5G 테스트와 관련된 과제

소개

5G 기술의 임박한 대규모 출시는 일반적으로 PCB, 네트워크 장비 및 전자 장치 설계자에게 새롭고 어려운 과제를 부과합니다. 5G는 데이터 속도의 증가를 나타낼뿐만 아니라 지연 시간을 최대 1ms까지 줄이고 더 큰 대역폭을 지원하기 위해 밀리미터 파 (mmWave)를 사용하는 진정한 혁명이 될 것입니다. 5G 모바일 및 네트워크 장치 용 PCB는 더 높은 디지털 데이터 속도와 더 높은 주파수를 동시에 관리 할 수 있어야하므로 혼합 신호 설계를 한계까지 밀어 붙입니다. 5G 애플리케이션은 또한 ATE (자동 테스트 장비)를 개발하는 엔지니어에게 다양한 새로운 문제를 제기 할 것입니다. 현재의 4G 모바일 네트워크와 비교하여 5G의 출시는 설계자들이 모바일 장치, 데이터 전송 네트워크 및 IoT 인프라에 사용되는 PCB의 레이아웃을 재고하게 만들 것입니다. 보드의 모든 지점에서 신호 무결성을 보장하는 것은 5G 테스트가 부과하는 가장 어려운 과제 중 하나입니다. 혼합 된 신호가 존재하기 때문에 보드의 아날로그 및 디지털 섹션 사이의 EMI를 방지하여 FCC EMC 요구 사항이 충족되는지 확인해야합니다.

5G 기능이 테스트에 미치는 영향

4G에서 5G 네트워크로 전환하면 데이터 전송 속도가 크게 향상되고 대역폭 가용성이 향상 될뿐만 아니라 우리 삶의 여러 측면을 근본적으로 변화시킬 새로운 기능이 도입 될 것입니다. 5G 네트워크는 10 ~ 20 배 빠른 데이터 속도 (최대 1Gbps), 최대 1000 배의 트래픽 증가, 평방 킬로미터 당 연결 수 최대 10 배 증가를 목표로합니다. 지연 시간은 4G 네트워크에서 얻을 수있는 것보다 약 10 배 정도 낮은 1ms 정도로 매우 낮습니다. 가상 현실 및 증강 현실 (VR / AR), M2M (Machine-to-Machine) 통신 시스템 및 자율 차량 인프라 센서와 같은 실시간 동작이있는 애플리케이션을 구현하려면 낮은 지연 시간이 필수적입니다.

5G 네트워크는 이전 모바일 기술에서 사용할 수 있었던 것보다 훨씬 더 넓은 주파수 범위에서 작동합니다. 모바일 장치와 네트워크 장비를위한 인쇄 회로는 고속 디지털 신호와 고주파 RF 신호를 동시에 관리해야하므로 혼합 신호 설계를 한계까지 밀어 붙입니다. 4G 네트워크는 600MHz에서 5.925GHz 사이의 주파수를 사용하지만 5G 네트워크는 상위 주파수 제한을 크게 확장하여 밀리미터 파 (mmWave) 대역으로 밀어 넣습니다. 채널당 대역폭은 5G PCB 및 장치의 설계 및 테스트에 영향을 미치는 중요한 요소이기도합니다. 4G 네트워크에서는 채널당 대역폭이 20MHz (IoT 장치에서는 200kHz로 제한됨) 였지만 5 세대 모바일 네트워크에서는 6GHz 미만의 주파수에 대해 100MHz, 주파수에 대해 400MHz와 동일한 채널당 대역폭을 갖게됩니다. 6GHz 이상.

5G 애플리케이션 용으로 설계된 PCB에는 매우 높은 주파수와 데이터 속도로 작동 할 수있는 아날로그 및 디지털 구성 요소가 필요합니다. 이러한 구성 요소는 효과적인 열 관리를 통해서만 신뢰성과 효율성을 보장 할 수 있습니다. 따라서 온도 모니터링은 PCB 또는 장치의 올바른 동작을 평가하기위한 또 다른 관련 요소입니다.

5G 장치 테스트

5G 기술이 부과하는 성능 요구 사항은 집적 회로, SoC (System-On-Chip), PCB, 모바일 장치 및 네트워크 장비의 테스트에서 전례없는 문제를 야기 할 것입니다. 대부분의 5G NR (New Radio) 설치는 3.5GHz 주파수와 28GHz ~ 29GHz 주파수 범위를 사용합니다. 이 두 주파수 범위는 모두 셀룰러 네트워크의 새로운 기능이며 무선 액세스 기술에 대한 아키텍처 변경 및 수정이 필요합니다. 더 큰 네트워크 용량과 더 높은 전송 데이터 속도를 달성하려면 대용량 MIMO (다중 입력 / 다중 출력) 및 빔 포밍과 같은 고급 기술을 사용해야합니다.

