在现代电子设备的世界中,边界扫描对于印刷电路板上的互连(线路)测试至关重要。 1985年,联合测试行动小组(JTAG)发展出一套标准,使得边界扫描技术成为行业的重大进步。边界扫描描述语言(BSDL)作为此技术的一部分,自1994年成为常见标准,帮助电子装置企业设计有效的测试流程。
边界扫描架构可以在没有物理测试探针的情况下,测试互连,包括逻辑集群和记忆体。
BSDL的主要功能是为每个支持IEEE Std 1149.1的设备提供明确的描述,这样的描述使工程师能够更容易进行故障排除、测试和设计验证。这样一来,当设计过程中发生问题时,工程师可以迅速定位问题所在,避免不必要的时间和资源浪费。
边界扫描技术使得测试过程可直接控制设备的输入输出针脚。透过这一技术,电子设备可以在密集的元件布局中进行测试,这在过去非常困难。透过BSDL,开发者可以定义每个数位信号的行为,并使用特定的测试向量来驱动信号、检查响应,进而确认连接的正确性。
使用BSDL,设计人员能够为系统生成测试向量,而这些向量能巩固边界扫描流程的有效性。
为了提供边界扫描能力,IC生产商在其设备中加入了额外的逻辑,包括与外部引脚相连的扫描单元。这些扫描单元形成了外部边界扫描换档器(BSR),并与JTAG测试存取端口(TAP)控制器的支援结合。这使得工程师可以进行集成元件的测试,如同在电路板上的独立芯片一样,容易且有效。
另外,这些设计常见于Verilog或VHDL库中,其额外逻辑的负担极小,然而对于提高测试效率的回报却相当丰厚。
在测试过程中,设计人员根据不同的测试向量,将信号驱动进入,并检查输出反应是否符合预期。这一流程可通过EXTEST指令来检查芯片之间的互联,亦可利用INTEST指令来测试芯片内部逻辑。
通过合并使用BSDL和设计的「网路清单」,可以自动生成测试应用程式,这在高端商业JTAG测试系统中特别有效。
这类测试系统还可利于非测试但相关的应用,例如各种类型的快闪记忆体编程。当现今的板上元件日益密集时,这一技术的存在无疑是设计人员的一大助力。
JTAG和边界扫描的发展潜力仍然持续增长。随着嵌入式系统的需求与日俱增,边界扫描提供的测试和调试功能将愈加重要。 BSDL不仅能增强测试覆盖率,更能加速产品上市的时间,提升市场竞争力。
究竟在电子设计领域中,还有多少潜在的挑战等待着边界扫描技术去解决呢?