當(dāng)示波器也能“深度學(xué)習(xí)”，它不僅驚艷了測量領(lǐng)域

你是不是已經(jīng)感受到，目前身邊的“物”變得越來越“活”，家中遍布智能電飯煲、智能冰箱、智能空調(diào)…智能音響還能趁你不注意隨心唱一首歌。對于硬件測試工程師來說，如果有一款能進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的示波器，測試工作也可以瞬間變智能。最近，是德科技就推出了一款具有開創(chuàng)性意義的示波器 --Infiniium MXR 系列，在示波器中引入“故障獵人”的概念，工程師只要按下兩個(gè)按鈕，示波器就會(huì)對被測信號進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，幫助工程師快速找出可能的故障。

面對如此新奇的功能，在發(fā)布會(huì)上引起一篇嘩然，媒體發(fā)出多次追問，是德科技大中華區(qū)汽車與新能源測試方案市場經(jīng)理杜吉偉介紹，“是德科技已經(jīng)不再是一個(gè)傳統(tǒng)的硬件公司，我們在硬件的基礎(chǔ)上提供更多的軟件方案和服務(wù)。這是我們首次在示波器中引入了‘故障獵人’的概念，因?yàn)楹枚嗫蛻舨皇鞘静ㄆ黝I(lǐng)域的專家，他們只是想調(diào)整電路，發(fā)現(xiàn)信號里面的異常信號，使用 Infiniium MXR 系列示波器，用戶只要按兩個(gè)按紐，示波器就會(huì)自動(dòng)的對被測信號進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，然后得出正常信號的樣子，準(zhǔn)確率達(dá)到 80%，如果出現(xiàn)毛刺、矮脈沖等小概率的事件會(huì)通知用戶。同時(shí)我們將電源完整性測試做成一個(gè)軟件包，包括傳統(tǒng)的電源紋波分析、串?dāng)_分析等，它會(huì)告訴用戶周圍的高速信號對他有沒有干擾？干擾多大？如果去掉了干擾，信號的測量參數(shù)會(huì)發(fā)生哪些變化？”

是德科技(中國)有限公司大中華區(qū)汽車與新能源測試方案市場經(jīng)理杜吉偉

采用‘故障獵人’的好處是可以節(jié)約調(diào)試時(shí)間。同樣的工作量，用戶使用故障獵人功能進(jìn)行測試，可能一、兩分鐘就能發(fā)現(xiàn)問題，如果自己手動(dòng)測試，可能需要幾個(gè)小時(shí)，甚至幾天來完成?！半m然是德科技以前有一款軟件是支持深度學(xué)習(xí)，但不是用于調(diào)試，而是用于分析。比如要測 USB3.0，我們的深度學(xué)習(xí)庫中，市面上已經(jīng)有很多廠家已經(jīng)將 USB 的測試結(jié)果共享了，并且有測試報(bào)告和測試分析。通過深度學(xué)習(xí)對比，可能會(huì)對你的方案進(jìn)行評測，告訴你哪些地方做得不足，哪些地方有待提高?！倍偶獋ソ忉?，“故障獵人是本地的深度學(xué)習(xí)，用戶先連接被測對象，然后實(shí)時(shí)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，和云服務(wù)不同，因?yàn)橛脩艨梢园褦?shù)據(jù)傳到云端，然后慢慢學(xué)習(xí)，但不是實(shí)時(shí)的，本地深度學(xué)習(xí)有利于機(jī)密保護(hù)，用戶不需要聯(lián)網(wǎng)就可以進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。”

幫客戶實(shí)現(xiàn)“看更多、做更多、節(jié)省更多”

帶有故障獵人功能的這款示波器就是是德科技面向中端市場最新推出的 Infiniium MXR 系列，集合了高端示波器和低端示波器的優(yōu)點(diǎn)。杜吉偉介紹，“InfiniiVision MXR 系列可謂集合了 InfiniiVision X 系列的多合一和快響應(yīng)的功能，以及高端 UXR 的高性能于一身，搭配是德科技全方位的軟件解決方案，可進(jìn)一步提供電源完整性、信號完整性、高速總線和接口的一致性測試和驗(yàn)證。所謂‘ 8 合 1’ ，包含實(shí)時(shí)頻譜分析儀(RTSA)、示波器、數(shù)字電壓表(DVM)、波形發(fā)生器、頻響分析儀（波特圖）、頻率計(jì)數(shù)器、協(xié)議分析儀和邏輯分析儀，這些功能是對 X 系列功能的沿用，另外，內(nèi)部采用先進(jìn)的 ASIC 硬件處理大數(shù)據(jù)，來自 UXR 系列?！?/p>

