蓝牙认证测试之DTM和PTM模式

BLE_002

　　描述

　　一、顾名思义

　　DTM：Direct Test Mode，直接测试模式；
　　PTM：Production Test Mode，产线测试模式；

　　蓝牙核心规格仅支持DTM模式。由于DTM模式支持的协议栈仅开发到HCI接口层，不包含和应用相关的部分，所以测试用的固件和产品用的固件是分离的，这就需要用户在产品性能测试时下载测试用的固件，在产品发布时下载产品用的固件。同一个硬件需要下载两次固件，在软件工程师的角度来看是很不合理的情形，为什么不能够将两份代码合在一起呢？

　　当然可以，两份代码合在一起后的测试模式就叫做PTM模式。将测试代码和产品代码合在一起，又会出现一个新的问题：设备上电的时候怎么区分该跑哪份代码呢？这是一个二选一的问题，随便选都有50%的概率不会出错，但是，工程师需要的不是50%的概率性，而是100%的确定性。软件可以解决这个问题，但是二选一的问题用软件解决会显得比较繁琐，因为问题本身太简单，所以我们选择用硬件来解决这个问题：随便搞一个引脚，在上电的时候对这个引脚的电平进行判断，不同的电平状态进入不同的模式，搞定。

　　两份代码合在一起，不同的模式下可以使用同一份硬件资源，比方说UART，两全其美的PTM方案，虽然目前还没有被SIG采纳，但是在Wiki中已经有了较为详尽的叙述：http://processors.wiki.ti.com/index.php/PTM。

　　二、追根溯源

　　DTM相关的说明在三个地方被提到，其中有两个地方都是在蓝牙核心规范《Core_vx.x》里，另一个地方在《RF-PHY.TS.x.x.x》中有提到。

　　●第一个地方：Bluetooth Core Specification Vol 2 Part E 7.8.28/7.8.29/7.8.30
　　详细介绍了测试相关的3条HCI指令格式和使用方法；

　　●第二个地方：Bluetooth Core Specification Vol 6 Part F
　　详细介绍了DTM相关的规范内容：测试接口、指令格式；

　　●第三个地方：《RF-PHY.TS.x.x.x》整篇文档，当然最重要的在4.5和4.6节
　　详细介绍了DTM测试的内容，和硬件的相关性比较大；

　　三、寻根究底

　　1、别管是DTM还是PTM，蓝牙物理层测试的内容究竟是什么呢？主要有以下几点：
　　●Transmitter tests（发射测试）
　　TRM/CA-01-C（Output power at NOC）发射功率
　　TRM/CA-02-C（Output power at EOC）
　　TRM/CA-03-C（In-band emissions at NOC）带内杂散
　　TRM/CA-04-C（In-band emissions at EOC）
　　TRM/CA-05-C（Modulation characteristics）调制特性
　　TRM/CA-06-C（Carrier frequency offset and drift atNOC）频偏/频率漂移
　　TRM/CA-07-C（Carrier frequency offset and drift atEOC）

　　●Receiver tests（接收测试）
　　RCV/CA-01-C（Receiver sensitivity at NOC）接收灵敏度
　　RCV/CA-02-C（Receiver sensitivity at EOC）
　　RCV/CA-03-C（C/I and receiver sensitivity performance）同/邻频干扰
　　RCV/CA-04-C（Blocking performance）
　　RCV/CA-05-C（Intermodulation performance）
　　RCV/CA-06-C（Maximum input signal level）最大输入功率等级
　　RCV/CA-07-C（PER Report Integrity）
　　（NOC：normal operating conditions，EOC：extreme operating conditions）

　　2、HCI的指令格式看蓝牙核心规格没看懂？简单地说，常用的只有以下三条，以PTM模式来举例讲述：
　　发射模式：01 1E 20 03 xx yy zz 04 0E 04 01 1E 20 00
　　接收模式：01 1D 20 01 xx 04 0E 04 01 1D 20 00
　　停止测试：01 1F 20 00 04 0E 06 01 1F 20 00 00 00

　　xx：1字节无符号整数，表示RF通道号，取值范围0x00-0x27；
　　yy：1字节无符号整数，表示测试数据包的有效数据长度；
　　zz：1字节无符号整数，表示测试数据包的有效数据类型，一般有如下8种类型：

　　0x00：Pseudo-Random bit sequence 9
　　0x01：Pattern of alternating bits ‘11110000’
　　0x02：Pattern of alternating bits ‘10101010’
　　0x03：Pseudo-Random bit sequence 15
　　0x04：Pattern of All ‘1’ bits
　　0x05：Pattern of All ‘0’ bits
　　0x06：Pattern of alternating bits ‘00001111’
　　0x07：Pattern of alternating bits ‘01010101’

　　四、测试仪器

　　工欲善其事，必先利其器。
　　蓝牙作为短距离无线通信的翘楚，测试作为蓝牙产品发布的守门员，DTM/PTM作为蓝牙测试的主要形式，拥有几件得心应手的测试仪器是应有的事情，目前本人搜罗到的可以对蓝牙进行专业性测试的仪器主要有：
　　●支持信令测试（DTM测试）——tester controlled——闭环测试，环回测试。
　　●新的仪器：罗德施瓦茨（Rhode and Schwarz）的CMW-500/270（最常用）。
　　●老的仪器：罗德施瓦茨的CBT，安立（Anritsu）的MT8852B，安捷伦（Keysight）的N4010。
　　●非信令测试（没有定义的DTM）——GES3 tester——开环测试。
　　●新兴的仪器：极致汇仪、莱特波特的综合测试仪也支持蓝牙的协议测试。