作者：嚴(yán)波，RIGOL 首席技術(shù)官(CTO)，中國高端儀器芯片設(shè)計(jì)專家。主導(dǎo)設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了中國第一款，高速數(shù)字示波器芯片組“鳳凰座”，并定義了測試儀器的下一代發(fā)展方向。

1、工程師的需求

大家上午好，我是RIGOL StationMAX成員，嚴(yán)波，接下來由我給大家分享最新的項(xiàng)目成果。首先我們來看一張圖，這是一個(gè)很典型的，由多臺測試測量儀器組成的系統(tǒng)。

圖1 多臺儀器測試系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)有幾個(gè)特點(diǎn)：

●第一個(gè)特點(diǎn)，由多臺儀器組成，這些儀器彼此連接傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的組成非常復(fù)雜；

●第二個(gè)特點(diǎn)，貴！現(xiàn)在這個(gè)圖上的所有的設(shè)備市場價(jià)值相加，在百萬元人民幣以上。為什么會這樣呢？我們所熟悉的測試測量儀器產(chǎn)品，如數(shù)字示波器、信號發(fā)生器、任意波形發(fā)生器和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等，功能比較固定，專用化，價(jià)格昂貴。當(dāng)我們需要組建一個(gè)測試系統(tǒng)時(shí)，需要針對每個(gè)測量應(yīng)用來選擇測量設(shè)備，每增加一個(gè)應(yīng)用，就要增加一筆額外的投資。這樣造成了什么問題呢？我們設(shè)備的投入產(chǎn)出比，比較低。

為了組合這些不同的儀器，就需要很多專業(yè)的知識。我們應(yīng)該如何選擇設(shè)備？不同廠家的設(shè)備如何互聯(lián)？這些問題，讓測試系統(tǒng)搭建非常復(fù)雜。

我們在思考一個(gè)問題，如何簡化測試系統(tǒng)的搭建？能不能做一個(gè)，更加一體化的系統(tǒng)，解決工程師在測試中遇到的問題。針對這個(gè)思考，我們考察了一些典型的測試場景，一個(gè)通常的測試應(yīng)用中，應(yīng)該包含哪些測試條件和測試方法。

以一個(gè)高速串行測試系統(tǒng)為例，通常需要包含以下幾個(gè)部分：發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，以及連接發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳輸電纜。在測試發(fā)射機(jī)的時(shí)，我們需要使用示波器對發(fā)射機(jī)進(jìn)行眼圖、抖動分析，以及協(xié)議解密；在測試接收機(jī)的時(shí)，我們需要給接收機(jī)注入一個(gè)可變的信號，可以采用任意波形發(fā)生器，在測試過程中，可能增加干擾、抖動來進(jìn)行壓力測試?？傊粋€(gè)典型的收發(fā)一體+信道測試的測試系統(tǒng)，需要具備以下幾個(gè)功能：接收機(jī)用來測試發(fā)射端，發(fā)射機(jī)用來測試接收端，網(wǎng)絡(luò)分析/阻抗測試用來測試信號傳輸鏈路。

圖2 典型串行信道和信號測試

2、如何解決問題

通過這些思考和總結(jié)，我們提出了自己的一個(gè)構(gòu)想，來解決最開始的問題。我們覺得全新的產(chǎn)品應(yīng)該是，一個(gè)收發(fā)一體化的平臺；另外，它的功能不應(yīng)該是由硬件來決定，而是由軟件來決定；最好，它的操作上，不要像類似于虛擬儀器，買回來還需要編程，我們希望買回來上電即用。

圖3 我們的構(gòu)想

具體這個(gè)產(chǎn)品應(yīng)該做成什么樣？我們也參考了電子產(chǎn)品發(fā)展歷程，來尋找靈感。如下圖所示，這是個(gè)人無線通訊產(chǎn)品的發(fā)展歷程。最開始是模擬手機(jī)，功能非常單一，只能打電話。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和數(shù)字蜂窩技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了GSM手機(jī)。在功能手機(jī)時(shí)代，大家可能還有印象，滿大街都是這樣的功能手機(jī)，在手機(jī)上的疊加了各種功能：MP3、彩鈴、拍照等等。走到賣手機(jī)的店里面，選擇困難癥就犯了。直到有一天，智能手機(jī)誕生了，這個(gè)繁榮的2G功能手機(jī)市場，瞬間歸于平靜。原來有無數(shù)的功能手機(jī)廠商，在這個(gè)市場上非常的熱鬧，到了智能手機(jī)時(shí)代，手機(jī)廠商越來越少。為什么呢？因?yàn)橹悄苁謾C(jī)它提供了一個(gè)硬件平臺，而功能是由軟件定義的。

圖4 電子產(chǎn)品的發(fā)展歷程