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5G测试，从实验室到量产，NI是如何一步步赋能产业的？

2019-09-02 13:42:23·  来源：恩艾NI知道  
　
时间推进到2019下半年，人们不仅仅关心5G应用的美好愿景，更加关心实现这些愿景的关键技术。在2019中国（深圳）集成电路峰会同期第十七届中国通信集成电路技术应
时间推进到2019下半年，人们不仅仅关心5G应用的美好愿景，更加关心实现这些愿景的关键技术。在2019中国（深圳）集成电路峰会同期“第十七届中国通信集成电路技术应用研讨会”上，NI半导体技术市场经理马力斯从测试的角度出发，讲解了从实验室到量产，5G测试的挑战及解决方案。
 
注：2019中国（深圳）集成电路峰会由深圳市人民政府、国家“核高基”重大专项总体专家组、国家集成电路设计产业技术创新联盟、中国半导体行业协会集成电路设计分会共同主办。
NI半导体技术市场经理马力斯现场发表演讲
 
众所周知，5G的关键技术包括阵列天线、毫米波、高带宽等。正是这些关键技术推动了5G应用的革命性创新，同样也给测试带来了挑战，今天讨论的重点是热度很高的毫米波测试。
 
5G包含两大频谱范围，分别是Sub-6GHz和毫米波频段。毫米波则对5G 更具有革命性意义，目前最主要代表频段是28GHz 和39 GHz 。在加速上市的压力下，业界对毫米波测试的要求只能用“唯快不破”来形容，NI 推出的是毫米波测试的一大法宝——VST设备。
 
以PXIe-5831为例，它为信号生成和分析提供了1GHz的瞬时带宽，并具有高性能FPGA，在中频模块能够覆盖5~21GHz的频段，模块化毫米波射频头可覆盖28GHz和39GHz等5G中常用的频段。
 
这些配置正是这款VST快速高效测量、实时信号处理和高速数据传输的基础，马力斯解释道：“从数字预失真的角度来看，数字预失真里面有很多算法，这些对本身仪表上的计算能力要求很高，如果把FPGA嵌入到仪表里，可以加速测试速度，NI是业界非常少的能够把FPGA嵌入到仪表中的厂商，所以这也是NI的测试方案相比于其他很多厂商的测试测试速度快的原因。”
 
好消息是，NI在今年5月份推出了最新的mmWave VST，该设备最多可支持32个通道，无需额外的基础设施即可提高波束成形和相控阵列测量的准确性。模块化前端设计可实现准确且经济高效的测量，同时保持与未来5G频带的前向兼容性。通过这些创新，工程师们可以同时在5-21 GHz和26-44 GHz进行测量。能够减少5G测试风险和节省测试时间。
5G赛道的选手们吗，还等什么，快安排上。
 
毫米波芯片架构比Sub-6GHz芯片架构更复杂
 
毫米波芯片比Sub-6GHz 测试难度大的主要原因在于毫米波芯片比Sub-6GHz  RFIC芯片结构更复杂，从下图的结构可看出毫米波芯片中间增加了一些新的模块。
Sub-6GHz RFIC芯片与毫米波芯片架构对比
 
马力斯指出：“毫米波芯片都会使用上下变频器、超外差这样的架构来进行结构的设计。中间还有一个Phased Array，Phased Array会给测试带来新的难题。因为它中间会加beamformer，beamformer对测试设备接口数量要求就会增加，如果还用单发单收的方式来做，测试成本会很高。NI的方法是将毫米波段的测试头最多可以扩到32个，即16个发/收接口。”
 
OTA是5G测试的必经之路吗？
 
在5Gmm Wave毫米波的发展带动下，天线封装(AntennasinPackage，AiP)技术逐渐受到关注，5G天线模块将天线封装在一起，很难通过物理连接来进行测试，这时候需要采用空口测试技术（OverThe Air， 简称OTA）来进行测试测量。
 
这种复杂的测试环境，刚好给NI模块化仪器一个大展身手的空间。由NI模块化的仪器搭建的测试系统能够覆盖整个毫米波的信号链，从基带部分到中频部分、再到毫米波，甚至能够外搭一些参考设计、参考方案，实现实验室小型化的OTA测试的要求。
在晶圆层级的测试，大家还能再一次感受到NI模块化仪器的神奇。当大家还在好奇晶圆层级是否需要进行OTA测试的时候，NI与TEL、FormFactor和Reid-Ashman已经合作开发出了5G毫米波晶圆探针测试解决方案。
 
传统探针技术包括探探针接口板（PIB）、探针塔和探针板。NI、TEL、FormFactor 和 Reid-Ashman 合作推出了一种直接的对接探针解决方案，该解决方案简化了信号路径，改善了毫米波应用所必需的信号完整性，并且支持顶部和底部负载探针应用。 
 
为什么会设计成这种Direct Dock的方式？马力斯表示：“因为毫米波本身在传导上面损耗会非常高，Direct Dock相比传统用的方式，能够减少在信号完整性上和信号连接度上的损耗。”
 
NI的平台化方法可以最大化利用统一的平台提升实验室和量产测试的数据关联，最大化复用软硬件资源，打通从实验室到量产测试的鸿沟。降低测试成本，加快上市时间，都不是难题！
 
以上演讲中讲到的从Sub-6GHz到毫米波芯片的方案，均可以在NI 展台看到。
 
NI Demo
 
 
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