邊界掃描測試技術(shù)

最近出現(xiàn)的系統(tǒng)級接口器件，為設(shè)計人員把用于制造測試的邊界掃描測試從板級擴展到系統(tǒng)級提供了靈活條件。
擴展到系統(tǒng)級的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是提供單點接入到多掃描鏈，以支持隔離的診斷能力。這可以用于CPLD和FPGA系統(tǒng)內(nèi)配置的最佳化，以及編程閃存時，存儲器讀/寫周期的最佳化。
它也支持板到板內(nèi)連測試（用于背投內(nèi)連失效診斷）到端口連接器引腳級。另一個優(yōu)點是在產(chǎn)品裝運前提供系統(tǒng)測試，這包括固件檢驗和簡化固件更新。
擴展邊界掃描到系統(tǒng)級提供執(zhí)行嵌入式測試結(jié)構(gòu)（即器件級BIST）的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這可在EPGA、ASIC和SoC中實現(xiàn)。
另外，它提供單點接入能力來支持環(huán)境重點測試和精確的引腳級診斷。
拓撲結(jié)構(gòu)
選擇邊界掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于路由TAP測試接入端口，是重要的，并將確定選擇哪些系統(tǒng)級器件。有三種訂的TAP路由方式：ring（環(huán)狀）star（星狀）multi-drop（多分接）
當然，多分接方式是最廣泛用于可靠系統(tǒng)控制的。在這種方式中，5個主要的IEEE1149.1測試接入信號（TCK，TMS，TDI，TDD，TEST）并聯(lián)連接到系統(tǒng)配置的所有背投槽中。
多分接配置中的每個槽都有一個專門的地址，槽地址多達64/128個專門地址，通常，這些地址在背投中用硬線連接（見圖1）
通過部體掃描鏈的TDI信號線，廣播每個板的專門背投地址來接入系統(tǒng)中的每塊板。對應(yīng)于廣播地址的置于槽中的板，將喚醒并允許接入到本地掃描鏈，這如同用系統(tǒng)器件接入?yún)f(xié)議進行選擇哪樣。
支持器件
對邊界掃描系統(tǒng)級測試能力的需求增加，促進開發(fā)各種支持器件，如3和4端口網(wǎng)關(guān)，掃描通路線路和多掃描端口。
根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)要求，可得到封裝類型、大小和工作電壓不同的器件。一些供應(yīng)商也提供象IP那樣的器件功能，可用CPLD、FPGA或ASIC器件嵌入IP。
這些器件的重要功能是提供從主邊界掃描總線到特定本地掃描鏈（LSL）的接入，這如同系統(tǒng)級器件協(xié)議選擇那樣。掃描鏈中是單獨選擇就是任意組合中的菊花鏈，這為測試分配提供了靈活性（見圖2）。
這對于支持閃存器件系統(tǒng)內(nèi)編程而分配板設(shè)計是有用的。在這些環(huán)境下，在板上圍繞邊界掃描移位的向量數(shù)應(yīng)該保持絕對最少，以使閃存編程周期時間最佳。
閃存編程
理想情況，對于閃存而言，具有對閃存地址、數(shù)據(jù)和控制信號網(wǎng)直接接入的邊界掃描器件可放置在單個LSC上。此LSC只在閃存編程相被選擇。換句話說，為執(zhí)行板級內(nèi)連測試選擇所有LXD或為執(zhí)行功能邏輯組測試，可選擇專門的LSC。在此，假設(shè)用外部邊界掃描控制器驅(qū)動測試圖形或向量，通過總體掃描鏈基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)到各個板。
一些嵌入式控制結(jié)構(gòu)通常在IEE1149.1系統(tǒng)測試配置中實現(xiàn)，在嵌入式邊界掃描控制器件的控制下，這種結(jié)構(gòu)將允許測試向量的時序，測試向量一般存儲在閃存中。
嵌入式控制器可按排在單系統(tǒng)主機板上或安排在系統(tǒng)環(huán)境中的多板上，它支持嵌入向量輸送方法。這最普通的是系統(tǒng)總線主機結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)測試總線主機
在此，背投中的一個模件是系統(tǒng)主機，而其他模件變成從機（見圖3）。用于測試從模件或多板中執(zhí)行測試的邊界掃描向量安排在系統(tǒng)主機板上的閃存中。
在位于系統(tǒng)主機板上的嵌入式掃描控制器件的控制下，這些向量通過總體掃描鏈發(fā)送。這種系統(tǒng)級基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可用于執(zhí)行從靜態(tài)結(jié)構(gòu)測試到嵌入式以BIST速度的測試。這也可以在現(xiàn)場更新可編程邏輯器件中的系統(tǒng)操作固件和配置碼的修改版本。
用商用軟件工具，在實踐中實現(xiàn)所設(shè)計的理論性測試方法是可能的。這要考慮不同系統(tǒng)級結(jié)構(gòu)的支持以及系統(tǒng)接口器件和測試配置的各種組合。
外部控制。
圖4給出在采用外部控制器時測試向量開發(fā)的數(shù)據(jù)流程，外部控制器包括配備PCI邊界掃描控制卡的PC。一旦進行測試的檢驗，同樣的測試向量格式存儲在閃存中，在掃描主機的控制下廣播到系統(tǒng)的從機板/模件。
圖4示出在嵌入式系統(tǒng)主機測試處理器的控制下NS公司的Scanease軟件驅(qū)動器如何用于控制向量傳遞。嵌入式向量來自同一ATPG（自動測試程序產(chǎn)生器）輸出，這原來是為外部邊界掃描測試開發(fā)的。其他測試總線控制器廠家（如Firecron公司）也提供類似的驅(qū)動器。
這種系統(tǒng)級嵌入式IEEE1149.1測試方法可提供全面的系統(tǒng)自測試。它為所有測試時序提供合格/失效狀態(tài)。然而，所面對的是診斷出有故障的線路可替代單元，將返回到中心維修實驗室進行引腳級診斷，采用的是邊界掃描工具廠家的診斷軟件。
用戶的要求驅(qū)動IEEE1149.1邊界掃描迅速開發(fā)成系統(tǒng)級測試和可編程器件現(xiàn)場重新配置的事實上的標準。此標準應(yīng)用已替代專用IEEE1149.1維護和測試管理總線的需求。
嵌入測試總線控制器的開發(fā)，進一步增強采用邊界掃描做為大規(guī)模系統(tǒng)的有效BIST方法，而實際上是用在象3G蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)狀置的應(yīng)用中。

圖1背投接入限制專門板槽地址選擇

圖2LSC為測試分配提供靈活性

圖3無源背投：系統(tǒng)測試主機

圖4測試向量開發(fā)的數(shù)據(jù)流