使用標準測試設備測試具有不同性能特性和要求的數據包收發器的系統和方法
【專利摘要】本發明公開了一種系統和方法，該系統和方法用于測試無線數據包信號收發器受測裝置(DUT)，該測試通過使用與測試器分離的DUT控制電路系統存取并執行測試程序指令而進行，以便在利用測試器進行測試期間控制DUT。測試程序指令可被預先提供并存儲，以便在該測試器或外部控制源(例如，個人計算機)的控制下供后續存取和執行。另選地，可緊鄰測試之前，諸如在開始測試新的或不同性能特性或要求的DUT時，通過測試器或外部控制源提供測試程序指令。因此，雖然DUT所采用的各種芯片組之間具有差異，但仍可與標準測試器構造協作來執行不同DUT的特定化測試，而無需重新構造或重新程序化該測試器。
【專利說明】
使用標準測試設備測試具有不同性能特性和要求的數據包收發器的系統和方法
【背景技術】
[0001]本發明涉及測試數據包收發器受測裝置(DUT)，并且具體地涉及在DUT所采用的各種芯片組之間具有差異的情況下與標準測試器構造協作而執行不同DUT的特定化測試而無需重新構造或重新程序化測試器。
[0002]許多現今的電子裝置為了連接和通信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，并且因為兩個或更多個無線裝置可能因其信號頻率和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。
[0003]在設計此類無線裝置時，工程師附加注意要確保此類裝置會符合或優于根據其所包括的無線技術所規定標準的每一項規格。此外，當這些裝置之后進入量產時，其會經測試以確保制造缺陷不會導致不適當的運作，包括其是否遵循所包括的無線技術標準的規格。
[0004]為了在制造和裝配之后測試這些裝置，目前無線裝置測試系統采用子系統用于分析從每個裝置接收到的信號。這些子系統通常至少包括用于提供待傳輸至受測裝置的來源信號的向量信號產生器(VSG)、以及用于分析由受測裝置所產生的信號的向量信號分析器(VSA) JSG對于測試信號的產生以及VSA所執行的信號分析通常是可編程的，以便允許將各自都用于測試各種裝置是否遵循各種具有不同頻率范圍、帶寬、以及信號調變特性的無線技術標準。
[0005]在無線通信裝置的制造過程中，制造測試有關的成本占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直接關聯性。因此，可保持測試準確度并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的精密度所增加的成本)的創新相當重要的，并且可大幅節省成本，尤其是當考慮到制造和測試為數眾多的此類裝置。
[0006]因此，需要的是一種技術，該技術用于測試愈趨精密且性能特性和要求愈趨多變的DUT，而無需同時使用愈趨精密且測試特性和要求同樣愈趨多變的測試器。
【發明內容】
[0007]根據本發明，提供用于測試無線數據包信號收發器受測裝置(DUT)的系統和方法，該測試通過使用與測試器分離的DUT控制電路系統來存取并執行測試程序指令而進行，以便在利用測試器進行測試期間控制該DUT。測試程序指令可被預先提供并存儲，以便在該測試器或外部控制源(例如，個人計算機)的控制下供后續存取和執行。另選地，可緊鄰測試之前，例如，在開始測試新的或不同性能特性或要求的DUT時，通過測試器或外部控制源提供測試程序指令。因此，雖然DUT所采用的各種芯片組之間具有差異，但仍可與標準測試器構造協作而執行不同DUT的特定化測試，而無需重新構造或重新程序化測試器。
[0008]根據本發明的實施例，用于測試無線數據包信號收發器受測裝置(DUT)的系統包括:數據包信號路徑，該數據包信號路徑用于與DUT進行通訊以傳送來自該DUT的傳輸數據包信號并將接收數據包信號至傳送該DUT;測試器，該測試器耦接至該數據包信號路徑以接收該傳輸數據包信號并提供該接收數據包信號，以及通過提供一個或多個測試控制信號來響應于一個或多個測試命令;DUT控制信號接口，該DUT控制信號接口用于與該DUT進行通訊以將至少DUT控制信號傳送至該DUT ；以及DUT控制電路系統，該DUT控制電路系統耦接在該測試器和該DUT控制信號接口之間，其通過執行多個測試程序操作以提供該至少DUT控制信號來響應于至少該一個或多個測試控制信號，其中該傳輸數據包信號響應于該接收數據包信號和至少一個DUT控制信號中的至少一者。
