過去幾十年來,軟件定義的RF測試系統架構越來越熱門。現在幾乎每一個商用現成自動化(Commercial Off-The-Shelf;COTS)的RF測試系統都采用應用軟件,以便通過總線接口來銜接儀器。
隨著RF應用漸趨復雜,工程師也難免遇到更多挑戰,也就是功能需求越來越高,但測試時間與成本卻無法成正比增加。雖然測試測量表達式、總線速度與CPU速度等方面的進步有助于縮短測試時間,但還是必須深入改良,才能解決RF測試應用越來越復雜的問題。
軟件設計VST與傳統儀器之間的差別比較
NI營銷經理郭皇志指出,為了滿足速度與彈性需求,COTS RF測試儀器提高了FPGA的使用率。一般而言,FPGA是可再程序化的硅芯片,用戶可以自行設定,通過軟件開發環境加入客制化的硬件功能。雖然把FPGA用于RF儀器算是令人耳目一新的創舉,但通常這些FPGA僅具有特殊用途的固定功能,開放客制化的空間不大。就這一點而言,用戶可設定功能的FPGA明顯勝過封閉式的固定功能FPGA。有了可設定功能的FPGA,用戶即可客制RF儀器,進而滿足特定的應用需求。
郭皇志表示,矢量信號收發器(VST)是新品種的儀器,結合了矢量信號發生器(VSG)與矢量信號分析器(VSA),再搭配FPGA架構的實時信號處理與控制功能。NI的VST,配備用戶可設定功能的FPGA,可將客制表達式直接加入儀器的硬件設計。這樣的軟件設計方式可讓VST同時兼具軟件定義無線電 (SDR) 架構的彈性,以及RF儀器等級的效能。
當然,VST不只是既快速又靈活的矢量信號分析器兼矢量信號發生器而已。RF接收器、RF傳輸器,加上用戶可設定功能的FPGA,都能大幅提升VST的功能,突破傳統的VSA/VSG范疇。舉例來說,使用者可以全面重新設計VST,以便針對其他RF應用來執行復雜的處理程序,例如制作全新的RF通信協議原型、安裝軟件定義無線電、信道仿真等。
郭皇志認為,VST屬于軟件設計的新品種儀器,其功能僅受限于用戶的應用需求,而非供貨商所決定的儀器功能。隨著RF待測設備越來越復雜,上市需求的難度也與日俱增,這類儀器可將功能控制權交回RF設計人員與測試工程師手上。