在現代電子設備的世界中,邊界掃描對於印刷電路板上的互連(線路)測試至關重要。1985年,聯合測試行動小組(JTAG)發展出一套標準,使得邊界掃描技術成為行業的重大進步。邊界掃描描述語言(BSDL)作為此技術的一部分,自1994年成為常見標準,幫助電子裝置企業設計有效的測試流程。
邊界掃描架構可以在沒有物理測試探針的情況下,測試互連,包括邏輯集群和記憶體。
BSDL的主要功能是為每個支持IEEE Std 1149.1的設備提供明確的描述,這樣的描述使工程師能夠更容易進行故障排除、測試和設計驗證。這樣一來,當設計過程中發生問題時,工程師可以迅速定位問題所在,避免不必要的時間和資源浪費。
邊界掃描技術使得測試過程可直接控制設備的輸入輸出針腳。透過這一技術,電子設備可以在密集的元件佈局中進行測試,這在過去非常困難。透過BSDL,開發者可以定義每個數位信號的行為,並使用特定的測試向量來驅動信號、檢查響應,進而確認連接的正確性。
使用BSDL,設計人員能夠為系統生成測試向量,而這些向量能鞏固邊界掃描流程的有效性。
為了提供邊界掃描能力,IC生產商在其設備中加入了額外的邏輯,包括與外部引腳相連的掃描單元。這些掃描單元形成了外部邊界掃描換檔器(BSR),並與JTAG測試存取端口(TAP)控制器的支援結合。這使得工程師可以進行集成元件的測試,如同在電路板上的獨立芯片一樣,容易且有效。
另外,這些設計常見於Verilog或VHDL庫中,其額外邏輯的負擔極小,然而對於提高測試效率的回報卻相當豐厚。
在測試過程中,設計人員根據不同的測試向量,將信號驅動進入,並檢查輸出反應是否符合預期。這一流程可通過EXTEST指令來檢查芯片之間的互聯,亦可利用INTEST指令來測試芯片內部邏輯。
通過合併使用BSDL和設計的「網路清單」,可以自動生成測試應用程式,這在高端商業JTAG測試系統中特別有效。
這類測試系統還可利於非測試但相關的應用,例如各種類型的快閃記憶體編程。當現今的板上元件日益密集時,這一技術的存在無疑是設計人員的一大助力。
JTAG和邊界掃描的發展潛力仍然持續增長。隨著嵌入式系統的需求與日俱增,邊界掃描提供的測試和調試功能將愈加重要。BSDL不僅能增強測試覆蓋率,更能加速產品上市的時間,提升市場競爭力。
究竟在電子設計領域中,還有多少潛在的挑戰等待著邊界掃描技術去解決呢?