現(xiàn)在電路設(shè)計(jì)測試面臨很多挑戰(zhàn)，有些事目前的示波器不能解決的。比如DDR 內(nèi)存測試，高端嵌入式電路里通常會(huì)用到 DDR3、DDR4，以及 DDR5，除了高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號，里面還會(huì)有 DC-DC 的電源軌，包括 3.3V、5V、2V、1.8V、1.2V，甚至 1.1V 的信號。這種信號的上電順序和掉電順序是有嚴(yán)格要求的，如果順序不對整個(gè)電路板都會(huì)出現(xiàn)問題，這就需要多通道同時(shí)驗(yàn)證多路電源軌。另外，針對電源完整性驗(yàn)證，現(xiàn)在的電路板里通常有如 Type C、MIPI 這些高速信號，以及 WiFi、Bluetooth、5G 等無線信號，高頻信號和直流電源之間會(huì)相互干擾，所以驗(yàn)證電源完整性時(shí)不僅需要多個(gè)通道，同時(shí)需要帶寬能夠覆蓋無線信號和高速數(shù)字信號，原來的多通道示波器帶寬只能做到 2GHz 及以下，而 WiFi6、MIPI、USB 對帶寬的要求都超過了 2GHz。因此，這些應(yīng)用所需要的示波器既要支持八個(gè)通道，同時(shí)帶寬還要超過 2GHz，甚至要達(dá)到 6GHz，Infiniium MXR 系列示波器正好可以填補(bǔ)這個(gè)空白。

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InfiniiVision MXR 系列 MXR 系列面對用戶痛點(diǎn)，整合了客戶的需求，集成了高端示波器和低中端示波器的優(yōu)點(diǎn)，可以幫助客戶做到“看更多、做更多、節(jié)省更多”。

“看更多”就是既不犧牲測量精度，且響應(yīng)速度快，比如測眼圖，一秒鐘能夠畫 75 萬個(gè) UI（UI 就是 Unit Interval）。實(shí)時(shí)頻譜一秒鐘能畫 40 萬個(gè) FFT，如果測量，一秒鐘能測量超過 30 萬個(gè)。 ADC 有效位精度可以到達(dá) 9bit，如果采用高分辨率可以達(dá)到 16bit，本底噪聲達(dá)到 43μV，時(shí)間基準(zhǔn)是 8ppb（注意：不是 ppm，ppm 是百萬分之一，ppb 是一千個(gè)百萬，8 個(gè) ppb 就是百萬分之 0.008），目前是業(yè)內(nèi)最高，這個(gè)指標(biāo)在 UXR 系列的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，已經(jīng)超過了 UXR 系列。

另外，MXR 系列示波器的 8 個(gè)模擬通道可以同時(shí)用，而且每個(gè)通道都是 6GHz 的帶寬，采樣率是 16GSa/s。杜吉偉強(qiáng)調(diào)，“性能不妥協(xié)就是全打開帶寬是滿帶寬，采樣率是滿采樣率，存儲(chǔ)深度標(biāo)配都是 200Mpts，顯示分辨率采用了高清顯示分辨率，配置 15.6 英寸大屏幕?！?/p>

首次在實(shí)時(shí)示波器里面內(nèi)置了實(shí)時(shí)頻譜儀的功能，從頻域和時(shí)域都做到實(shí)時(shí)性，能夠捕獲稍縱即逝的信號，對 I/Q 信號進(jìn)行解調(diào)和分析，而且八個(gè)通道可以同時(shí)支持實(shí)時(shí)頻譜儀。比如藍(lán)牙、WiFi、Sub-6G 信號的中心頻率不同，但是可以在一個(gè)電路板里用多個(gè)通道同時(shí)測試。實(shí)時(shí)頻譜儀和掃描儀不同，掃描儀可能會(huì)漏信號，但實(shí)時(shí)頻譜儀可以做到時(shí)域波形捕獲，基本不漏信號。

所謂“做更多”，杜吉偉解釋，“雖然 Infiniium UXR 示波器的各項(xiàng)測試功能并沒有達(dá)到以前高端示波器的頂級性能，但是性價(jià)比是最高的。比如一個(gè)電壓表（數(shù)字萬象表）能夠測電壓、電流，能做好多事情，還能夠測三極管、二極管，MXR 示波器的電壓表可以測電壓，里面有一個(gè)電壓表的獨(dú)立電路，借助示波器的探頭可以直接讀出電壓，比示波器看波形再去測更方便。關(guān)于任意波發(fā)生器，在某些應(yīng)用中，如果你需要替代電路里的晶振，就可以就產(chǎn)生一個(gè) 10MHz 的晶振信號，不需要再用一臺任意波發(fā)生器，另外，做頻響分析、波特圖分析直接用內(nèi)置的任意波發(fā)生器就可以實(shí)現(xiàn)。雖然 8 合 1 的 UXR 示波器不能替代 8 個(gè)獨(dú)立的儀器，但是在大部分常用的場合，以示波器為中心、為核心功能可以完成。其中數(shù)字電壓表和頻率計(jì)是標(biāo)配的，其他 5 項(xiàng)可以選配。而且 MXR 系列的架構(gòu)可以升級。比如客戶買了四通道，根據(jù)需要可以升級成八通道，還可以增加實(shí)時(shí)頻譜儀等多種模塊。”

