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构建蓝牙测试系统需要考虑的主要因素

构建蓝牙测试系统需要考虑的主要因素

2007/2/28 8:32:00
设计蓝牙产品的公司必须考虑建立一套测试系统,帮助处理各种实际问题,如产品规格、抗干扰性、适用范围等,而了解公司具体商业战略将帮助工程师建立经济高效的测试系统和测试计划。本文介绍影响蓝牙测试的主要因素,以及构建蓝牙测试系统时应考虑的问题。   蓝牙协议利用无线方式将多种电子设备连接在一起,而且设备的种类还在不断扩充,包括笔记本电脑、PDA、数码相机、手机、寻呼机和无线耳机等等。之所以能够取得这些突破,原因之一是蓝牙可使公司和个人建立特定的或半永久性网络,而无需使用电缆或连接器,同时大大减少了网络管理工作。蓝牙并不适合希望在企业网中管理多个用户数据的公司,这是802.11a或802.11b设备的工作,蓝牙设备特别适合拥有一两名员工、希望在手机或PDA之间实现联网的小型办公室。   蓝牙最初只是为了代替电缆而研制的,现在其功能已经大大扩展。据IDC预测,到2004年,世界范围内安装的蓝牙设备数量将超过4.489亿台,蓝牙的第一次应用浪潮将是手机、笔记本电脑和智能手持设备,在以后几年内,打印机、扫描仪、数码相机和瘦客户机也将陆续配备蓝牙功能。蓝牙核心技术在极具价格竞争力的设备中也找到了用武之地,如手持式游戏机,尽管它上面没有印上蓝牙徽记。   蓝牙频率占用2.4GHz工业、科技和医疗(ISM)频带,这在无线频谱中属于无需申请的部分,因而同时也被微波炉和其它RF技术所占用,其中最著名的当属802.11b。随着ISM频带被越来越广泛地采用,显然蓝牙设备收到的无线干扰将会越来越严重。为处理这个问题,蓝牙技术采用多种创新技术提供稳定的连接能力,其中包括循环冗余编码、重传数据分组及每秒高达1,600次的跳频技术。   蓝牙技术可以通过多种方式集成到产品中,最简便的方式是使用预先制造的蓝牙模块,它包括无线和链路管理器控制功能,通过USB或UART等标准接口连接到设备上;也可以使用蓝牙集成电路以独立执行射频处理,然后也是通过标准接口连接主设备;还可以使用蓝牙射频集成电路,将它与设备上的ASIC基带部分相连。 各种测试方法之间有着相当大的重合,不管是制造蓝牙模块,还是制造带有蓝牙功能的子系统,或是为最终用户提供的全功能产品,这些都会涉及许多相同的测试问题,包括上行检验和设计性能预期效果检测。   对大批量产品,或为保证测试重复性,应考虑采用自动化方式,这通常需要为测试系统开发定制夹具及一套完善的材料处理系统,以自动完成测试连接。对产量很高的生产线来说,测试时间必须要短,合理的目标是每台蓝牙设备测试时间不高于10秒。对产量低的产品,可选择手动连接方式,它可以支持也可以不支持自动测试。一般来说,手动连接要用一两分钟才能得到测试结果,而不是几秒。例如对于汽车上采用蓝牙技术的按键遥控开门装置,在安装完毕后技术人员可以绕着汽车进行测试,查看在各种条件及不同距离上它是否正常工作。   另外还需要决定是一个个产品单独测试还是同时测试多个产品以提高产量。大批量生产的产品几乎都是同时测多个产品,也就是说在测试台上同时有多个被测设备(DUT)。这些设备可以同时执行测试,因此所用的夹具更为复杂,相应对测试资源要求有所降低,校准和切换过程也要复杂一些。简而言之,如果测试系统和测试软件能满足对时间的要求,可以支持质量和利润目标,那么它就可以视为成功的测试系统和测试软件。   当然,如果不能创造经济效益产品也是不成功的,正因如此,各公司必须争取达到最高效率,使每个产品的制造成本远远低于产品价格。利润必须考虑材料成本、制造流程、测试及客户支持等多方面,而设计或测试工程师对其中大部分项目都无能为力,不过尽可能降低测试成本进而最大限度降低制造成本则是首要的目标。   影响测试的主要因素   有很多因素会对蓝牙设备的测试造成影响,下面介绍其中一些主要方面。   ◆确保让最终用户满意。当客户打开包装,开始连接新蓝牙设备时,你肯定希望客户喜欢这种产品。显然,产品必须能够正常运行,否则用户会退回所购买的产品。生产中的测试可以检验接收机灵敏度是否达到规范最低要求,设备能否在更远的距离内工作,而且其错误率比只提供基本蓝牙功能的设备低,这些都可能转化成重要的卖点和竞争优势。   ◆确保性能最优。蓝牙产品是一种精密的RF通信设备,通过复杂的软件驱动运行。