如何测试CC2640的BLE射频指标(一)

大家好 我是TI中国无线半导体技术应用部门的 工程师Alvin Zhang今天给大家介绍一下如何测试 TI的低功耗蓝牙芯片CC2640的低功耗蓝牙射频指标 基本上分成两个部分 第1个部分给大家介绍一下 如何去查阅 低功耗蓝牙射频的测试规范 基本上会涉及到两本规范 一个是SIG它released cost Stats 另一个就是射频的测试规范 在第2部分会给大家介绍一下 怎么搭建cc2640的测试平台 包括软件和硬件方面 都是比较简单的一些介绍 然后再这个话题的第2部分 会给大家实际演示一下 如何在CBT上测试TI的CC2640 低功耗蓝牙的射频指标 好我们来看一下低功耗蓝牙它的组织叫 SIG, S, I, G 特殊兴趣小组 在这个组织下面它的射频方面 我们需要参阅两部分的stag 一个是cost stats 在cost stats里面呢在低功耗 蓝牙这个章节里面它定义了叫 direct test mode 待会我们可以看一下direct test mode 它一共有哪些测试命令 第二本规范叫 RF Bluetooth test specification 也是可以在www.bluetooth.com下面都可以下载的到 在蓝牙的射频测试规范里面 它一共定义了 大概发射和接收各定义了七个test cases 这些测试项目如果客户的产品 过BQB认证测试的时候 射频测试是一些必测的项目 我们主要来看一下发射机部分它主要要评估 发射功率 带内杂散 调制特性以及频偏等等这样的一些指标 在接收机方面它主要会评估一些 接受机率密度和一些抗干扰性 后调最大输入功率等级等等 这样的一些指标 客户的产品对这些指标是一定要通过的 才能拿到BQB listing的测试 好 我们来看一下它的cost stats所定义的一个test mode 它主要定义了这样几个角色 一个是DOT 就是被测件 还定义了一个upper tester 这个upper tester呢主要是一个上位机 它可以是一台电脑 也可以是另外一个上位机的MCO MPO 也可以是芯片内部的一个处理器 比方说CC2640里面的M3 它都可以作为upper tester 它的主要目的就是给物理层发送HCI的命令 另外呢还有就是lower tester lower tester它的定义就是 测试仪器 测试仪器和被测件之间的连接就是射频电缆 上位机和被测件之间的连接 可以是多种多样的也可以是一瓦的接口 也可以是两千模式 不管怎么样它要实现一个HCI的接口 这样的一个功能 好我们来看一下SIG它所定义的DTM有这样的几条命令 一共是五条命令但是在我们实际的测试当中 我们其实基本上用到三条命令 第1条命令是transmitter test 顾名思义它就是用测试发射机使用的 还有就是receiver test 它就是测试接收机用的 然后是test end就是结束测试 它呢也会带一些参数待会我们会来看一下 首先我们来看一下transmitter test 上位机会给被测件发送一条命令 叫做LE的transmitter test 它的OCF是1E 在测试组里面它的OGF应该是08 如果没记错的话 DOT这个时候接到这条命令之后会告诉上位机 OK 我已经接到这条命令了 然后它就开始发送被预定义好的蓝牙包 这个时候测试仪器会开始测试 被测件所发射的蓝牙包是否满足它的指标 然后对于发射机来说那里面有几个关键参数 我们是需要配置的第一呢就是发射通道 第二测试数据的包长 第三就是payload的类型 那实际来看一下它的具体的含义 就是发射包的通道号 这个时候你在参数里面配置的是一个frequency的index 再通过这个公式你就可以得知 你想要的测试频率是多少 第2个就是包的长度包的长度也是一个非常重要的指标 它的参数是需要和测试仪器端的 分析的长度两个要匹配起来 第三就是packet payload类型 你到底是用ps9（？）