摘要：通过分析全新的测试需求，发现测试仪器遇到的瓶颈问题，进而探求全新测试仪器架构的观念和定义，展示最新的测试技术发展趋势。
关键词：测试仪器；测试需求；电子测试；模块化；总线
DOI:. 10.3969/j.issn.1005-5517.2011.06.001
了解全新测试需求
电子技术涵盖的范围甚是广泛，无论是测试仪器开发者还是测试技术执行者，了解测试的需求变得非常重要。测试与测量技术的发展与电子行业的发展密不可分。电子行业的发展动力主要持续来自于消费者对体积更小、功能更强、更多互连计算和通信产品的需求。为满足这些需求，制造商不断推出新产品，将新无线协议、新电池技术、新元件和半导体技术等各种功能集成在这些电子产品中，并且这一趋势在每一代新产品中似乎逐渐加快了，所有这些都促使测试行业必须采用新的方法去测试这些新型产品和前沿技术。吉时利市场营销总监Mark lejer认为，目前这方面的热点包括：对于每种新的无线协议，都相应需要新的测试方法和测量仪器：工艺尺寸低达28nm甚至更小，半导体小型化的每一次新进展都要求测量技术相应进步：要想制造出世界上最物美价廉的笔记本电脑或手机，也需要对测试技术进行革新，降低测试成本。解决所有的复杂问题都需要进行更多的测试，在生产条件下以最高的产能进行更多的数据采集和分析工作，以改进这些新工艺。
嵌入式系统
我们以嵌入式系统的应用为例，其应用大致分为五大领域，包括数据通信、生物电子、绿色科技、汽车电子和3C电子，这些领域甚至被认为是新的“蓝海策略”，隐藏着各种商机，尤其是绿色科技是政府和风险投资公司十分关注的对象。
从技术的角度看，多功能，低功耗，微型化，网络化领导着新的趋势。以iPad平板电脑为例，其成功有多方面的因素，但其功耗低(电池工作时间长)，微型化(比上网本要轻和薄)，能够通过Wi-Fi或3G上网是其基本功能，其他功能方面因软件平台开放而有机会无限延展。2011年及以后，市场对嵌入式电路的技术需求仍会围绕这几个方面。除了纯技术因素外，客户体验和以人为本的人机界面设计是另一个不可阻挡的趋势。这种技术需求和发展趋势的影响已经渗透到众多电子行业，测试测量行业也不例外，一方面测试测量仪器要能够帮助设计工程师实现“多功能、低功耗、微型化、网络化”；另一方面，一些测试测量仪器本身也会朝这个方向发展。
在数据通信方面也有新的要求出现，IEEE802.3ba标准，即40G／100G以太网标准，已于2010年6月17日正式获批。首个规范将同时使用两种新的以太网速率，同时光网络传输100Gbps系统也有机会在2011年得以部署，IEEE与国际电联ITU-T第15研究组合作，以保障新的以太网速率可在光纤传输网络上加以实现，为100G的推广奠定了基础。
显示技术
显示技术是一个特别突出的需求，计算机、消费电子、移动终端都需要显示技术，这三个应用场合对技术的需求是不同的。计算机对显示部分的要求，已经从模拟VGA，转移到数字视频DVI接口，2011年及以后，台式电脑上会朝DisplayPort(DP)1.2方向发展，让其速度提升一倍，笔记本电脑则会考虑eDP小型化接口。消费电子的显示技术，目前HDM11-3已经愈来愈普及，HDM11.4也在紧锣密鼓的部署中，同一时间HDMI LLC则在讨论HDMTI.S的技术，电视和家庭影院领域也在考虑iDP技术，HDM11.5有机会在2011年下半年出现。因为HDM11.5的速率很可能达到9Gb／s，届时在Sink验证方面，任意波形发生器速度已经不足以应付，需要借助误码率分析仪才可以实现精确测试。在移动终端方面，会引入在HDMI基础上发展出柬的MHL接口技术，而DP作为另一个阵营，未必会任由HDMI进入移动终端领域，有机会稍作改动和MHL一争高低，同一时间，MIPI的技术需求会提升，如图1所示，显示和相机摄像头会成为很多移动终端的标准配置，因为一般厂家在设计产品时，会购买市面上的显示和摄像器件，连接接口的标准化很重要，MIPI正是为这种需求而诞生的技术，随着平板电脑、智能手机的热潮，MIPI有机会在2011年越来越多地被大家采用，这样全新技术的采用。需要测试验证公司提前准备好测试方案，包括一致性测试工具，甚至还必须支持MIPI的协议分析功能。
串行总线
新的串行总线技术如Int el LightPeak，USB3.0，SAS／SATA 12Gb／s，PCI-E Gen III，DigRF／MIPI，DisplayPort 1.2是2011年出现频率很高的技术名词。串行总线越来越普及，而且速度愈来愈快，这是因为我们用的电子设备对数据传输、数据计算的要求不断提升的结果。2011年、PCI-E Gen III的速度会达到8Gb／s，HDM11.5的速度可能会达到9Gb／s。同时，10G以太网已实现商业部署，国内40G的研发也相对成熟，100G以太网正在研发中，可能是以10×10G或4×25G的配置发送信号，这些对测试提出了严格挑战和要求。安捷伦科技副总裁数字测试部总经理Siegfried Gross就表示，为了应对全新的测试需求，安捷伦采用全新的材料进行核心器件的升级，去年底推出32GHz带宽的磷化铟实时示波器。随着信号的速度越来越快，往往其电压幅值越小，因此容忍噪声的能力也减弱，仪器的本底噪声直接影响测量精度。磷化铟这种半导体工艺长期以来用在安捷伦的射频微波仪器中，其最大的特点是本底噪声低，不仅实现示波器的带宽足以覆盖被测信号的多次谐波，而且保证高次谐波不会淹没在示波器的本底噪声中。
泰克技术解决方案市场经理sarab Boen女士介绍，在PCIExpress2.0-3.0演化中的新要求方面，由于数据速率提高到8Gb／s，其必须采用新的均衡方案，以补偿信道损耗，这带来了新的发射机测量项目和一致性测试方法。均衡技术不能补偿系统中的所有抖动来源、因此PCIe3.0要求采用新的抖动方法。发射机测量规定在芯片引脚上进行，而芯片引脚一般都不能接触，因此要求反嵌信道影响，以测量发射机。这就要求进行发射机测试，以满足标准，并提供新的测试方法。正确测试发射机必不可少，因为信道末尾的眼图将闭上，从而要求CTLE、CTLE和DFE，实现长服务器信道。接收机必须能够适应系统中的信道，因此需要讨论新的接收机测