Trong thế giới điện tử hiện đại, quét ranh giới là điều cần thiết để kiểm tra các kết nối (đường dây) trên bảng mạch in. Năm 1985, Nhóm hành động thử nghiệm chung (JTAG) đã phát triển một bộ tiêu chuẩn giúp công nghệ quét ranh giới trở thành bước tiến lớn trong ngành. Là một phần của công nghệ này, Ngôn ngữ mô tả quét ranh giới (BSDL) đã trở thành tiêu chuẩn chung kể từ năm 1994, giúp các công ty sản xuất thiết bị điện tử thiết kế quy trình thử nghiệm hiệu quả.
Kiến trúc quét ranh giới cho phép thử nghiệm các kết nối, bao gồm cụm logic và bộ nhớ, mà không cần đầu dò thử nghiệm vật lý.
Chức năng chính của BSDL là cung cấp mô tả rõ ràng về từng thiết bị hỗ trợ IEEE Std 1149.1. Mô tả như vậy giúp các kỹ sư dễ dàng khắc phục sự cố, thử nghiệm và xác minh thiết kế. Theo cách này, khi có vấn đề xảy ra trong quá trình thiết kế, các kỹ sư có thể nhanh chóng xác định được vấn đề và tránh lãng phí thời gian và nguồn lực không cần thiết.
Công nghệ quét ranh giới cho phép quá trình thử nghiệm kiểm soát trực tiếp các chân đầu vào và đầu ra của thiết bị. Công nghệ này cho phép thử nghiệm các thiết bị điện tử trong các bố cục thành phần dày đặc, điều này rất khó thực hiện trước đây. Thông qua BSDL, các nhà phát triển có thể xác định hành vi của từng tín hiệu số và sử dụng các vectơ thử nghiệm cụ thể để điều khiển tín hiệu và kiểm tra phản hồi để xác nhận tính chính xác của kết nối.
Bằng cách sử dụng BSDL, các nhà thiết kế có thể tạo ra các vectơ thử nghiệm cho hệ thống, từ đó củng cố hiệu quả của quy trình quét ranh giới.
Để cung cấp khả năng quét ranh giới, các nhà sản xuất IC kết hợp logic bổ sung vào thiết bị của họ, bao gồm các ô quét kết nối với các chân cắm bên ngoài. Các ô quét này tạo thành Bộ dịch chuyển quét ranh giới (BSR) bên ngoài kết hợp với hỗ trợ cho bộ điều khiển Cổng truy cập thử nghiệm JTAG (TAP). Điều này cho phép các kỹ sư kiểm tra các thành phần tích hợp dễ dàng và hiệu quả như các chip độc lập trên bảng mạch.
Ngoài ra, những thiết kế này thường được tìm thấy trong các thư viện Verilog hoặc VHDL, nơi gánh nặng về logic bổ sung là tối thiểu, nhưng lợi ích về hiệu quả thử nghiệm được cải thiện là rất lớn.
Trong quá trình thử nghiệm, các nhà thiết kế đưa tín hiệu vào mạch theo các vectơ thử nghiệm khác nhau và kiểm tra xem phản hồi đầu ra có như mong đợi hay không. Quá trình này có thể sử dụng lệnh EXTEST để kiểm tra kết nối giữa các chip và cũng có thể sử dụng lệnh INTEST để kiểm tra logic bên trong của chip.
Bằng cách kết hợp BSDL và "netlist" của thiết kế, các ứng dụng thử nghiệm có thể được tạo tự động, đặc biệt hiệu quả trong các hệ thống thử nghiệm JTAG thương mại cao cấp.
Các hệ thống thử nghiệm như vậy cũng có thể mang lại lợi ích cho các ứng dụng không liên quan đến thử nghiệm, chẳng hạn như lập trình nhiều loại bộ nhớ flash khác nhau. Khi các thành phần tích hợp ngày càng dày đặc hơn, sự tồn tại của công nghệ này chắc chắn là một sự trợ giúp tuyệt vời cho các nhà thiết kế.
Tiềm năng của JTAG và quét ranh giới tiếp tục tăng trưởng. Khi nhu cầu về hệ thống nhúng tăng lên, khả năng thử nghiệm và gỡ lỗi do quét ranh giới cung cấp sẽ ngày càng trở nên quan trọng. BSDL không chỉ có thể nâng cao phạm vi thử nghiệm mà còn rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường và cải thiện khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Có bao nhiêu thách thức tiềm ẩn trong lĩnh vực thiết kế điện tử đang chờ được giải quyết bằng công nghệ quét ranh giới?