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突破藍芽測試瓶頸

2016-10-21 18:24:17 骏仕 阅读

新型量測設備的推出及測試規格的修正,可望加速藍芽產品的發展。


測試設備的缺乏及測試標準的不完整,常被認為是造成藍芽產品上市延遲的主要元凶。不過這種情況可望在近期內改善,因為藍芽特別工作小組(Bluetooth Special Interest Group;SIG)將在近期內公佈新的測試規格修正,而量測設備供應商開始提供專為藍芽使用的設備。

根據ARC集團的「藍芽2000產業調查」市場報告顯示,30%的受訪者認為互通性將是影響藍芽接受度二大原因之一,而33%的受訪者認為互通性將是最大障礙。業內人士推論藍芽設備將在下一季在零售市場推出,而大量藍芽產品問市的時間將會在明年初大量問市。Allied Business Intelligence的市場分析預測未來四年內藍芽產品市場累積將達14萬個。

要通過藍芽認證程序(Bluetooth Qualification Program)--SIG會員取得相關必須智慧財產權及使用藍芽相容標示的正式認證過程,花費的時間及資源比廠商原本預期的更多。許多產品仍處於進行認證的過程中,和其他無線網路間及各種藍芽產品間的互通性仍有問題存在。

藍芽1.0規格已於1999年12月公佈,不過規格中的測試規範部份並未完全定案,完成日期也尚未確定。新的藍芽1.1標準已於今年三月底定案,其中將包含測試規格草案的修訂。藍芽1.1或是之後的2.0版的細節到目前都無法取得。

藍芽規格可分為二個部份,第一卷規範核心(core)規格,第二卷規範應用特性(profiles)。第一卷包含無線電波、基頻(baseband)、連線管理(link manager)、服務偵測協定(service discovery protocol)、傳輸層,和其他不同通訊協定互通等元件。第二卷則為各種藍芽應用的協定及程序。



如何成為會員

任何產品都必須透過藍芽認證程序驗證,確認可實際符合藍芽規格才可標示為藍芽產品,製造商必須簽署「採用約定(adopter agreement)」(參考後附「取得藍芽認證步驟」),成為藍芽的會員才具備申請資格。藍芽認證程序包括製造商自行進行的B類及C類測試,最後由藍芽認證測試機構(Bluetooth Qualification Test Facility;BQTF)進行A類測試(參考後附「藍芽測試項目類別」)。藍芽資格認證單位(Bluetooth Qualification Body)還必須審驗測試報告、產品文件,及廠商的宣告文件,最後才可將產品列入合格藍芽產品表列(Bluetooth Qualified Product List;BQPR)。

資格認可的內容包含:RF相容測試、協定相容測試、特性互通性測試、相容宣告、文件審驗。相容測試將受測單元在一參考系統中測試;互通性測試則和其他產品進行測試。

如果能依設定標準確保組織運作的獨立,BQTF也可和藍芽產品製造商有關聯。不過成為BTQF需要大量時間及資源,並不適合所有公司申請。BQTF只有在測試項目參考表列(Test Case Reference List;TCFL)列為A類的測試項目時才需要。而BQB也可和測試服務商或製造商有關聯。

至截稿前,並未有合格的BQTF。因此SIG並未強制規定A類測試需求的A類相容性測試必需由合格的測試服務商使用驗證過的參考系統,因為缺少現成的設備可測試。BQTF合格驗證決定測試服務商符合進行A類藍芽相容性測試標準。B類及C類相容性測試案及所有互通性測試均可由不具BQTF的製造商進行。

位於東京,由Toshiba、Taiyo Yuden,及日本IBM合資成立的新公司下個月將開始運作,其主要目的是成為日本第一個BQB,它現在正在進行BQTF資格認證檢驗中。



提供測試的地點

提供藍芽測試的實驗室包括:7 Layers(德國)、BABT產品服務(美國加州)、Cetecom(德國)、EDS Dr. Genz(德國)、Hyper企業(美國加州)、TUV-Brandenberg(德國)等。

SIG在發展藍芽規格過程中,建立了一組用來評估藍芽設計的標準測試。隨著測試參數的詳細定義,量測設備供應商將可因應這些規格需求,發展及推出各式藍芽專用的測試產品。以下公司從晶片到系統排序為:Agilent Technologies(美國加州)、Advantest(日本)、Anritsu(美國加州)、Afca Technologies(北愛爾蘭)、CATC(美國加州)、Celerity Systems(美國加州)、Rohde & Schwarz(德國)、Tektronix(美國奧勒岡)、Teradyne(美國麻州)及其他公司。Tektronix及Agilent提供的測試套件最完整,包含頻譜分析儀、信號來源、示波器、邏輯分析儀、及協定分析儀(以Tektronix為例)。

