PathWave 测量软件:是德科技一体化设计测试平台功能与应用解析

PathWave 测量软件的平台定位

PathWave 测量软件是是德科技(Keysight Technologies)推出的综合性电子设计与测试软件平台,于2018年正式发布,是业界首款集设计、测试、测量和分析功能于一体的软件平台。该平台旨在帮助工程师从概念设计到产品生产和部署的各个阶段加速创新和产品开发,通过连接产品开发路径中的每一步来加速工作流程。PathWave 以是德科技在电子测量领域多年积累的专业技术为基础,确保测量结果的一致性、精确性和完整性,让客户在需要时灵活、快速地访问设计和测试工具。

在 PathWave 推出之前,电子产品开发的生命周期通常是断裂的——设计仿真、原型验证、测试测量和制造分析各阶段使用不同的工具和数据格式,工程师需要反复创建测量和测试计划,导致开发周期延长。PathWave 通过提供统一的数据格式和一致的用户体验,将整个产品生命周期的设计和测试工作流程紧密结合,显著缩短了产品从设计到上市的时间。工程师可以在设计仿真、原型验证和产品测试各个阶段使用同一套软件工具,确保测量结果的一致性和可比性。

开放式架构与三大核心特性

PathWave 作为一个集成产品开发工作流程中各个阶段的软硬件的开放式、可扩展、可预测的软件平台,具备三大核心特性,为工程师提供了从设计到制造的完整工作流程支持。

开放性。PathWave 连接并集成了所有设计和测试资源。平台提供开放式 API,可实现简单、快速的定制化开发;支持轻松集成第三方软硬件,包括最新的技术成果;可快速连接兼容硬件,加速测试工作流程并提高生产效率。这种开放架构使企业能够在现有投资基础上扩展系统能力,而无需替换全部测试设备。开放式开发环境集成了设计软件、仪器控制和针对特定应用的测试软件,让用户可快速创建高性能的解决方案。

可扩展性。PathWave 提供灵活的计算功能,适用于不同工作任务。软件可以在本地、云端或同时在本地和云端运行,以加速设计和测试计算;可以在本地或云端处理整个工作流程的测试数据;有效缩短设计和测试工作流程中各开发阶段的过渡时间。云处理能力的引入使工程师能够突破本地计算资源的限制,执行大规模电磁仿真和数据分析任务,随时随地分配适当的计算资源。

可预测性。PathWave 提供强大的分析工具,用于更快速地排除故障。平台能够快速提供全面的数据分析,帮助工程师确定趋势并定位问题;实时监测每个测试资源的使用情况和健康状况,以提高生产率和调度速度;捕获并分析大数据,以提高工作流程处理速度和效率。通过数据驱动的预测性分析,企业可以在问题影响生产之前提前介入,预测瓶颈并快速修正,确保高效的工作流程。

核心软件组件与功能矩阵

PathWave 为整个设计、测试和验证工作流程提供了一系列集成式软件产品,这些产品具有互联性、互操作性,并能够快速配置,覆盖了从设计仿真到制造分析的完整链条。

PathWave BenchVue 仪器控制软件。BenchVue 是 PathWave 平台中面向仪器控制与自动化的核心组件。该软件提供图形化界面,工程师无需编程即可连接和控制测试仪器,执行基础分析和可视化数据记录。BenchVue 支持通过 LAN 接口或 USB-TMC 协议将示波器、信号分析仪等仪器集成至 LabVIEW、Python 等自动化测试平台,实现生产线末端的功能测试自动化。搭配触摸屏交互操作,测试流程的图形化编程变得更加直观高效,有效减少人工操作误差。BenchVue 应用软件还包括控制功能和测量能力,能够帮助工程师对越来越多的仪器型号进行连接和控制。

PathWave 信号生成软件(Signal Studio)。Signal Studio 是运行在个人电脑上的全面信号生成工具,能够灵活创建各种通用信号和基于标准的信号。该软件适用于蜂窝通信、无线连通性、航空航天/国防、广播和一般应用领域,支持各种信号生成硬件。Signal Studio 可生成基带、射频、微波和毫米波频率的专用测试信号,调制功能涵盖 AM、FM、数字 I/Q 调制以及 GSM、W-CDMA、HSPA、LTE、LTE-Advanced、5G NR、GPS 和 WLAN 等标准制式。是德科技积极参与和引领标准委员会的工作,确保 Signal Studio 始终立足于不断演进的标准前沿。通过对各种是德科技仪器进行直接硬件连接,工程师可以获得对信号生成过程的交互控制能力,加快测试速度。软件还支持添加减损以评测接收机容限,以及生成完全信道编码的信号以评测接收机吞吐量。

