w文章日期(yyyymmdd):::20070815

指定版面:::

出版品代號::: CT

期數:::000191

文章代碼:::CS3

文章標題:::DigRF v3跨域量測應用關鍵

文章副標::: 針對行動無線通訊研發之需求

出版品單元:::CTCS

文章來源::: Agilent

作者::: Agilent

譯者:::

引言:::DigRF v3是用於RF-IC和BB-IC之間通訊的數位序列介面標準。隨著各開發團隊都想在推出第一顆符合DigRF v3標準的RF-IC和BB-IC上拔得頭籌，數位序列介面的應用也逐漸從ASIC設計人員的手上移轉到晶圓代工廠。本文將介紹行動無線通訊研發需要的DigRF v3跨域量測解決方案。

附圖定義::: 圖一(p1.gif),圖二(p2.gif),圖三(p3.gif),

附表定義:::

公式圖檔定義:::

文章後之資料:::

屬性(人物):::

屬性(產業類別)::: REE

屬性(關鍵字)::: RF

屬性(組織):::Agilent

屬性(產品類別):::

屬性(網站單元)::: ZETM

內容:::

隨著各開發團隊都想在推出第一顆符合DigRF v3標準的射頻IC（RF-IC）和基頻IC（BB-IC）上拔得頭籌，數位序列介面的應用也逐漸從ASIC設計人員的手上移轉到晶圓代工廠。

DigRF v3標準

DigRF v3是最近才發表、用於RF-IC和BB-IC之間通訊的數位序列介面標準。DigRF v3是由多家知名的RF-IC公司、BB-IC公司、以及行動無線通訊原始設備製造商（OEM）的技術及業務代表所組成的工作小組共同開發出來的標準。行動無線通訊社群開發DigRF v3標準的用意，是為了讓來自不同供應商的RF-IC和BB-IC之間能夠彼此相容互通，除此之外，DigRF v3標準還有三大額外的好處：資料傳輸率更高；接腳數較少，所以成本較低；在實做出高速、低功率和休眠模式的產品上，可以延長電池的使用時間。

DigRF v3標準訂定了數位序列介面的規格，以取代上一代行動手機架構中使用的類比介面。DigRF v3標準支援多種2G和3GPP的空中介面標準，其基本的實體層是採六條線的介面來設計。獨立的傳送（Tx）和接收（Rx）差動信號對可以在RF-IC和BB-IC之間，同時進行雙向的通訊，SysClk和SysClkEn則可以提供數位序列資料傳送和解碼的參考時序。

DigRF v3標準定義了兩種基本的封包類型，控制封包通常是由BB-IC產生，用以控制及設定RF-IC。控制封包也可以在RF-IC和BB-IC之間，用來傳遞狀態資訊。數位IQ資料則是以DigRF v3資料封包的型態，在RF-IC和BB-IC之間傳送。

隨著這些技術的進化，測試與量測產品及解決方案必須同步跟進，以提供依循DigRF v3標準所設計之零組件和行動手機的除錯與特性量測能力。在除錯與特性量測階段所慣用的測試與量測工具（如頻譜分析儀和RF信號源）固然必要，但面對依循DigRF v3標準所設計的產品時，卻不全然足以勝任。RF-IC端的空中介面測試仍需使用傳統的RF測試與量測工具，然而，DigRF v3介面標準取代RF-IC和BB-IC之間的類比介面後，就無法再使用頻譜分析儀來量測系統中的這個關鍵點了。

《圖一　手機的整合測試》

DigRF v3之量測

如(圖一)提供了手機整合人員可以採用的跨域量測配置方式綜覽。運用邏輯分析儀搭配數位序列信號擷取探棒以及頻譜分析儀，可以量測發射器的行為特性。BB-IC可以透過DigRF v3介面送出控制封包，以命令RF-IC開始發射信號。數位序列信號擷取探棒可擷取控制封包，然後透過封包檢視器，顯示在邏輯分析儀上。這項能力可以讓使用者驗證控制RF-IC設定的演算法是否正常運作。BB-IC會產生DigRF v3資料封包，它包含RF-IC所要發射的數位IQ資料。擷取探棒會監測DigRF v3資料封包，再從封包中解出IQ資料，讓使用者運用邏輯分析儀中的向量信號分析工具，以數位或RF頻域的型態來分析資訊 。RF-IC會將數位IQ資訊轉換成可以發射的RF信號，接著，使用頻譜分析儀擷取該RF信號，然後運用向量信號分析工具加以分析。

使用者可以藉助於這些探量點提供的資訊，將輸入到RF-IC的數位IQ資料與最後輸出的RF波形相互比較，看看有何不同。這樣一來，就可以量測出RF-IC的異常行為，例如非預期出現的失真，並在BB-IC的演算法中進行調整，以提供預失真（pre-distortion）補償。

