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事例11

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開発背景

 今やスマートフォン等に代表される情報通信機器は、我々の社会生活になくてはならないものとなりつつある。それら通信機器は、非常に速いスピードで小型化・高密度集積化・薄型化・軽量化・高機能化が進んでいる。また、多国での使用が前提となりつつあり、高度な周波数割当への対応や多数の無線システムの共存など多くの難題に直面している。そのような状況下にもかかわらず、恒常的な円高による不況の為、半導体業界は一層のコスト削減・スピードUPが求められている。
 一般に情報通信機器に搭載されるRF通信用ICやそれらを組み合わせたモジュールの生産ライン用ICテスタは、非常に高額であり、より低コストで柔軟性・拡張性に優れたが求められている。
そのため、株式会社ペリテックは複数の大手半導体メーカからPXIベースのテスタ構築の強い要望を受け、試験コストを劇的に抑える、複数の無線プロトコルで試験可能なRF-ICテスタ構築に挑戦した。

課題

今回、RF-ICテスタの構築に関して主に以下の課題があった。

1. テストコストを劇的に低減すること
テスタ本体のコストに加え、試験タクトタイム短縮によるテストコストの劇的な低減が求められた。

2. 複数の通信プロトコルで各種無線特性試験が可能なこと
多国での使用を想定したRFデバイスは、様々な無線プロトコル(WCDMA,LTE,GSM,GPS信号など)に対応する必要があり、それに応じて複数のプロトコルで特性試験を行う必要があった。
対応プロトコル:WCDMA,LTE,GSM等の各国の携帯電話用無線通信規格,GPS ICモジュールなど
特性試験項目:P1dB,Sパラメータ,ACP,OBW,SEM,EVMなど

3. 短期間で生産ラインを立ち上げること
生産数および生産ラインで実施する試験項目は、半導体メーカが抱えるエンドユーザの要望に依存し非常に流動的となる。それらの決定のタイミングは、設計部隊の評価結果やエンドユーザとの交渉完了を待つ必要があり、決定から生産ライン立ち上げまでの期間は数週間から2か月と非常に短いものであった。

システム構成

・ PXIe-5673 ベクトルシグナルジェネレータ(VSG)
・ PXIe-5663 ベクトルシグナルアナライザ(VSA)
・ PXIe-5630 ベクトルネットワークアナライザ(VNA)

結果

1.テストコストを低減すること
一般的なテスタと異なり、必要最小限のハードウェアで構成可能なPXIを採用することでハードウェアのコストを最大限に抑えることができた。またタクトタイム短縮については、高速制御可能なPXIの採用により実現することができた。また更なる短縮が要求された場合は、必要最小限のPXIボードを追加してVSGおよびVSAをMIMO構成に変更し、同時に複数個のDUTを測定することにより対応。

2.複数の通信プロトコルで各種無線特性試験が可能なこと
PXI-VSG、VSAおよび信号計測ツールキットの採用により、ハードウェアを追加することなく、ソフトウェアで複数の通信規格に対応した。一台のテスタでWCDMA,HSPA,LTE,GSP信号等の各種特性試験を可能とした。

3.短期間でのライン立ち上げ
ハードウェアについては、生産数・試験項目が決定した段階で必要最小限のPXIボードを購入した。ソフトウェアについては、豊富な標準関数およびツールキットが使用可能なLabVIEWおよびTestStandの採用により即対応した。

まとめ

NI製品の採用により、劇的に低コストかつ非常に短期間で複数の無線プロトコルに対応可能なテスタを構築できた。 生産ライン立ち上げ時に見込んでいた試験タクトタイムに達しなかった場合にも、必要なボードのみ増設可能なPXIの採用により、テストコストの増加を最小限に抑えることができた。
また、小型かつ構成変更可能なPXIは、評価から生産まで一貫して同一のシステムを使用することを可能とした。
これによりフェイズ間の相関も容易に取ることができ、開発期間の短縮に多大に寄与した。

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