其中一个软件是协议堆栈,通常在制造过程中载入。为实现完整的功能,还要求一些其它软件组件,如每个产品唯一的蓝牙标识符。在制造过程中必须对这些进行全面测试,保证其以后在现场能正确运行。 ◆校准元器件和子系统。蓝牙和其它通信系统在作为一个整体运行前,通常要求对某些元器件或子系统进行校准,如保证输出频率精度的晶体调谐、保持电池使用寿命的输出功率调节、保证满足规范的功率步进精度以及接收信号强度校准等。所有这些都属于整个RF链路特性动态调节,如果没有这些工作,产品将无法在现场正常运行。   ◆性能检验。必须对蓝牙系统设计进行一些测量,保证其符合蓝牙规范。通常会在投入批量生产之前,对一组设备样品执行一致性测试,此外,将某些关键的一致性测试放在制造中也可以提高可靠度,保证设计一直满足蓝牙标准,测量参数包括调制精度、灵敏度、输出功率以及各种频谱测量指标。这些测量与整个品质保证流程及材料可靠性一起,有助于确保产品具有高可靠性和正常工作范围,能提供指标所规定的性能。   ◆基本使用环境。电子产品至少能够以客户所使用的方式操作,这被称为“基本使用环境”,它对产品的成功非常关键。以蓝牙设备而言,这意味着在日常普通工作中它可以建立或加入一个微微网,作为从单元或主单元。微微网是蓝牙设备联网的一种度量单位,用户可以在一个微微网络中运行最多八台蓝牙设备。只有全功能测试(其中许多是非蓝牙测试)才能检验产品是否以客户将要使用的方式运行。   ◆筛查材料缺陷和流程错误。要做到这一点,工程师必须找出由于漂移引起的器件性能异常所导致的器件失效。尽管这些故障源于器件供应商,但这些故障最终将由设计或测试工程师负责处理和解决。   ◆质量保证。包括制造流程的完整性及其改进,如数据采集和统计流程控制、连续检验关联性能以确认测试假设条件(或找出新的关联)、不断检验产品与蓝牙标准或联邦通信委员会或欧洲电信标准协会各项规定的一致性等。   上面第一项属于客户满意度方面,这是我们都应该为之奋斗的目标;接着的后面两项因涉及产品功能和校准,更多面向最终产品,可实现与材料装配类似的增值;最后四项可以帮助公司降低成本。所有情况下,全面执行采样测试是值得考虑的一种非常有效的方法,好的采样测试可以对整个流程提供质量保证,确保缩短测试时间和减少测试设备所作的假设条件依然有效。更重要的是,测试可以改善置信度,保证给定产品仍满足质检要求。 了解自身目标   战略目标和商业目标将影响整个制造流程和供应链涉及的一切项目,因此全面了解公司本身的商业环境和目标乃是创建测试系统和流程的前提条件。我们可以看到,客户退货可能会给利润很低的业务带来重大影响,另外拥有知名品牌、具有最佳定位的产品必须要满足客户预期,否则就会损害品牌信誉。这两种情况尽管可能很难量化,但成本都是实实在在的,在对制造流程进行投资时,必须以控制这些下游成本为目标。   大多数设计和测试工程师会考虑多个相同的因素,如产品类型、目标市场、材料自动化、测试时间、测试预算、产品批量、厂房面积、支持决策的数据处理、客户服务数据处理、运营商要求、公司基础设施及公司目标等等,其中每一个都会给测试环境和流程带来限制,更不要说测试工程师了。例如要销售一种必须大批量生产的流行性消费产品,那么测试速度是首要要求;如果设备成本至关重要,那么功能与测试成本之比则将是关键;如果可信度或可靠性能是主要考虑事项,像政府采购或军方合同,显然性能将是测试的主要目标。对设计而言最常见的限制是速度和成本。最后,客户将根据整体性能,如范围、传输速度和可靠性来判断蓝牙设备的性能,蓝牙特殊兴趣小组(SIG)已经确定使用16种测试组成的一套测试来检验蓝牙设备的质量。除了这些外,各公司还应考虑其它方式,测试的选择在很大程度上取决于芯片组设计、公司对其制造流程的可信度及设备对故障的敏感程度。例如对于使用电池供电的设备,公司可能希望模拟其在极限条件下的性能。   不管做什么样的决定,只有通过测试,工程师才能确定制造流程中哪些问题必须重点处理。同时公司希望用更少的测试设备,缩短整体测试时间,提高产量,降低每台设备的成本。蓝牙市场仍在不断发展,许多细节仍待完善,测试计划是解决问题的重要一步,这些问题可能会影响用户的感受。所建立的测试计划不仅要能加快测试速度,提高产出,同时还要保证客户满意度,这才是持续成功的关键。 信息来源于:汽车电子网
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