PathWave 测试自动化软件。该软件(前身为 TestExec SL)可让工程师借助开放的模块化软件快速、轻松地执行大规模测试。对于需要使用多台仪器的测试工程师,传统方式下连接仪器需要进行复杂的编程,而 PathWave 测试自动化软件提供资源调配和时序分析工具,帮助优化多种仪器的设置。该软件能无缝融入现有的自动化测试系统工作流程,最大程度缩短设置时间的同时保持灵活扩展能力。通过图形化界面,工程师可以创建、管理、调度和运行自动化测试序列,显著降低测试系统开发的复杂度。

PathWave 先进设计系统(ADS)。ADS 是 PathWave 设计系列中的旗舰产品,用于电路设计和系统仿真。ADS 2021 版本配备了设计云仿真服务,可缩短仿真时间、扩大仿真测试覆盖范围,并提供访问云端可扩展硬件资源的途径。工程师可以使用本地集群或云硬件执行需要大量计算的电磁仿真,甚至能够运行此前因资源限制而无法实现的大型电磁仿真任务。这为手机和计算机芯片设计工程师扫清了开发高性能硬件产品的障碍。后续版本持续增强了对5G毫米波设计等新兴领域的支持。

PathWave 一致性测试软件。该软件采用全新架构,可进行分散测量,并能与测试自动化和数据分析软件无缝集成到测试自动化工作流程中。系统测试工程师在表征手机和计算机芯片是否符合标准时,可将物理测量与云端的数据处理分离,以并行而非串行方式进行信号采集和测量,从而加速发射机一致性测试并缩短总体测试时间。这一架构使企业无需额外购买硬件即可快速执行一致性测试。

PathWave 测量分析软件。该软件提供简单而功能强大的用户界面,方便进行数据显示和分析。通过实时访问收集并保存测试数据,支持从各种来源以多种格式导入数据,并通过开放 API 将数据分析集成到测试流程中。设计验证测试(DVT)和生产工程师无需创建电子表格即可在云端显示和分析测量数据,通过可扩展的高性能数据库更深入地洞察数据,加快工程决策并快速准确地进行故障诊断。

云处理与工业4.0制造分析

2020年,是德科技对 PathWave 软件套件进行了重大升级,使工程师能够借助云处理集群突破工作流程中的计算极限。此次增强进一步改善了产品设计能力、提升了器件可靠性,并降低了项目风险。随着设计和测试复杂度不断提升,工程师往往需要耗费数周甚至数月时间处理数据,而 PathWave 的云处理能力有效缓解了这一瓶颈,帮助客户更快地得出测试结果,更早地获得深入洞察。

PathWave 制造分析软件是是德科技面向工业4.0的大数据高级分析平台。该软件与 Kx 公司合作,采用以 kdb+ 为基础的 Kx Streaming Analytics 平台,可以实时分析来自生产系统的海量测试数据,在极短时间内提供自动化和分析结果,帮助客户获得切实可行的洞见信息。制造分析软件具备三大核心能力:采集——无缝连接测试系统,实时采集并转换测试数据;自动化——自动执行复杂的工作流程,显著提高生产效率;分析——利用经过测试的机器学习模型提供可行的洞察。该平台推出了面向智慧工厂的 Workcell 版本,帮助客户在节省大量硬件成本的同时加速工业4.0技术的引入。

典型应用场景

无线通信测试。在5G NR、Wi-Fi 7等新一代无线通信标准的研发中,PathWave 信号生成软件和矢量信号分析软件协同工作,覆盖从信号创建到解调分析的完整链路。Signal Studio 可创建符合3GPP 5G NR标准的信号,配合是德科技信号发生器使用;89600 VSA 软件则负责对信号进行深度解调和分析,支持超过75种信号标准和调制类型。对于 Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)标准的测试,PathWave 软件支持320 MHz传输带宽和4096 QAM调制等新特性,满足严格的 EVM 测量要求。