運用邏輯分析儀和RF信號源，則可以量測正在開發之手機的接收器特性。透過RF信號產生套裝軟體，可以產生所需的信號。BB-IC會命令RF-IC開始接收所產生的信號。邏輯分析儀則負責監測RF-IC和BB-IC之間的控制流量，以驗證RF-IC的設定是否如預期。RF-IC會處理RF信號源產生的信號，並透過DigRF v3介面，將處理過的數位IQ資料灌入BB-IC，再由邏輯分析儀擷取DigRF v3資料封包，並解出RF波形的數位IQ資料。邏輯分析儀會對數位IQ資料進行向量信號分析，以便與原先灌入RF-IC的RF信號做比較。邏輯分析儀可以利用BB-IC上的探量埠，追蹤BB-IC內IQ資料的數位信號處理情形。運用這些能力可以協助驗證工程師深入探量RF-IC的特性和DSP演算法，以便將手機的效能最佳化。

促進不同廠牌產品間的相容互通性是發展DigRF v3標準的推動力之一。若要讓產品相容互通，預計開發團隊需要在沒有BB-IC的情況下，單獨驗證RF-IC的行為特性。如(圖二)所示，驗證RF-IC的量測配置方式包含了邏輯分析儀和與之搭配的DigRF v3數位序列信號激發及擷取探棒、RF信號源、以及頻譜分析儀。

《圖二　RF-IC的評估測試》

首先，需要設定RF-IC，使之能透過DigRF v3介面發射信號，以評估RF-IC發射器的運作狀況。將想要的設定輸入邏輯分析儀，以便產生符合DigRF v3標準的控制封包，並灌入RF-IC中。運用RF波形產生軟體，產生所需之RF波形的數位IQ資料，並載入邏輯分析儀中。邏輯分析儀會將數位IQ資料封包化，在特定的時間點，將封包灌入RF-IC中。接著，RF-IC會將數位IQ資料轉換成RF波形，再使用頻譜分析儀加以擷取。對RF信號進行向量信號分析可以協助使用者找出RF-IC的行為特性。

運用邏輯分析儀和數位信號激發探棒，並將RF-IC設定為接收信號模式，可以評估RF-IC接收器的運作狀況。使用者可以透過RF信號產生軟體，產生所需的信號，並載入信號源中。接著，信號源會將該信號灌入RF-IC中，RF-IC處理完信號後，會透過DigRF v3介面，輸出數位IQ資料。數位序列資料擷取探棒搭配邏輯分析儀使用，可以擷取資料封包，並解出數位IQ資料，進行向量信號分析。

開發團隊可以利用這些跨域量測解決方案提供的能力，分別評估RF-IC在不同批製出的晶圓（wafer lot）、不同製程邊界值設定（process boundary）、以及不同環境條件下的行為特性。這些行為特性可以在進行整合之前，先加以文件化，而且必要時，也可以用來調整RF-IC。透過跨域量測解決方案所提供的完善評估測試結果，可讓工程師調整時更有把握。

《圖三　BB-IC的啟動測試》

BB-IC開發團隊可以運用(圖三)所示的量測配置方式，啟動所設計的零組件。在擷取探棒的協助下，邏輯分析儀可以監測BB-IC在傳送（Tx）路徑上產生的DigRF v3流量。透過封包檢視器，可以擷取控制封包並解碼顯示在邏輯分析儀上。擷取探棒能擷取BB-IC產生的資料封包，再從封包中解出IQ內容，並運用向量信號分析工具，在邏輯分析儀上進行分析。

在此同時，邏輯分析儀也可以透過BB-IC上的探量埠，追蹤BB-IC內部的μC（微控制器）和DSP的運作情形。將DigRF v3介面上產生的流量與μC和DSP內部的運作情形相互關聯，可以協助BB-IC驗證團隊偵測和找出硬體行為、控制器韌體、以及DSP演算法的問題。激發探棒搭配邏輯分析儀使用，可以產生BB-IC的DigRF v3接收（Rx）路徑所需的數位序列激發信號。將通常由RF-IC產生的狀態和控制資訊輸入邏輯分析儀中，再轉換成DigRF v3格式，然後灌入BB-IC中。邏輯分析儀可以透過BB-IC的探量埠，監測模擬之RF-IC控制封包的處理情形，以驗證其解碼功能及其對關鍵信號（如clear to send狀態位元）的反應是否正常。將RF信號的數位IQ資料載入邏輯分析儀中，可以處理數位IQ資料封包。邏輯分析儀會將IQ資料封包化，並透過激發探棒，在適當的時間點驅動DigRF v3介面。在探量埠的輔助下，邏輯分析儀可以追蹤灌入BB-IC之數位IQ資料的處理情形。至此，BB-IC驗證團隊就可以啟動DigRF v3介面，在與RF-IC整合之前，先偵測和找出傳送及接收運作的問題。

---本文由Agilent安捷倫科技提供---