EDA环境衔接测量软件　电子产品开发周期大幅缩短

消费性电子产品汰换周期越来越短，且功能复杂度不断提高，使得系统研发人员面临缩短产品开发时间的严峻挑战。所幸，现今自动化测试系统已开始导入开放式FPGA，将有助EDA开发环境与测量软件的整合，让工程师可同时进行系统设计与测试，加快研发时程。

目前测试工程师所面临的最大挑战之一，即是个人观念局限于目前的技术中而停滞不前，因此，本文特别提供技术趋势的相关知识，针对测试与测量产业，探讨足以影响整个产业的重要技术与方法。

设计与测试并行为大势所趋

对目前的研发单位来说，缩短产品开发周期几乎是首要任务，特别是汽车与航空产业。要缩短开发时间的方法之一，就是同时进行设计与测试，这样的产品开发模式常以“V-diagram”模型(图1)表示。这些产业的最终产品，往往形成高复杂度“系统中的系统”;而V-diagram左边为“设计”，右边则为“测试”，其背后的概念，就是在开发出完整系统之前，先初步测试、检验子系统以达更高效率。只要是需要高度监控环境的产业，就常见到如V- diagram 的同步设计/测试方法，而且目前已有其他类型的装置或产业逐步采用相关实例。以半导体和消费性电子产业为例，其“短暂的产品使用周期”与“不断提高的产品复杂度”特性，都是缩短产品开发时间的瓶颈。

图1 V-diagram产品开发模型

根据2009年麦肯锡(McKinsey)针对半导体产业设计的问卷研究结果，半导体产业“产品生命周期”几乎是汽车产业的叁分之一而已。另一份麦肯锡问卷研究亦指出，半导体新产品设计的平均开发时间约为19个月，因此，研究人员归纳出“研发完整度(RD Excellence)”为加速开发时程的主要关键。

基于商业需求，产品开发过程必须更重视研发完整度，因此电子产业已越来越趋向设计与测试并行。要强化此实例的主要方式，就是提高电子设计自动化(EDA)模拟软件与测试软件之间的连结。

提高EDA/测试软件连结

若要了解模拟软件在产品设计流程中的角色，必须先了解软件在产品开发的“设计”与“测试”阶段有何作用。在初始的设计/模拟期间，EDA软件可针对模拟产品的物理或电子行为(Electrical Behavior)建立模型(图2)。EDA软件基本上属于公用程式，即根据一系列的输入，透过数学模型而呈现受测物(DUT)的输出，再将相关度量结果提供予设计工程师。

图2 软件于产品开发阶段所扮演的角色

在开发产品的检验/认证阶段，软件使用条件仅有些许不同，主要是能自动测量实际的塬型即可。但检验/认证阶段所需的测量演算法，亦与EDA软件工具所使用的演算法相同，这点则和设计/模拟阶段类似。

目前EDA软件正在发展中的功能，就是要于EDA环境与测试软件之间，提高软件连结功能的层级。更进一步解释，这种连结功能就是要让现有的EDA软件环境可驱动测量软件，并且测量自动化环境可自动连结EDA设计环境。

衔接设计与测试软件环境的优点之一，即于设计程序的初期，软件即可提供更丰富的测量演算法。工程师不仅可于设计初期进一步了解自己的设计，其模拟作业亦能整合检验/认证程序所取得的资料。第二项优点，则是让测试工程师在设计程序中，即可加速开发有用的测试程序代码，以利缩短复杂产品的上市时间。

透过EDA软件进行测量　产品设计周期大幅缩短

EDA与测试软件连结而改善设计程序的方法，就是提供更丰富的测量功能。基本上，EDA工具将透过行为模式(Behavioral Model)预测全新设计的行为。可惜的是，固定模式的设计均是透过测量准则进行检验，与检验最终产品所用的测量准则大不相同，因此难以整合已模拟与已测量的资料。目前业界正朝向“从设计到测试共用单一工具链”的一条鞭方法，让工程师可早将测量作业带入设计流程。

明导国际(Mentor Graphics)副总裁兼系统层级工程部门经理Serge Leef表示，在衔接EDA工具与测试软件之后，工程师可于产品开发期间同时设计测试工作台，并于设计程序中早获得测试报告。由于工程师能同时进行开发与测试结果，而不是像以前必须依序完成作业，因此能大幅缩短设计周期。

先以行动电话的多重模式射频(RF)功率放大器(PA)为例，此类元件的传统设计方式，即使用如AWR Microwave Office的RF EDA工具。透过EDA环境，工程师可透过模拟作业而取得RF特性参数，如效率、增益、1dB压缩点(Compression Point)等，但最终产品所必须满足的RF测量准则，却又是专为行动电话标准(如全球行动通讯系统/增强数据率演进(GSM/EDGE)、宽频分码多工 (WCDMA)、长程演进计画(LTE))所建立。

在此之前，因为测量复杂度的不同，往往须实际测量DUT，才能透过衡量标准(如LTE错误向量幅度(EVM)与邻近通道漏比(ACLR))的“标准规格”而取得测量资料。但现在由于EDA软件与自动化软件可衔接，让工程师可于模拟装置上建构EDA环境，进而使用完整的测量演算法。也因为如此，工程师在设计初期即可找出复杂产品或系统相关的问题，亦等于缩短设计时间。

行为模型助力　设计/测量同时进行

在整合设计与测试实例的第二个趋势，就是利用EDA所产生的行为模型，加速开发产品检验/认证，并u作测试软件。在此之前，让产品设计程序效率低落的塬因之一，就是特定产品的测试程序代码开发缓慢，甚至要等到首次测试实体塬型之后。不论是特性描述或生产测试程序代码，若要能加快开发程序，最好透过软件u作既定设计的塬型并直接做为DUT。透过此方式，工程师将可以于产品设计期间同时，开发特性描述与生产测试软件，进而加速上市时间。

以美敦力(Medtronic)为例，该公司最近就针对心率调节器开发而选用此设计方式。美敦力透过特殊设计的新软件套件衔接EDA环境与测量软件，连接软件环境之后，工程师可于u作实际硬件之前就开发出测试工作台，而透过此设计方式而达到的平行机制，让工程师能因此加速产品上市时间。