汽车电子测试。PathWave 测试执行器(制造开发版)已支持 Autotalks 蜂窝车联网(LTE V2X)和专用短距离通信(DSRC)芯片组的自动射频校准。在新能源汽车电池测试领域,PathWave 实验室操作软件可帮助高效规划和协调整个电池检测实验室的工作,管理测试场、测试设备等各种资源。专用测试系统采用 PathWave 软件组合后,可达到最高输出电压1000V、电流540A、功率180kW的测试能力,满足大功率电池模组的测试需求。

半导体器件测试。PathWave 设备建模软件(IC-CAP)提供建模流程管理器,可一键导入测量数据、创建趋势图、组织提取流程,并支持基本QA验证和文档生成。在半导体封装车间,PathWave BenchVue 配合示波器可通过定制自动化测试脚本,对晶圆级芯片的瞬态响应和传输延迟进行高速测量。配合机械臂实现探针台与示波器的联动,单台设备每日可完成超10万颗芯片的功能验证。

制造产线自动化测试。PathWave 测试自动化软件和制造测试管理器为生产线提供了从测试序列开发到结果管理的完整解决方案。在可编程逻辑控制器老化试验中,测试系统通过连续72小时监测 IO 端口信号完整性,自动标记电压过冲、时序偏移等潜在隐患。内置的模板测试功能可将实测波形与预设规范比对,生成 PASS/FAIL 判定结果。示波器内置的多协议串行解码模块可同步解析 I2C、SPI、CAN 等8种串行总线协议,满足工业控制系统的复杂测试需求。

部署方式与许可管理

PathWave 软件主要采用本地部署模式,各软件组件安装在用户的计算机或服务器上,并直接连接到测试仪器。部分组件(如 PathWave Cloud)提供云连接功能,支持混合部署架构,让用户能够在本地和云端之间灵活分配计算资源。平台提供灵活的许可选件,包括节点锁定许可和服务器许可,客户可按照预算选择合适的期限和类型。PathWave 信号生成软件等部分产品提供30天免费试用许可证,试用期间可启用全部核心功能和硬件连通性能力。KeysightCare 支持计划为软件提供持续的技术支持和更新服务。

在硬件兼容性方面,PathWave 软件支持是德科技全系列测试仪器,包括信号分析仪、示波器、信号发生器、网络分析仪、PXIe 矢量信号分析仪和手持式射频微波分析仪等。通过开放式 API 和标准编程接口(如 SCPI、.NET、Python),PathWave 可集成到企业现有的自动化测试系统中,确保新硬件和软件与现有硬件兼容,使投资回报率最大化。工程师可以从任意地点查看项目状态,确保项目如期完成。

选型建议与采购参考

选择 PathWave 测量软件时,企业需要综合考虑自身的应用场景和测试需求。对于研发阶段的深度信号分析,PathWave 89600 VSA 提供了灵活且深度的分析工具,适合在研发环境中查找和解决复杂的信号问题;生产线上的自动化测试则更适合使用 PathWave 测试自动化软件和制造测试管理器进行快速判定和批量管理;设计仿真阶段可选用 PathWave ADS 进行电路和系统级仿真,利用云仿真服务加速计算密集型任务。各组件的选件配置应根据实际关注的通信标准和技术领域确定,例如5G NR信号生成需要选配相应的 Signal Studio 选件,WLAN 分析需要无线连通性调制分析选件。

与是德科技 X 系列测量应用软件相比,PathWave 软件更侧重于研发阶段的深度分析和跨阶段数据一致性。测量应用软件提供嵌入式的一键式测量和通过/失败判定,适合自动化设计验证和制造测试;而 PathWave 平台则提供从设计到制造的完整工作流程支持,两类软件可以互补使用,覆盖从研发到生产的完整测试流程。对于需要引入 PathWave 测量软件的企业,建议通过正规渠道了解产品配置方案、授权模式和许可管理工具的使用方式,并结合现有测试硬件评估兼容性。软服之家平台可提供专业的软件选型咨询服务,协助企业明确功能需求、对比配置方案并联系合适供应商获取报价与技术支持。

评论