基于串口通信開發(fā)的BLE芯片測試平臺
低功耗藍牙模塊(BLE) 指的是藍牙4.0 版本以上的模塊,也是建立在傳統(tǒng)藍牙基礎之上發(fā)展起來的,并區(qū)別于傳統(tǒng)模塊,最大的特點就是成本和功耗降低,應用于實時性要求比較高。
本文引用地址:http://2s4d.com/article/202301/442789.htm市場上低功耗的藍牙芯片受用戶的喜愛度更深,因為它可以降低電子設備的功耗和成本,滿足用戶的需求。BLE藍牙芯片有以下特點:低能耗藍牙芯片具備經典藍牙芯片的自適應AFH技術,可穩(wěn)定低能耗藍牙芯片的傳輸,因此低能耗藍牙芯片具有可靠性、安全性和穩(wěn)定性;連接范圍高達300 m;當活動停止時,BLE 藍牙芯片大部分處于休眠狀態(tài),這樣可以降低設備的功耗;集成性和易用性;可以兼容BLE藍牙技術和經典藍牙技術,兼容性強,還可以實現(xiàn)小型電池供電設備的高性價比。
要保證BLE 藍牙芯片測試的高效性,本文基于現(xiàn)有藍牙測試儀表針對某款芯片的測試方案開發(fā)藍牙芯片測試平臺,完成藍牙芯片的一鍵式自動化測試。
1 GMSK調制
GMSK 調制是基于 MSK 調制的,MSK 本身就是一種連續(xù)相位頻率偏移調制,在MSK 信號的基礎上,為了改善信號的旁瓣衰減性能,人們提出了在MSK 調制器前端增加一個濾波器進行預調制的設想,引出了最小高斯頻移鍵控(GMSK)的思想。雙極性脈沖序列在通過高斯低通濾波器后,其信號波形更加平滑,經MSK調制器調制后,產生的調制信號的相位路徑更加平滑,功率譜的旁瓣衰減性能更好。GMSK 調制器實現(xiàn)如圖1所示。
圖1 GMSK調制器
2 非標藍牙信號和標準藍牙信號的區(qū)別
針對藍牙信號的兩種測試模式,一種模式是芯片發(fā)出GMSK調制信號,另一種是標準的藍牙測試信號,即帶有藍牙數(shù)據(jù)包信息的前導。圖2是兩種信號頻率偏移(Frequency Deviation)差異。
圖2 兩種藍牙芯片信號的區(qū)別
3 測試方案
針對藍牙芯片發(fā)出的GMSK 調制信號,時域信號類似于連續(xù)波,這種模式的信號對測試包的起始位置沒有特殊要求,只需要抓取足夠長的信號,進行符號同步,進而進行測試項的計算即可。
針對正常的藍牙包信號,在時域上是有GAP 的,在抓取芯片信號的時候可以用沿觸發(fā)進行抓取整包數(shù)據(jù),進而進行正常藍牙信號的解調分析。
藍牙芯片的測試連接圖見圖3。
圖3 藍牙芯片的測試連接圖
針對藍牙芯片發(fā)出的兩種信號,具體的測試流程見圖4。
圖4 藍牙芯片信號處理流程
具體過程描述如下:
1)控制藍牙芯片發(fā)送GMSK 調制信號(payload類型11110000), 儀表配置信號觸發(fā)模式為“FreeRun”,F(xiàn)PGA 采集數(shù)據(jù)并保存如DDR 中;
2)ARM 層從DDR 中取所需長度的數(shù)據(jù)點,并對數(shù)據(jù)進行打包等預處理,上傳到驅動層;
3)驅動層控制完成對信號的解調分析,并計算一些需要的測試項;
4)PC 完成剩余測試項的計算,并統(tǒng)計測試結果上報;
5)控制藍牙芯片發(fā)送GMSK 調制信號(payload類型10101010), 儀表配置信號觸發(fā)模式為“FreeRun”,F(xiàn)PGA 采集數(shù)據(jù)并保存如DDR 中;
6)重復步驟2~4,完成對GMSK 調制信號的測試。
7)控制藍牙芯片發(fā)送BLE 藍牙信號(payload 類型11110000),儀表配置信號觸發(fā)模式為“沿觸發(fā)”,F(xiàn)PGA 采集數(shù)據(jù)并保存如DDR 中;
8)重復步驟2~4。
9)控制藍牙芯片發(fā)送BLE 藍牙信號(payload 類型10101010),儀表配置信號觸發(fā)模式為“沿觸發(fā)”,F(xiàn)PGA 采集數(shù)據(jù)并保存如DDR 中;
10)重復步驟2~4,完成對BLE 藍牙信號的測試;
11)根據(jù)測試需要切換頻點,重復測試步驟1~10。
4 實例應用
將此方法應用于XX 型號藍牙芯片測試,連接圖如圖5所示。
圖5 XX型號藍牙芯片測試測試連接圖
啟動測試軟件,完成芯片測試,測試結果(BLE2M)見圖6。
圖6 芯片測試結果(BLE2M)
由測試結果可見,本平臺完成XX 型號藍牙芯片測試,測試結果均在芯片給定的指標范圍內。
5 結束語
本文針對XX 型號藍牙芯片,基于現(xiàn)有藍牙測試儀表設計藍牙芯片自動化測試平臺,通過設計藍牙芯片和測試儀表的控制流程,完成對藍牙芯片的一鍵式自動化測試,測試指標穩(wěn)定可靠,可應用于藍牙芯片的產線自動化測試。
參考文獻:
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[3] 劉建泉.一種藍牙射頻自動化測試系統(tǒng)開發(fā)[D].上海:上海交通大學,2016.
(本文來源于《電子產品世界》雜志2023年1月17日)
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