[0009]根據本發明的另一實施例，測試無線數據包信號收發器受測裝置(DUT)的方法包括:利用測試器接收來自DUT的傳輸數據包信號;利用該測試器將接收數據包信號傳輸至該DUT;利用該測試器通過提供一個或多個測試控制信號來響應于一個或多個測試命令；以及利用DUT控制電路系統，通過執行多個測試程序操作以將至少一個DUT控制信號提供至該DUT來響應于至少該一個或多個測試控制信號，其中該傳輸數據包信號響應于該接收數據包信號和該至少一個DUT控制信號中的至少一者。
【附圖說明】
[0010]圖1描繪了用于測試數據包收發器的常規測試環境。
[0011]圖2描繪了根據本發明的示例性實施例的用于測試數據包收發器的測試環境。
[0012]圖3描繪了根據本發明的示例性實施例的測試程序流程。
【具體實施方式】
[0013]以下是本發明的示例性實施例在參照附圖下的詳細說明。這些說明意為說明性的而非限制本發明的范圍。此類實施例以足夠細節被說明使得本領域普通技術人員能夠實施本發明，并且應理解，可在不脫離本發明的實質或范圍的情況下，可以某些改變來實施其他實施例。
[0014]在本公開內容各處，如無與本文相反的明確指示，可理解所描述的相應電路組件在數目上可為單數或復數。例如，“電路”和“電路系統”可包括單個或多個組件，可為有源和/或無源的，并且經連接或以其他方式耦接在一起(例如，作為一個或多個集成電路芯片)以提供所述的功能。另外，“信號”可指一個或多個電流、一個或多個電壓或數據信號。在說明書附圖中，類似的或相關的組件會有類似的或相關的字母、數字或文數字標志符。此外，雖然已經討論使用離散電子電路系統(優選地以一個或多個集成電路芯片的形式)的情況下實施本發明，惟取決于欲處理的信號頻率或數據率，可另外地使用一個或多個經適當編程的處理器實施此類電路系統的任一部分的功能。此外，就圖標描述不同實施例的功能區塊圖的方面而言，此類功能區塊不一定表示硬件電路系統之間的分割。
[0015]如下列更為詳細的討論，根據本發明的實施例，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之間的延遲和必要通信量，由此減少測試時間，以及因此減少所產生的與測試時間相關的成本。例如，可通過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信延遲，而通信量可通過減少從測試器流動到DUT所需的控制命令來達到最小化。
[0016]用于最小化測試器和DUT之間的相互作用的技術涉及使用來自測試器的單一命令來發起多個、預定的測試器數據包交易，直到這些測試器數據包的預定數量已被傳輸完成。(這部分已被詳細公開于美國專利申請11/422,475、11/422,489和11/696,921，其內容以引用方式并入本文。)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。(這部分已被詳細公開于美國專利申請11/279,778,11/839,814,11/839，788和11/839，828，其內容以引用方式并入本文。)然而，在部分的測試器或DUT、或兩者上，需要支持涉及多個測試器數據包和測試步驟排序的這些排序技術，諸如附加硬件、固件或軟件(例如，測試命令的附加程序化)。例如，為支持這些節省時間的測試技術，DUT可能需要針對其處理子系統(例如，其具體芯片組)的固件，并且可能需要一個或多個集成電路制造廠商支持這些具有特定驅動程序功能的技術。
[0017]然而，這些難題可經由本發明避免，其使得能夠使用多個測試數據包與測試步驟排序技術，而對DUT(并且在大多數情況下，也對測試器)不需要有特別規定。根據示例性實施例，使用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和其關聯的芯片組，以支持多重測試數據包和測試步驟排序技術，而無需修改DUT的硬件或固件。
[0018]參照圖1，用于測試無線數據包收發器受測裝置(DUT)的熟知測試環境包括測試器
12,DUT 14(或，另選地，待同時測試或依序測試的多個DUT，取決于測試器構造)以及控制器16(例如，個人計算機)。如以上所討論，測試器包括數據包信號源12g(通常以VSG的形式)和數據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，其用于根據內部存儲的測試程序或測試命令或由外部來源(例如，控制器16)所接收的程序執行各種控制功能。
