消費性電子產品汰換周期越來越短，且功能復雜度不斷提高，使得系統研發人員面臨縮短產品開發時間的嚴峻挑戰。所幸，現今自動化測試系統已開始導入開放式FPGA，將有助EDA開發環境與測量軟件的整合，讓工程師可同時進行系統設計與測試，加快研發時程。

目前測試工程師所面臨的最大挑戰之一，即是個人觀念局限于目前的技術中而停滯不前，因此，本文特別提供技術趨勢的相關知識，針對測試與測量產業，探討足以影響整個產業的重要技術與方法。

設計與測試并行為大勢所趨

對目前的研發單位來說，縮短產品開發周期幾乎是首要任務，特別是汽車與航空產業。要縮短開發時間的方法之一，就是同時進行設計與測試，這樣的產品開發模式常以“V-diagram”模型(圖1)表示。這些產業的最終產品，往往形成高復雜度“系統中的系統”;而V-diagram左邊為“設計”，右邊則為“測試”，其背后的概念，就是在開發出完整系統之前，先初步測試、檢驗子系統以達更高效率。只要是需要高度監控環境的產業，就常見到如V- diagram 的同步設計/測試方法，而且目前已有其他類型的裝置或產業逐步采用相關實例。以半導體和消費性電子產業為例，其“短暫的產品使用周期”與“不斷提高的產品復雜度”特性，都是縮短產品開發時間的瓶頸。

圖1 V-diagram產品開發模型

根據2009年麥肯錫(McKinsey)針對半導體產業設計的問卷研究結果，半導體產業“產品生命周期”幾乎是汽車產業的叁分之一而已。另一份麥肯錫問卷研究亦指出，半導體新產品設計的平均開發時間約為19個月，因此，研究人員歸納出“研發完整度(RD Excellence)”為加速開發時程的主要關鍵。

基于商業需求，產品開發過程必須更重視研發完整度，因此電子產業已越來越趨向設計與測試并行。要強化此實例的主要方式，就是提高電子設計自動化(EDA)模擬軟件與測試軟件之間的連結。

提高EDA/測試軟件連結

若要了解模擬軟件在產品設計流程中的角色，必須先了解軟件在產品開發的“設計”與“測試”階段有何作用。在初始的設計/模擬期間，EDA軟件可針對模擬產品的物理或電子行為(Electrical Behavior)建立模型(圖2)。EDA軟件基本上屬于公用程式，即根據一系列的輸入，透過數學模型而呈現受測物(DUT)的輸出，再將相關度量結果提供予設計工程師。

圖2 軟件于產品開發階段所扮演的角色

在開發產品的檢驗/認證階段，軟件使用條件僅有些許不同，主要是能自動測量實際的塬型即可。但檢驗/認證階段所需的測量演算法，亦與EDA軟件工具所使用的演算法相同，這點則和設計/模擬階段類似。

目前EDA軟件正在發展中的功能，就是要于EDA環境與測試軟件之間，提高軟件連結功能的層級。更進一步解釋，這種連結功能就是要讓現有的EDA軟件環境可驅動測量軟件，并且測量自動化環境可自動連結EDA設計環境。

銜接設計與測試軟件環境的優點之一，即于設計程序的初期，軟件即可提供更豐富的測量演算法。工程師不僅可于設計初期進一步了解自己的設計，其模擬作業亦能整合檢驗/認證程序所取得的資料。第二項優點，則是讓測試工程師在設計程序中，即可加速開發有用的測試程序代碼，以利縮短復雜產品的上市時間。

透過EDA軟件進行測量　產品設計周期大幅縮短

EDA與測試軟件連結而改善設計程序的方法，就是提供更豐富的測量功能。基本上，EDA工具將透過行為模式(Behavioral Model)預測全新設計的行為。可惜的是，固定模式的設計均是透過測量準則進行檢驗，與檢驗最終產品所用的測量準則大不相同，因此難以整合已模擬與已測量的資料。目前業界正朝向“從設計到測試共用單一工具鏈”的一條鞭方法，讓工程師可早將測量作業帶入設計流程。

明導國際(Mentor Graphics)副總裁兼系統層級工程部門經理Serge Leef表示，在銜接EDA工具與測試軟件之后，工程師可于產品開發期間同時設計測試工作臺，并于設計程序中早獲得測試報告。由于工程師能同時進行開發與測試結果，而不是像以前必須依序完成作業，因此能大幅縮短設計周期。

先以行動電話的多重模式射頻(RF)功率放大器(PA)為例，此類元件的傳統設計方式，即使用如AWR Microwave Office的RF EDA工具。透過EDA環境，工程師可透過模擬作業而取得RF特性參數，如效率、增益、1dB壓縮點(Compression Point)等，但最終產品所必須滿足的RF測量準則，卻又是專為行動電話標準(如全球行動通訊系統/增強數據率演進(GSM/EDGE)、寬頻分碼多工 (WCDMA)、長程演進計畫(LTE))所建立。

在此之前，因為測量復雜度的不同，往往須實際測量DUT，才能透過衡量標準(如LTE錯誤向量幅度(EVM)與鄰近通道漏比(ACLR))的“標準規格”而取得測量資料。但現在由于EDA軟件與自動化軟件可銜接，讓工程師可于模擬裝置上建構EDA環境，進而使用完整的測量演算法。也因為如此，工程師在設計初期即可找出復雜產品或系統相關的問題，亦等于縮短設計時間。

行為模型助力　設計/測量同時進行

在整合設計與測試實例的第二個趨勢，就是利用EDA所產生的行為模型，加速開發產品檢驗/認證，并u作測試軟件。在此之前，讓產品設計程序效率低落的塬因之一，就是特定產品的測試程序代碼開發緩慢，甚至要等到首次測試實體塬型之后。不論是特性描述或生產測試程序代碼，若要能加快開發程序，最好透過軟件u作既定設計的塬型并直接做為DUT。透過此方式，工程師將可以于產品設計期間同時，開發特性描述與生產測試軟件，進而加速上市時間。

以美敦力(Medtronic)為例，該公司最近就針對心率調節器開發而選用此設計方式。美敦力透過特殊設計的新軟件套件銜接EDA環境與測量軟件，連接軟件環境之后，工程師可于u作實際硬件之前就開發出測試工作臺，而透過此設計方式而達到的平行機制，讓工程師能因此加速產品上市時間。