去打包呢还是用10101010 这个也是要特别注意要去配置的 对于蓝牙射频测试规范里面 它定义了你在测试发射测试功率或者测试一些调制指标的时候 应该是用哪些payload的类型 都是有一些预定义的要用对才能测出正确的结果 然后我们来看一下接收测试接收测试中两条命令是必须的 第一条命令叫做receiver test 它主要是为了让被测件进入你的接收状态 然后第二条命令就是 test end 它里面带有一个参数 整个测试流程是upper tester发一个LE的 receiver test的命令给你 被测件先回一个OK我收到的信号 然后它就进入接收状态 Tester就是测试仪器 会发送一个被预定义好的蓝牙的包 发给被测件 应该是一个被预定义好数量的包 比如1000个包或1500个包 然后DOT会接受这些包 并且在upper tester给它发test and这个命令的时候 它会把一共接收了多少个好的包的数量 打包到LE的test end的 ARC信号里面 回传给upper tester 如果要人手动去计算这个误码率的话 其实就是你的number of packets 就是DUT 就是接收到的包除以你的测试仪一共发出多少个包 这样的话就得到整个误报率 来测试接受机的误码率 基本上就这几条命令其他的一些测试项 都是基于这几条命令来实现的 这里面就不详细地说了 接收机里面同样有一个参数 是需要配置的就是芯号 好的 我们现在大概已经了解了低功耗蓝牙测试 它的一些命令 好我们现在来看一下如何在CC2640上面 实现这样测试的一些模式 一个是DTM mode和PTM mode的 首先关于DTM mode和PTM mode的具体意义 以及软件的实现 你可以参阅 我们的processors.wiki.ti.com 在CC2640 PTM的文件夹下面 里面有详细的说明 这里就不做详细描述了 大概简单介绍一下这两种模式 一个是DTM mode，DTMmode叫做direct test mode 它其实就是我们SIG它所定义的一个模式 我们用到的例程就是Host Test App 这个例程主要的作用就是把 我们MAC和[?]的HCI的命令 通过应用从透传到我们外面的UART0上面去 所以客户在设计PCB板的时候 要把你想定义好的UART的接口 要做成测试点或者可以被访问到 过后你可以把它连接到测试仪器 或者连接到PC端 用一些工具就可以实现DTM的测试 这个工具可以是我们电脑端的HCI tester HCI tester是属于TIwireless tool下面的一个工具 大家可以在www.TI.com上面搜索wireless tool去安装就可以了 另外一个DTM的测试方法就是 使用可以支持信令模式的仪器去做一些还回的测试 在第2部分会给大家做一些演示 如何做这两种测试方法 另外一个叫PTM mode PTM mode并不是像DTM mode一样 在HCI口通过UART的方式连出来 它呢其实叫image controlled 这个名字一看顾名思义叫production test mode 大家可以利用这种模式在自己的产线上面 比方说你只拉一个L口 通过一些其他的事件触发 让它进入一些特殊的测试模式 你不需要很复杂的测试命令控制 去让它实现它的一些测试状态 这个叫PTM mode 好现在来看一下市面上比较流行的测试仪器 就是支持信令模式，像罗德史瓦兹的CMW-500/270 这些都是比较新的仪器 包括他们比较老的一些仪器比如CBT 安立的MT8852B 和以前安捷伦的现在叫Keysight的N4010 像这些仪器都是可以支持信令测试 然后还有目前一些比较新兴的 像极致汇仪 莱特波特 他们这些综合测试仪也可以支持蓝牙的协议测试 但是他们没有定义的DTM 所以我们把它叫做非信令测试 对于这种非信令测试 或者这种可以支持信令和非信令测试 我们可以用这种开环的测试方法 就是叫做GES3 tester控制的 就是tester会运行在电脑上 它向被测件发去HCI的命令 让它进入一些特殊的测试状态 然后就是用射频测试仪器来做信号的 发射机的分析和发送一些波形文件出来 都可以 在具体的演示环节我们可以更深入的了解 另外一个叫tester controlled 所谓的叫信令测试 在这个测试环境下面 我们用到的实际上这张图片是CC2541 TI的上一个蓝牙产品 同样的概念也可以用于CC2640 在我的演示里面用到的就是CC2640的测试环境 这个是罗德史瓦兹公司他们的CMW500的 一台仪器，它控制的被测件 是一个USB转窜后的这样的一个连接 最后在我的测试板上是一个db9的接口 可以来控制上面的蓝牙进入一些相应的 接收和测试 它的连接是一个同轴电缆 我们的仪器端连接就是这样的一个 set up 可以实现完整的蓝牙射频测试 具体详细的大家可以看一下第2部分的视频演示 好第一部分就介绍这些内容 如果你想获得更多的信息 可以去访问www.ti.com/connectivity目录下面 有很全面的技术资料 如果想获得TI的在线技术支持 可以打我们的800电话或者 访问中文的deyisupport，就是德仪在线和英文版的e2e engineering 上面有很多专家 可以帮助你回答相关的问题 好谢谢大家