[0019]測試器12和DUT 14經由信號路徑13進行通信。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(未示出)所形成的，該射頻天線連接到測試器12和DUT 14的信號端口以根據眾所周知的原理發射和接收電磁信號。
[0020]控制器16經由信號接口17t，17d提供測試指令并接收來自測試器12和DUT 14的測試數據，信號接口 17t，17d通常是多個導體電纜的形式。
[0021]如以上所討論，此類測試環境可支持多個測試包和測試步驟的排序。然而，也正如以上所討論，此支持的代價是必須對至少DUT 14(并且在某些情況下，也對測試器12)的硬件或固件進行修改。
[0022]參照圖2，根據本發明的示例性實施例的測試環境100包括外部子系統102，104，如以上所討論，其與測試器12協作操作并包括根據DUT 14芯片組的要求支持DUT 14多個測試數據包和測試步驟排序所需的任何必要硬件、固件或軟件。
[0023]當測試DUT14時，測試器12經由信號路徑13傳送數據包信號至DUT 14，并監控從DUT 14接收的響應，其形式例如為確認信號(“ACK”)或其他類型的數據包信號。這些響應信號通過測試器接收電路系統12a所接收并進行分析，諸如通過測量并根據符合于DUT 14所經設計用于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、調變型態或比特率)。
[0024]在此測試過程中，測試器12與DUT 14之間的協作是必要的，并且此協作通常是通過以下進行:從測試器12(例如，經由數據包信號接口 13)發出命令到DUT 14，或諸如通過控制信號接口 17d將來自控制器16的指令提供到DUT 14而與測試器12協作。因此，在一個完整的測試序列期間，將需要在一個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，在該一個或多個時間間隔期間并未通過測試器12執行任何測試測量(相對于從DUT 14接收到的數據包信號)，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和/或數量上可以減少的話，那么就可以減少整體測試時間。
[0025]—般而言，減少控制命令的數量需要一個或多個命令涵蓋多于一個的測試事件。例如，使DUT 14準備接收來自測試器12的測試數據包信號的典型命令涵蓋一個事件，S卩，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也涵蓋一個事件。然而，如果DUT14經預先程序化以響應于單一命令而接收來自測試器12的預定義數量的測試數據包，并且自動確認這些測試數據包為正確地接收，則該單一原始命令可以涵蓋潛在延伸序列的測試事件。
[0026]作為進一步的實例，如果DUT14和測試器12根據預先商定的測試步驟執行序列來操作，并且在同步后立即開始執行那些測試步驟直到所有測試步驟完成，或者直到測試步驟已超時，那么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DUT14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、比特率等)。或者，測試器12和DUT 14可彼此傳輸或接收數據包，直到由傳輸單元接收來自接收單元的控制或響應信號為止，該信號指示該組測試步驟完成并發信號表示該傳輸單元可以進行下一個預定義操作。
[0027]根據本發明的示例性實施例，外部子系統102具有(例如，程序化有)與DUT14及其芯片組特定匹配的程序，由此確保DUT 14的特定特性和能力可以使用省時測試技術來充分測試，諸如多重測試數據包和測試步驟排序技術。這有利地避免對DUT 14(諸如透過擴充或訂制的硬件、固件或經修改或附加的驅動軟件)進行特別制備或訂制的要求。因此，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要求的是外部處理子系統102(例如，微控制器)，而不是DUT 14。因此，不需要特別制備或修改DUT 14本身即可達成測試排序的測試速度和測試成本效益。
