作者：嚴(yán)波，RIGOL 首席技術(shù)官(CTO)，中國(guó)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(guó)第一款，高速數(shù)字示波器芯片組“鳳凰座”，并定義了測(cè)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(lái)由我給大家分享最新的項(xiàng)目成果。首先我們來(lái)看一張圖，這是一個(gè)很典型的，由多臺(tái)測(cè)試測(cè)量?jī)x器組成的系統(tǒng)。

圖1 多臺(tái)儀器測(cè)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(tái)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(chǎng)價(jià)值相加，在百萬(wàn)元人民幣以上。為什么會(huì)這樣呢？我們所熟悉的測(cè)試測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品，如數(shù)字示波器、信號(hào)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(cè)試系統(tǒng)時(shí)，需要針對(duì)每個(gè)測(cè)量應(yīng)用來(lái)選擇測(cè)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(wèn)題呢？我們?cè)O(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(shí)。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(wèn)題，讓測(cè)試系統(tǒng)搭建非常復(fù)雜。

我們?cè)谒伎家粋€(gè)問(wèn)題，如何簡(jiǎn)化測(cè)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(cè)試中遇到的問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)思考，我們考察了一些典型的測(cè)試場(chǎng)景，一個(gè)通常的測(cè)試應(yīng)用中，應(yīng)該包含哪些測(cè)試條件和測(cè)試方法。

以一個(gè)高速串行測(cè)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(cè)試發(fā)射機(jī)的時(shí)，我們需要使用示波器對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行眼圖、抖動(dòng)分析，以及協(xié)議解密；在測(cè)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(hào)，可以采用任意波形發(fā)生器，在測(cè)試過(guò)程中，可能增加干擾、抖動(dòng)來(lái)進(jìn)行壓力測(cè)試?？傊?，一個(gè)典型的收發(fā)一體+信道測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)，需要具備以下幾個(gè)功能：接收機(jī)用來(lái)測(cè)試發(fā)射端，發(fā)射機(jī)用來(lái)測(cè)試接收端，網(wǎng)絡(luò)分析/阻抗測(cè)試用來(lái)測(cè)試信號(hào)傳輸鏈路。

圖2 典型串行信道和信號(hào)測(cè)試

2、如何解決問(wèn)題

通過(guò)這些思考和總結(jié)，我們提出了自己的一個(gè)構(gòu)想，來(lái)解決最開(kāi)始的問(wèn)題。我們覺(jué)得全新的產(chǎn)品應(yīng)該是，一個(gè)收發(fā)一體化的平臺(tái)；另外，它的功能不應(yīng)該是由硬件來(lái)決定，而是由軟件來(lái)決定；最好，它的操作上，不要像類似于虛擬儀器，買回來(lái)還需要編程，我們希望買回來(lái)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(lái)尋找靈感。如下圖所示，這是個(gè)人無(wú)線通訊產(chǎn)品的發(fā)展歷程。最開(kāi)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(chǎng)，瞬間歸于平靜。原來(lái)有無(wú)數(shù)的功能手機(jī)廠商，在這個(gè)市場(chǎng)上非常的熱鬧，到了智能手機(jī)時(shí)代，手機(jī)廠商越來(lái)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(tái)，而功能是由軟件定義的。

圖4 電子產(chǎn)品的發(fā)展歷程