아직 배포 초기 단계에 있지만 5G 기술이 추진력을 얻고 있으며 다양한 RF 프런트 엔드 모듈 아키텍처 및 네트워킹 장비에 사용되는 mmWave 장치를 테스트하는 방법과 비용에 대해 긴급한 질문을 던지고 있습니다. 또한 mmWave 신호는 기본적으로 가시선 방향으로 전파되며 6GHz 미만 대역보다 대기 감쇠에 더 취약하므로 모든 운영 시나리오를 포괄 할 수있는 정확한 테스트를 수행해야합니다. 빔 포밍과 같은 고급 기능을 지원하는 데 필요한 위상 배열 안테나는 동일한 PCB에 여러 안테나 요소를 허용하는 작은 크기의 이점이 있습니다. 주요 과제는 안테나와 수신 측의 LNA (저잡음 증폭기) 사이, 송신 측의 전력 증폭기를 사용하여 기생을 줄이는 것입니다. 요구 사항의 충족은 OTA (Over-The-Air) 기술을 사용하여 안테나에서도 테스트해야합니다. 밀리미터 파를 사용하면 테스트 시스템에 새로운 문제가 생길 것입니다. 우선, mmWave 주파수에서 발생하는 특히 높은 전력 손실을 최소화하기 위해 테스트 하드웨어와 냉각 시스템을 프로브 환경에서 분리하는 거리를 줄여야합니다. 또한 안테나가 통합 된 테스트 보드 및 모듈에는 다른 접근 방식이 필요하며, 일부 경우 테스트 시스템과 DUT 간의 무선 통신 만 가능합니다.

ATE 도구

필수 컴플라이언스 테스트의 복잡성은 새로운 세대의 모바일 기술로 인해 기하 급수적으로 증가하고 있습니다. 3GPP의 릴리스 14 (이미 5G 이전 기능이 포함되어 있음)는 약 15,000 개의 테스트, 릴리스 15 (부분 5G)는 약 300,000 개의 테스트를 지정했으며, 릴리스 16 (전체 5G)은 추가 테스트를 도입 할 예정입니다. 필요한 테스트 수가 증가함에 따라 높은 주파수와 속도를 지원하고 쉽게 구성 할 수있는 자동화 된 테스트 시스템에 대한 필요성이 증가합니다. ATE (자동 테스트 장비)는 5G 네트워크 구현에 사용되는 PCB, SoC 또는 개별 구성 요소의 적절한 기능을 보장하는 데 필수적입니다.

ElevATE Semiconductor는 업계에서 가장 복잡한 ATE 문제를 해결하는 세계적 수준의 테스트 IC (집적 회로)를 제공하는 선도적 인 회사입니다. 최첨단 칩을 설계하는 ElevATE는 사용 가능한 최고 밀도, 최저 전력 ATE 솔루션을 제공합니다. ElevATE 제품은 기반 기술에 따라 네 가지 주요 범주로 분류 할 수 있습니다.

  • 통합 핀 전자 제품 – ElevATE는 저전력, 고밀도 통합 핀 전자 분야의 시장 리더입니다. 순수 CMOS 기술로 개발 된이 제품은 고객이 비용 절감 및 시스템 신뢰성 향상을 위해 병렬 처리가 증가 된 차세대 고밀도 기기를 개발할 수 있도록합니다.
  • 통합 DPS 제품 –이 DUT (Device Under Test) 전원 공급 장치 솔루션은 최대 8 개의 독립 DUT DPS (전원 공급 장치)를 통합합니다. 인터페이스, 컨트롤 및 I / O는 디지털이며 모든 아날로그 회로는 칩 내부에 있습니다. 단일 칩은 완전한 DPS 솔루션을 제공 할 수 있습니다.
  • 통합 PMU / VI 제품 – 파라 메트릭 측정 장치 및 가상 계측기는 칩당 8 채널의 높은 밀도와 최대 60V의 전압을 제공합니다. PMI 및 VI 제품은 광범위한 애플리케이션에 전압 및 전류 소스와 측정 기능을 모두 제공하는 비용에 민감한 솔루션입니다.
  • 통합 고전압 제품 – 고집적 이중 채널 폭 전압 SoC (System-on-a-Chip) 핀 전자 솔루션을 기반으로하는 이러한 제품은 자동화를 위해 채널당 필요한 일부 디지털 지원 기능과 함께 모든 아날로그 기능을 통합합니다. 테스트 장비.

ElevATE 포트폴리오 솔루션 중에는 Venus 4 (ISL55161)가 있습니다. 듀얼 채널 400MHz / 800Mbps 핀 전자 차동 드라이버 및 비교기, 능동 부하, 타이밍 디스 큐, PMU 및 DAC. 사용 가능 64 리드 10mm x 10mm TQFP 및 64 리드 9mmx9mm QFN 패키지로 제공되는 SoC는 Pdq ≤ 500mW / 채널 @ 11V 작동을 제공합니다.

비너스 4

그림 1 : Venus 4 (ISL55161)

블록 다이어그램이 그림 2에 표시된 SoC는 특히 ATE (Automated Test Equipment), 계측 및 ASIC 검증기와 같은 애플리케이션에 적합합니다.

금성 디자인

그림 2 : Venus 4 블록 다이어그램

코멘트를 남겨주세요

이메일은 공개되지 않습니다. 필수 입력창은 * 로 표시되어 있습니다

Korean
English Chinese Japanese Korean
맨위로 스크롤

엘리베이터 선택 가이드

최신 제품 선택 안내서를 다운로드하려면 아래를 클릭하십시오.

신비

SOC Octal 500 MHz 통합 핀 일렉트로닉 / DAC / PPMU / Deskew

요청을 다운로드하십시오. 미스터리 데이터 시트를 받으려면 아래 요청을 작성하십시오.

유로파 ISL55180
PDF 데이터 시트

우리 양식 작성에 감사드립니다. 아래 버튼을 클릭하여 PDF 데이터 시트를 다운로드하십시오.