[0028]DUT控制器102經由控制信號接口 103t與測試器12通信(例如，通過交換作為觸發器或含有指令或數據的控制信號)。同樣地，DUT控制器102經由另一控制信號接口 103d與DUT 14通信(例如，通過交換指令及數據)。對于在測試期間控制DUT 14所需的程序的指令，可以存儲在分離的存儲電路系統104內部或是外部，存儲電路系統104可經由存儲器接口105存取。這些程序(例如，DUT控制指令和信號參數值)可以預程序化至DUT控制器102或存儲器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經由另一個存儲器接口 117m直接提供至存儲器104。
[0029]DUT 14的測試發起通常開始于測試器12指示DUT控制器102構造DUT 14用于待執行的測試序列。作為響應，DUT控制器102存取適當的程序，并提供這些測試所需的指令和參數數據。或者，外部控制器16可以經由控制接口 117c指示DUT控制器102構造DUT 14用于進行測試。
[0030]在經由測試器12的接口 103t接收來自測試器12的開始信號后，DUT控制器102指示DUT 14發起一序列的發送或接收數據包，直到DUT 14已發送了預定數量的資料包，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數據包)。[0031 ]例如，在DUT的TX信號測量的情況下，測試器12會獲取從DUT14所傳輸的數據包，以及當所需要的數據包已被測試器12獲取時，其會發信號通知DUT控制器102終止DUT 14的數據包傳輸并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開始接收數據包，并且當所需數量的數據包已由測試器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可經由其信號接口 103t對測試器12發信號通知其已預備。因此，通過這些實例可以看到，可以利用來自外部控制器16的單一命令和來自測試器12的開始信號使測試器12和DUT 14傳輸和接收多個數據包。因此，可避免來自外部控制器16的通信和測試流程控制，并且測試器12可基于存儲于專用DUT控制器102內并由其所執行的預先編程的測試程序來控制測試操作流程。
[0032]參照圖3，根據示例性實施例，用于使用圖2的環境進行測試的程序流程可以如下進行。在來自外部控制器16或測試器12的開始命令202之后，DUT控制器102和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的命令、請求或其他種類的信號形式)、并且程序索引為零的情況下，程序流程205繼續進行到判斷是否已發生中斷208。如果已發生中斷209，則重復此檢查是否發生中斷的步驟208—直到判定為沒有中斷發生為止。
[0033]之后，程序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。在此之后，判定測試流程是否已完成214。如果尚未完成215，重復檢查是否發生中斷208、索引遞增210以及執行下一個測試命令212的程序。如果測試流程已完成，然后測試流程返回到開始，以等待下一個開始命令202。
[0034]作為進一步的替代方案，子系統102，104組件可被包括作為DUT14的部分(如在DUT14內部)。例如，控制器102和存儲器104可為DUT 14內部的組件，其在其正常使用期間為DUT14提供功能性，也如同上述提供特定用于且專用于測試操作的功能性。再進一步的替代方案包括其中測試器12發出多種類型的命令并且在其中DUT 14傳輸信號(例如，自發起或是響應于來自測試器12的信號)的測試環境。
[0035]對本領域的普通技術人員而言，在不背離本發明的實質和范圍下，可輕易構思出本發明的結構和操作方法的各種其他修改和替代例。盡管已通過特定優選實施例說明本發明，應理解本發明如所請求不應過度地受限于這些特定實施例。我們意在以下列的權利要求書限定本發明的范圍并意在從而涵蓋該權利要求書的范圍內的結構與方法以及其等同形式。
【主權項】
