Современная электроника №3/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 42 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2020 Инновационные технологии выводят качество измерений на новый уровень В статье рассмотрены новые возможности проектирования и измерения эффективности технологий будущего. Александр Джей (Keysight Technologies) Качество, эффективность и способ- ность к взаимодействию – важные фак- торы развития в области проектирова- ния и испытания электронных систем. При этом стоимость оборудования так- же играет значительную роль. Спо- собность к взаимодействию приоб- ретает всё большее значение в связи с ростом количества продуктов и реше- ний, которые подключаются к другим устройствам. Поэтому они не только должны правильно функционировать сами по себе, но и обладать совмести- мостью с другими элементами систем, в которых они работают. Для критиче- ски важных систем (например, систем автономного вождения) вопрос взаим- ной совместимости всех аппаратных и программных компонентов играет особенно важную роль. Обеспечение совместимости, в том числе с использо- ванием новых методов согласно требо- ваниям передовых технологий, – одна из ключевых задач измерений в элек- тронике. Использование более высоких частот и уменьшение габаритных размеров электронных устройств (например, мобильных телефонов) открывает новый путь к обеспечению функцио- нальной совместимости. Всем известно, что сегодня миллиарды транзисторов можно «упаковать» в одну кремние- вую микросхему, а внутри современ- ного смартфона помещается множе- ство отдельных микросхем и прочих компонентов. Если ранее для испыта- ний таких продуктов использовались зонды и кабельное подключение, то в современных устройствах, как прави- ло, для этого недостаточно места. Кро- ме того, существует риск ошибок, свя- занных с паразитными сигналами во время измерения (небольшие поме- хи, обусловленные самим процессом измерения). Поэтому для испытаний и измерений необходимо использо- вать бесконтактные методы (over-the- air (OTA) – беспроводное подключе- ние), основанные на использовании энергии излучения одной или несколь- ких антенн. Технологии OTA потребовали созда- ния новой отрасли измерений, в кото- рой применяются специальные испы- тательные камеры, калибровочные процедуры, аналитическое программ- ное обеспечение и многое другое. Эта отрасль тесно связана с проектирова- нием и моделированием устройств и испытательного оборудования. Слож- ность новых технологий может наве- сти на мысль о том, что старые методы измерений с помощью кабелей были намного проще. Но такова специфика данной отрасли: если мы хотим уско- рить инновационное развитие наших клиентов, нам необходимо внедрять собственные инновации, чтобы всег- да оставаться на шаг впереди. В качестве противоположности OTA можно рассматривать другую отрас- левую тенденцию – «измерение с помощью программных средств». Хотя развитие аппаратных средств продолжается, значительная часть базовых возможностей и дифферен- цированных функций современных продуктов реализуется посредством программного обеспечения. Это про- граммное обеспечение необходимо испытывать на предмет качества, эффективности, совместимости и соответствия стандартам. Как пра- вило, для этого используются другие программные продукты. В зависимо- сти от типа системы при этом часто применяются и аппаратные средства. Как и в случае аппаратного обеспе- чения, программное обеспечение для тестирования нуждается в «калибров- ке» или сертификации, которая позво- ляет полагаться на выводы, получа- емые при использовании данного программного обеспечения в том или ином проекте. Хороший пример: при испытании эффективности нового мобильного устройства необходимо «прогнать» сотни тестовых сценариев, соответствующих различным вариан- там эксплуатации данного устройства в реальной сети. Разработка и техни- ческая поддержка такого программ- ного обеспечения теперь являют- ся не менее важными задачами, чем разработка аппаратных средств для создания IP-потоков (например, инте- гральных микросхем и микропроцес- сорных наборов). Какие новые технологии появят- ся в мире проектирования и испыта- ний электроники в ближайшее вре- мя? Многих специалистов интересуют вопросы квантовых вычислений и квантовой инженерии в целом. Тех- нологические компании, коммерче- ские и правительственные структу- ры уделяют всё больше внимания квантовым вычислениям. Принци- пы измерений в электронике нераз- рывно связаны с представлениями о поведении квантов. Поэтому в настоя- щее время данная отрасль нацелена на нужды квантовых исследований, осо- бенно в области квантовых датчиков и квантовой криптографии. Уже сей- час в этой сфере существуют очень специализированные технологии, но пока неясно, когда они смогут прине- сти ожидаемую пользу, и будет ли от них польза вообще. Одно можно ска- зать точно: научный прогресс и тех- нологии измерения часто идут рука об руку, поэтому для развития кван- товой инженерии нам обязательно понадобятся новые подходы в обла- сти измерений. В связи с этим тема программного обеспечения становится всё более важ- ной. Программное обеспечение играет всё большую роль в области проекти- рования, разработки и развёртывания электронных продуктов и решений. Сбор необработанных данных изме- рений по-прежнему осуществляется