电子设计挑战大电子量测产业发展新面貌

本文作者:admin       点击: 2008-07-11 00:00
前言:
集多重功能于一身的汇聚型(Converged)电子产品已经成为当前电子设计的主流,以最具指标性的iPhone这类智能型手机为例,光是RF部份要整合的无线标准至少有4种:GSM、Bluetooth 2.0、802.11b/g(WiFi)以及EDGE/3G等。系统整合趋势不但带给半导体产业巨大冲击,造成整并效应;也让电子设计端的量测需求因多重协议与标准集一身面临前所未有的复杂与挑战。

市场激战

以现行电子量测仪表供货商来看,Agilent(安捷伦科技)以产品规模与市场占有率无疑是业内老大,近年该公司对于方兴未艾的无线产业相当关注,先后针对3G/LTE、MIMO、WiMAX/802.16等技术提出解决方案,在无线领域以完整性独领风骚。近来屡屡传出在WiMAX取得捷报。除了无线之外,高速界面亦是安捷伦的重点市场,继HDMI之后,亦已有DisplayPort支持方案,在DDR3内存量测方案上也不落人后。

而其示波器与逻辑分析仪主要竞争对手Tektronix太克科技在2007年底被Danaher集团并购后,因与同属Danaher旗下的手持式仪表厂商Fluke变成亲戚后,可望在日后共享业务资源,拓大市场领地。太克科技近年将发展主力放在几块市场上:数字RF、数字视讯、高速接口、嵌入式系统以及汇聚网络上。由于太克产品目标市场跟安捷伦英雄所见略同,因此在台湾地区这块ODM全球中心,厮杀的格外激烈。 

从这两大量测设备厂商近年产品的发展,代表双方的产品特性朝向高阶化与高速化发展,并以遵循业界最新制定标准提供软件协议为附加价值为依归。不过从产品价位来说,由于高速与高阶化,动辄数百万台币上下,对于成本预算敏感的台湾研发厂商来说,每一个投资于量测设备上的决定,都已经成为企业关键的采购决策。也因此,传统以硬件架构为主的量测设备市场成长爆发力不亦显见。

基于桌上型硬件机台的发展有限,朝向软件开发以及PXI/LXI插卡式量测模块架构成为量测市场新趋向。即使安捷伦与太克两强,也都正视这个问题,期望以更多的软件功能提升硬设备的附加价值。与安捷伦有庞大实力自行开发软件的策略相较,太克采取和虚拟仪控龙头NI(美商国家仪器)合作,将NI LabView功能植入其仪表中,增加用户操作上的简易性与弹性。

自动化测试5大趋势

在COMPUTEX 2008期间同时举办的PXI TAC 2008(大中华PXI技术和应用论坛),在NI长期的推广下,已经成为成熟的量测平台。今年NI针对PXI的现况与未来发展,提出自动化测试的5大趋势:
NI台湾区总经理孙基康指出,由软件定义的仪器、同步运算、搭配FPGA可重配置的硬件、无线无所不在以及模拟型测试等5大趋势将更能让PXI量测的好处得以发挥。
由于美国国防部在2002年通过可接受以软件为基础的仪器,表明一台以软件为基础的仪器能取代多部单一功能的仪器,因此可降低运筹占位面积并解决许多问题。自1996年至2006年间,以NI仪器控制接口与NI插卡式与模块装置销售量比较,插卡与模块量测装置呈现大幅增长,而传统仪器销售则逐渐呈现饱和衰退。
孙基康表示,相较于传统VXI架构,PXI是测试业界成长最快的标准,参见表1。
在PXI发展的10年间,有几个重要的里程碑见表2。
目前主要的PXI供货商包括了现行量测与ATE大厂,如Aeroflex、Agilent、Keithley、NI、R&S与Teradyne等,显示PXI架构的量测平台已经是大势所趋。
NI在PXI联盟当中位居要角,主要来自其核心虚拟仪控软件LabVIEW创造了PXI适配卡硬件外的价值。早在1998年,LabVIEW即可自动将每个应用分成多重执行绪,新版的LabVIEW8.5进一步能基于可用的CPU核心延展执行绪,并进行同步测试作业。以军用无线电闻名的Harris,即因运用LabVIEW、TestStand与PXI的组合平台降低74%的测试成本。

LabVIEW FPGA

近年NI LabVIEW新增支持FPGA(以Xilinx为主)创造了客制化仪器的新页。高速时序与同步化,客制数字协议与产线处理都是将FPGA嵌入到量测硬件上带来的好处。日前,NI整合了 Xilinx Virtex-5 FPGA 技术与新的客制化 I/O 装置,让工程师可整合新的 PXI 模块组合与 LabVIEW FPGA,进行高速撷取、控制与测试应用。

无线测试解决方案

另一个PXI的应用趋势是无线测试。当前无线标准繁多,以一只iPHONE为例,即整合了4种无线标准:GSM、Bluetooth 2.0、802.11b/g、EDGE/3G等。传统测试设备可能需要6部之多才能因应这种多重协议的测试需求,但运用LabVIEW+PXI组合成一部模块式平台,便可实现。 这种藉由软件变更来使用同一部硬件的概念已经成形,对制造设计商带来的最大好处就是节省成本。

PXI ATE

即使半导体自动化测试设备也受到PXI的影响,半导体测试协会正在评估让PXI做为可携式测试仪器模块(PTIM)的平台,将其适用于多重协议、低脚位数量测的特点做为建置验证测试器或特制生产测试器之用。
对NI而言,由于仪表专用组件的功能提升,PXI适配卡的特性已经逐渐赶上桌上型仪器,而且PC效能的进步也让PXI-based的LabView平台展现更大的挥洒空间。

结语

PXI量测的成长历程从过去无法与桌上型仪器相抗衡,到今天成为量测界无法忽视的主流,让现有量测大厂不无力图以更高性能的设备与之区隔,或者以合作或并购PXI厂商来加入这块领地,这股因应产业脉动所形成的量测业新的竞争面貌,值得拭目以待后续发展。