1.一種包括用于測試無線數據包信號收發器受測裝置(DUT)的系統的設備，所述設備包括: 數據包信號路徑，所述數據包信號路徑用于與DUT進行通訊以傳送來自所述DUT的傳輸數據包信號并將接收數據包信號傳送至所述DUT; 測試器，所述測試器耦接至所述數據包信號路徑以接收所述傳輸數據包信號并提供所述接收數據包信號，并且通過提供一個或多個測試控制信號來響應于一個或多個測試命令； DUT控制信號接口，所述DUT控制信號接口用于與所述DUT進行通訊以將至少一個DUT控制信號傳送至所述DUT;以及 DUT控制電路系統，所述DUT控制電路系統耦接在所述測試器和所述DUT控制信號接口之間，所述DUT控制電路系統通過執行多個測試程序操作以提供所述至少一個DUT控制信號來響應于至少所述一個或多個測試控制信號，其中所述傳輸數據包信號響應于所述接收數據包信號和所述至少一個DUT控制信號中的至少一者。2.根據權利要求1所述的設備，其中所述數據包信號路徑包括傳導射頻(RF)信號路徑。3.根據權利要求1所述的設備，其中所述DUT控制信號接口包括多個電信號導體。4.根據權利要求1所述的設備，其中所述測試器響應于來自外部命令源的一個或多個測試命令。5.根據權利要求1所述的設備，其中所述DUT控制電路系統通過執行多個測試程序操作以提供所述至少一個DUT控制信號來進一步響應于來自外部命令源的一個或多個控制命令。6.根據權利要求1所述的設備，其中所述DUT控制電路系統包括通過進行以下操作來響應于所述至少所述一個或多個測試控制信號的處理電路系統和存儲電路系統: 存取來自所述存儲電路系統的多個測試程序指令；以及 利用所述處理電路系統執行所述多個測試程序指令。7.根據權利要求6所述的設備，其中所述處理電路系統包括微控制器電路系統。8.根據權利要求1所述的設備，其中所述DUT控制電路系統包括通過進行以下操作來響應于所述至少所述一個或多個測試控制信號的處理電路系統: 存取來自外部指令源的多個測試程序指令；以及 利用所述處理電路系統執行所述多個測試程序指令。9.根據權利要求8所述的設備，其中所述處理電路系統包括微控制器電路系統。10.根據權利要求1所述的設備，其中: 所述DUT控制信號接口進一步用于與所述DUT進行通訊以傳送來自所述DUT的至少一個測試響應信號；以及 所述DUT控制電路系統通過終止所述執行所述多個測試程序指令來進一步響應于所述至少一個測試響應信號。11.一種測試無線數據包信號收發器受測裝置(DUT)的方法，所述方法包括: 利用測試器接收來自DUT的傳輸數據包信號； 利用所述測試器將接收數據包信號傳輸至所述DUT; 利用所述測試器通過提供一個或多個測試控制信號來響應于一個或多個測試命令；以及 利用DUT控制電路系統通過執行多個測試程序操作以將至少一個DUT控制信號提供至所述DUT來響應于至少所述一個或多個測試控制信號，其中所述傳輸數據包信號響應于所述接收數據包信號和所述至少一個DUT控制信號中的至少一者。12.根據權利要求11所述的方法，其中所述利用所述測試器響應于一個或多個測試命令包括響應于來自外部命令源的一個或多個測試命令。13.根據權利要求11所述的方法，其中所述利用DUT控制電路系統響應于至少所述一個或多個測試控制信號包括通過執行多個測試程序操作以提供所述至少一個DUT控制信號來進一步響應于來自外部命令源的一個或多個控制命令。14.根據權利要求11所述的方法，其中所述利用DUT控制電路系統通過執行多個測試程序操作以將至少一個DUT控制信號提供至所述DUT來響應于至少所述一個或多個測試控制信號包括: 存取來自本地指令源的多個測試程序指令；以及 執行所述多個測試程序指令。15.根據權利要求14所述的方法，其中所述執行所述多個測試程序指令包括利用微控制器電路系統執行所述多個測試程序指令。16.根據權利要求11所述的方法，其中所述利用DUT控制電路系統通過執行多個測試程序操作以將至少一個DUT控制信號提供至所述DUT來響應于至少所述一個或多個測試控制信號包括: 存取來自外部指令源的多個測試程序指令；以及 執行所述多個測試程序指令。17.根據權利要求16所述的方法，其中所述執行所述多個測試程序指令包括利用微控制器電路系統執行所述多個測試程序指令。18.根據權利要求11所述的方法，進一步包括利用所述DUT控制電路系統接收來自所述DUT的至少一個測試響應信號，以及響應于所述至少一個測試響應信號而終止所述執行所述多個測試程序指令。
【文檔編號】H04L12/26GK105874748SQ201480071575
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月16日
【發明人】克里斯蒂安·沃爾夫·厄爾高
【申請人】萊特普茵特公司