基于串口通信開發(fā)的BLE芯片測試平臺
加入技術交流群
掃碼加入
和技術大咖面對面交流
海量資料庫查詢
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://www.ex-cimer.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，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)據并保存如DDR 中；
2）ARM 層從DDR 中取所需長度的數(shù)據點，并對數(shù)據進行打包等預處理，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：
[1] Bluetooth Core Specification v 5.0.[M].
[2] 張振環(huán).基于藍牙的無線測量系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].北京:北京郵電大學,2008.
[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）
評論