個測試程式指令。
16. 如請求項11之方法，其中，該以DUT控制電路系統回應於至少該一或多個測試控制信號而執行複數個測試程式操作以提供至少一DUT控制信號至該DUT包含：存取來自一外部指令源的複數個測試程式指令；以及執行該複數個測試程式指令。
17. 如請求項16之方法，其中該執行該複數個測試程式指令包含：以微控 制器電路系統執行該複數個測試程式指令。
18. 如請求項11之方法，其進一步包含以該DUT控制電路系統接收來自該DUT之至少一測試回應信號，以及回應於該至少一測試回應信號而終止該執行複數個測試程式指令。