Agilent的藍芽測試方案包含新型E1825A藍芽測試套件,該產品是和RTX電信(丹麥)合作開發的。這個測試套件可和標準藍芽協定建立連結、設定性能下頻率跳躍的來源及接收,及5秒連接設定呼叫(page)模式等功能性測試。傳送端量測包含時間功率分佈、FM分佈、頻率錯誤(frequency error),以及drift測試。接受端量測可進行可調式輸入信號、位元錯誤率(Bit error rate, BER)、多重時糟封包測試等。

最近推出的ESA-E RF頻譜分析儀可以單鍵方式進行規格中定義的五種測量,包括初始載波頻率容受度(ICFT)、載波頻率跳動(drift)、輸出功率、模變特性、監看頻道。該公司的ESG-D系統信號產生器現在提供具藍芽接收端及簡化BER測試設定的擴充功能。

Tektronix最近推出的藍芽協定分析儀BAP-100,是由去年併購的Digianswer的協定分析儀產品加強軟硬體及設計缺點而來,包括封包資料錯誤產生、資料加密、即時協定解碼及顯示及強大的啟動(triggering)功能。Tertronix這個月將開始提供1.0及1.1版的Digianswer使用者免費升級到BAP-100(包含新硬體及軟體)的服務。該產品中包含SIG驗證的藍芽無線電波、基頻、使用者軟體堆疊(host stack)技術,並可作為設備開啟、疲勞測試及互通性測試。



取得藍芽認證步驟

以下為將產品列入正式BQPC表列的步驟:

●成為藍芽SIG的會員

●簽署採用合約

●從SIG網站取得適當的藍芽認證文件(www.bluetooth.com/member.asp)

●選擇一個認證過程中提供指引及協助的BQB

●送交每個產品或元件的藍芽產品或元件認證文件給BQB(使用預先證套件,以加速進度。)

●進行所有必要測試

●送交相容文件測試報告、客觀證據、及宣告給BQB(包含一份藍芽申請、產品描述、測試計劃、ICS/IXT說明、相容宣告及測試報告。)

●BQB將產品或元件列入表列。

資料來源:Silicon Wave



藍芽測試項目分類

A類別:商業化產品使用,只能由被認可的BQTF執行。

B類別:具備實際證據才能宣告,由製造商執行。

C類別:無需實際證據即能宣告。

D類別:只供參考用。

資料來源:藍芽SIG



發展及測試工具

在發展工具方面,Telogic(瑞典)開發一套可作為內部驗證藍芽產品的模擬軟體,PreQual可執行於Win2000作業系統,採用藍芽正式驗證的相容測試套件組合。

基本上,一個藍芽模組有三個方面需要測試:RF、協定(基頻、連線管理、L2CAP、服務偵測協定),及應用特性(無線、intercom、序列埠、耳機、撥接網路)。雖然頻譜驗證測試程序中的RF量測可採用現成的測試設備(頻譜分析儀、功率計、信號產生器,及BER測試器),不過跳躍的頻率信號先天上很難量測。要量測一個藍芽模組的性能,測試設備必須要先和受測產品建立藍芽連線,接著將產品設為測試模式,停止跳躍動作、設定特定測試頻率,及控制傳送功率。

過去幾個月由於缺少相容測試的明確協定及特性參數,SIG容許使用易利信及諾基亞的發展套件,俗稱「藍盒子」,用來進行互通性測試,作為過渡性認證程序。藍盒子可用來測試基頻及連結管理,不過使用藍盒子測試的結果,並不能免除SIG會員遵循規格需求的義務。

藍芽和其他無線技術,例如同樣採用2.4 GHz ISM頻帶的802.11b,的互動也引發互通性的問題。藍芽可提供最大10公尺範圍內最高721 Kbps的資料傳輸能力;802.11b則可提供遠大於這個距離,最高速度11Mbps的傳輸能力。當藍芽鄰近802.11b設備運作時,信號的衝突將導致傳輸率降低、傳輸距離縮短。802.11b信號較易受衝突影響惡化,因為藍芽使用窄頻、快速頻率跳躍方式結合亂數式跳躍;而802.11b採用直接序列(direct sequence)展頻跳躍。由於跳躍速度為1600 hops/sec,藍芽受干援的程度會較802.11b還小。

某些應用的藍芽產品必須使用藍芽規格中的特性功能,以確保不同供應商間相似產品的互通性。

雖然業者仍在等待標準參考測試系統的問世,藍芽的特性測試可經由兩兩(product to product)互通測試進行。廠商可自行選擇是否進行這個測試,但是SIG推薦進行,SIG並組織Unplugests提供這個服務。產品功能運作的製造商可以和其他公司作相關測試,包括實體層、上層協定、及產品應用特性。

一份SIG發展中的文件「測試系統驗證指引」,提供了獨立於設備廠商應用藍芽相容測試設備的需要及必備驗證活動說明。藍芽測試規格0.9版及測試項目參考表列已於2000年7月更新。測試規格包括測試項目、RF、基頻、連接管理的完整描述,TCRL則每季公佈,更新測試項目。後續相關測試規格及參考產品將陸續發展出來。


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