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“節(jié)約更多”一個(gè)是節(jié)約時(shí)間，一個(gè)是節(jié)約經(jīng)費(fèi)。節(jié)約時(shí)間，引入故障獵人可以進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，先學(xué)習(xí)信號，脈寬，先測量，進(jìn)行大數(shù)據(jù)測量之后，再進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。示波器會(huì)告訴你，里邊有矮脈沖，邊沿速度很慢的信號，用戶使用 Copy to Triger，只要把這個(gè)故障信號 Copy to Triger 自動(dòng)變成觸發(fā)條件，自動(dòng)觸發(fā)、實(shí)時(shí)調(diào)試，就可以實(shí)時(shí)觀察矮脈沖。因?yàn)?8 個(gè)通道是時(shí)間相關(guān)、相位相關(guān)，能看出相關(guān)性。這個(gè)狩獵過程是自動(dòng)化的，可以節(jié)約用戶的時(shí)間。

另外，客戶安裝一個(gè) Infiniium 離線分析軟件，全球不同的研發(fā)部門可以協(xié)同作業(yè)，這樣客戶不需要每個(gè)人都用示波器，一個(gè)示波器采集的數(shù)據(jù)，其他人也可以做不同的分析。

示波器從高端向低端延伸，創(chuàng)新有道

一般公司發(fā)布產(chǎn)品都是按照從低端到高端的步調(diào)，是德科技的順序卻是反的，先推出了最高端產(chǎn)品，再推出了中端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品，三個(gè)系列的市場布局會(huì)是怎樣的？杜吉偉解釋，“目前示波器的研發(fā)在業(yè)界分為兩種情況，一種是從低端向高端發(fā)展，帶寬越做越高，功能越做越多，另外一種和是德科技類似，從高端產(chǎn)品向低端產(chǎn)品延伸，第一階段，我們推出 110GHz 帶寬的 Infiniium UXR 系列；第二階段我們開始推 13GHz 到 33GHz 帶寬的 Infiniium UXR 系列示波器；第三個(gè)階段，也就是現(xiàn)階段，我們推出 500MHz 到 6GHz 帶寬的 MXR 系列示波器。我們衡量過，如果從低端往高端發(fā)展，成本越來越低，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%8A%AF%E7%89%87/">芯片變化不是特別大，就盡量把芯片的能力發(fā)揮出來；如果從高端向低端做，帶寬從 110GHz 到 13GHz，其實(shí)成本壓力很大，但是好處是高端產(chǎn)品的性能可以直接利用，用戶體驗(yàn)比較好。我們盡量在降低成本，但是會(huì)保留一些用戶需要的性能。我們自己推演了如何提高性價(jià)比，同時(shí)滿足用戶的需求，將低中端產(chǎn)品的靈活性和高端產(chǎn)品的高性能集成到一起。”

是德科技(中國)有限公司大中華區(qū)市場總經(jīng)理 鄭紀(jì)峰

關(guān)于技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，是德科技在數(shù)字示波器領(lǐng)域已經(jīng)耕耘多年，在高端示波器領(lǐng)域一直占據(jù)著非常有利的市場競爭地位。是德科技(中國)有限公司大中華區(qū)市場總經(jīng)理鄭紀(jì)峰介紹，“是德科技科技擁有一種非常獨(dú)特的創(chuàng)新架構(gòu)，我們的創(chuàng)新核心動(dòng)力來自于三層創(chuàng)新架構(gòu)。第一層是 Keysight Labs Central Teams，專注在超前的技術(shù)研究，這些技術(shù)研究會(huì)超前五年到十年，包括研發(fā)很多核心軟件和專有芯片。Keysight Labs 分布在世界各地，美國、中國、歐洲、日本都有分部，北京也有一個(gè)非常重要的 Keysight Lab；第二層是 Centers of Excellence，就是產(chǎn)品創(chuàng)新中心，幫助是德科技研發(fā)各種產(chǎn)品，比如示波器、頻譜儀、信號源、網(wǎng)絡(luò)儀等；第三層是 Solutions Groups，這是是德科技從安捷倫（Agilent）拆分出來以后一個(gè)新改變，目前 5G、數(shù)據(jù)中心、汽車等行業(yè)客戶會(huì)提出不同的需求，只提供一款示波器無法滿足這些需求，創(chuàng)新中心的作用就是幫助客戶完成交鑰匙工程，這樣的三層創(chuàng)新架構(gòu)保證了我們的產(chǎn)品、解決方案（solution）在市場上具有持續(xù)的競爭優(yōu)勢?！?/p>

關(guān)于創(chuàng)新對示波器家族的作用，鄭紀(jì)峰解釋，“以最高端的 Infiniium UXR 系列示波器為例，其實(shí)時(shí)帶寬高達(dá) 110GHz，采樣率高達(dá) 256GSa/s，數(shù)據(jù)采集速率是 10Tb/s，而且在 4 個(gè)通道中保持一致。是德科技的三層創(chuàng)新架構(gòu)推動(dòng)了很多硬核科技的創(chuàng)新，包括 3D 存儲(chǔ)管理器、為示波器定制的數(shù)據(jù)處理 ASIC 和 10bit A/D 轉(zhuǎn)換器，這些創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)幫我們實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最高性能。”