Метод граничного сканирования Boundary-Scan (стр. 2 из 2)

Рисунок 8

Рисунок 9.

- EXTEST (внешнее тестирование) – команда, выбирающая сдвиговый регистр и предназначенная для тестирования внешних соединений между устройствами на плате. Режимы Update (для ячеек, находящихся на первичных выходах устройства), Capture и Shift. Код команды – все нули (00).

Выполнение команды предполагает отключение ядра кристалла от внешних контактов (Mode=1).

- SAMPLE/PRELOAD (последовательность/предварительная загрузка) используется для сканирования значений сигналов, захваченных с внешних контактов устройств в штатном режиме (параллельно выполнению обычных функций устройств), а также для загрузки в регистр сканирования информации, используемой в дальнейшем для тестирования внешних соединений или других функций. Код команды не фиксирован. Режимы Capture и Shift.

Выполнение команды не предполагает отключение ядра кристалла от внешних контактов (Mode=0).

TAP контроллер (TAP controller) (рис. 10 и 11) – необычный автомат. Он имеет вход синхронизации TCK, вход данных TMS и 16 внутренних состояний. Также он имеет 9 выходов (3 – для управления регистром команд, 4 -для управления регистром данных и 2 – общего назначения). Причем переход в некоторое состояние активизируется последовательностью двоичных сигналов на входе TMS.

Рисунок 10 - TAP контроллер

Рисунок 11 – двоичный граф переходов TAP контроллера

Рассмотрим пример использования архитектуры Boundary-Scan для тестирования межсоединений. Пусть дана схема из 3-х устройств с BS-архитектурой (рис. 12), необходимо протестировать целостность линий между 2-м и 3-м устройствами. Последовательность действий состоит из 3-х этапов:

1) Устанавливаем Instruction Register (IR), между TDI и TDO каждого устройства. Это достигается с помощью подачи определенной последовательности на вход TMS TAP контроллеров.

2) Предполагая, что размер IR = 2 бит, вводим последовательность “110000”. Это означает, что в IR 1-го устройства будет загружена команда BYPASS (“11”), а в IR 2-го и 3-го – команда EXTEST (“00”).

3) Подаем очередную последовательность на TMS, которая инициирует выполнение загруженных команд. Таким образом, в 1-м устройстве между TDI и TDO будет включен регистр Bypass, а в двух других - Boundary-Scan register. После этого устройства готовы к выполнению команды EXTEST. Фазы выполнения команды EXTEST:

Shift – задвигается входная тестовая последовательность на Chip2 (SI ® SO).

Update – задвинутые в ячейки значения фиксируются на выходах Chip2 (SO ® PO).

Capture – отклик на тестовую последовательность записывается на Chip3 PI(Chip3) = PO(Chip2), PI(Chip3) ® SO(Chip3).

Shift – сдвигается отклик с Chip3 (SI ® SO) и одновременно задвигается новая тестовая последовательность на Chip2 и т.д..

Хотя EXTEST позволяет производить тестирование без привлечения каких-либо дополнительных команд, чаще всего она используется совместно с SAMPLE/PRELOAD, выполняющей роль команды, загружающей информацию в регистр сканирования (в режимах Shift (SI ® SO) или Capture (PI ® SO)).

Рисунок 12

Следует заметить, что прежде чем тестировать систему, необходимо проверить исправность тестера, т.е. целостность регистра сдвига и остальных регистров данных.

Необходимо понимать, что Boundary-Scan является новым подходом к тестированию систем в том смысле, что с развитием технологии надежность устройств стала гораздо выше, чем надежность соединений между ними. Поэтому основной задачей такой архитектуры, согласно стандарту IEEE 1149.1 является тестирование межсоединений (проверка наличия, размещения и связи соединенных компонентов, а также обнаружение обрывов соединений и замыканий между устройствами).

Преимущества технологии Boundary-Scan:

- при современном уровне интеграции ИС, затраты на реализацию метода в среднем составляют около 2% площади кристалла;

- обеспечивает простоту управления конфигурированием сложных систем, включающих дочерние платы, многокристальные модули и т.п.

- позволяет организовывать on-line тестирование;

- обеспечивает доступ к регистрам, шинам, выводам;

- простой доступ к BIST возможностям устройств;

- облегчает тестирование не приспособленных к сканированию устройств, памяти.

Стандарт IEEE 1149.1 принят в 1990 году, а его усовершенствованная версия IEEE 1149.1а – в 1993. В стандарт IEEE 1149.1 входит BSDL – Boundary Scan Description Language – язык описания организации и архитектуры граничного сканирования в рамках одиночной БИС. Он построен как подмножество языка VHDL. Одной из основных задач, возлагаемых на язык, является созданием программных средств, автоматизирующих процесс создания тестов. HSDL – Hierarchical Scan Description Language (разработка фирмы Texas Instrument) – язык, ориентированный на описание потоков в группе БИС, объединенных JTAG интерфейсом. HSDL является расширением языка BSDL, полностью с ним совместим, входит в состав стандарта IEEE 1149.1а и построен как подмножество языка VHDL.