zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ТЕХНОЛОГИЯ BOUNDARY-SCAN И ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ РАБОТЫ С НЕЙ

 

Зинченко Ю.Е., Ковтун Д.О.

Украина, г.Донецк,

Донецкий национальный технический университет

 

Рассмотрен механизм Boundary-Scan, который соответствует цифровому стандарту IEEE 1149.1 для тестирования БИС и СБИС. Представлен краткий обзор программно-аппаратых комплексов некоторых фирм, предназначенных для тестирования интегральных схем, поддерживающих технологию Boundary-Scan.

 

На заре электронной промышленности в 70 – 80-ых гг. большинство систем просто собиралось, а затем подключалось питание. Тест осуществлялся путем проверки функций изделия, поэтому первым появилось функциональное тестирование. Такой способ тестирования оставался актуальным, когда элементы располагались на одной стороне печатной платы. Но т.к. постоянное увеличение сложности изделий делают процесс подготовки функционального теста необычайно трудоёмким, то способы тестирования интегральных схем (ИС) стали приобретать совершенно новые инструменты. Тест плат может быть осуществлен и на функциональном уровне, но разделение делает диагностирование неисправностей и подготовку тестов более гибкими.

Следующий широко распространенный метод тестирования — это внутрисхемное тестирование (In-Circuit Test, ICT). Этот метод позволяет находить дефекты и ошибки монтажа путем обеспечения прямого электрического доступа к компонентам на плате через адаптер игольчатого типа (рисунок 1).

 

Рис. 1. Конфигурация внутрисхемного тестера (ICT) с полным доступом ко всем внутренним линиям схемы.

Рисунок 1 – пример внутрисхемного тестирования

 

Внутрисхемное тестирование идеально подходило для DIP-компонентов и технологии штыревого монтажа. Но в связи с появлением многослойных печатных плат и более сложных корпусов микросхем, таких как QFP, BGA, CSP и т.д., тестовый доступ стал сильно ограничен. При тестировании многослойных плат стал невозможным доступ к некоторым контактам, которые, в принципе, можно было не видеть на плате, в ситуации, когда соединение ножки вывода ИС выходило под самой ИС и уходило на другой слой платы. Отсюда можно сделать вывод, что технология внутрисхемного тестирования не может развиваться также быстро, как миниатюризация размеров компонентов и изделий.

Электронная индустрия столкнувшись с этими проблемами, в 80 – 90-ых гг. разработала метод периферийного сканирования, закрепленный стандартом IEEE 1149.1. Который описывает порт тестового доступа (TAPTest Access Port) и архитектуру периферийного сканирования. Целью создания данного стандарта было преодоление недостатков других методов тестирования (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Возрастание важности стратегии тестопригодной разработки изделий

 

Глядя на эволюцию интегральных схем (рисунок 3) можно сделать следующие наблюдения:

·         Изначально, тестирование было производной процесса отладки новой разработки и поиска дефектов монтажа. Из-за роста сложности схем устройств управляемость этими процессами могла быть повышена только при раздельном их проведении. Обнаружение и исправление производственных дефектов на стадии отладки опытных образцов стало необходимостью;

·         С ростом сложности продукции многие производители начали применять многоступенчатую стратегию тестирования, целью применения которой является как можно более раннее обнаружение и исправление ошибок производственного процесса.

 

Рисунок 3 – Эволюция ИС

 

Первая версия стандарта тестирования устройств с ограниченным доступом к выводам интегральной схемы - Boundary-Scan, появилась вначале 1990 года, и получила имя, которое сохранилось и сегодня - IEEE 1149.1. Стандарт этой технология также называется Test Access Port and Boundary-Scan Architecture (порт тестового доступа и архитектура граничного сканирования). Проект был разработан международной группой экспертов, которая носила название JTAG (Joint Test Action Group — объединенная группа разработки методов тестирования), поэтому стандарт технологии граничного сканирования более известен под названием этой аббревиатуры[4].

Сама архитектура цифрового стандарт Boundary-Scan (рисунок 4) не отличается особой сложностью, в отличии от своих возможностей. Согласно стандарту IEEE 1149.1, так называемая Boundary-Scan-ИС, должна быть оснащена четырьмя обязательными элементами:

ü        TAP-портом, который составляют четыре обязательных сигналов, и пятый по усмотрению разработчиков непосредственно самой платы (TCK – контакт синхронизации работы механизма Boundary-Scan; TMS – контакт выбора тестового режима; TDI – контакт ввода тестовых данных; TDO – контакт вывода тестовых данных (находится в постоянно в третьем состоянии, кроме режима сдвига) ; /TRST – контакт асинхронного сброса состояния TAP-контроллера (может совсем не пресутствовать)).

ü        TAP-контроллер выступает одним из важных элементов управления всей работы технологии Boundary-Scan;

ü        IR (Instruktion Register от анг. – Регистр Команд) – первая группа регистров, в которой обязательным по стандарту должен присутствовать хотя бы один Регистр Команд (РК);

ü        DR (Data Registers от анг.Регистры Данных) – вторая группа регистров, согласно стандарту обязана в себя включать как минимум два регистра: Регистр Обхода (РО, также его иногда называют Шунт-Регистр), Регистр Boundary-Scan.

 

<Arhitecture_BS.jpg

Рисунок 4 – Архитектура технологии Boundary-Scan

 

Такой минимальный комплект элементов требует стандарт IEEE 1149.1. Остальные регистры, которые могут дополнить группу, как IR, так DR по усмотрению разработчиков плат, также допускаются созданным стандартом[2][3].

Для того, чтобы получить хорошее тестовое покрытие, нет необходимости в том, чтобы все компоненты на плате имели JTAG-интерфейс. Например, много блоков, состоящих из не сканируемых компонентов (кластера), могут тестироваться, несмотря на отсутствие прямого доступа для периферийного сканирования. В действительности, существуют практические примеры, когда осуществляется контроль и детальное тестирование абсолютно всей платы (включая память) при помощи одного или двух компонентов, поддерживающих периферийное сканирование.

На TAP-контроллер подаются 2(3) сигнала, при помощи которых контроллер устанавливает соответствующий режим работы схемы. Сам TAP-контроллер представляет собой автомат с конечным количеством вершин. В этой статье его работа не будет подробно рассматриваться.

Основной принцип работы Boundary-Scan заключается в том, что вокруг ИС на этапе разработки располагаются ячейки Boundary-Scan, из которых состоит один из обязательных регистров данных – Регистр Boundary-Scan. Ячейки Boundary-Scan расположены непосредственно между внешними выводами и функциональным ядром ИС. ИС, окружённые такой конструкцией называют соответствующими стандарту IEEE 1149.1, и подлежат тестированию с помощью технологии Boundary-Scan. Также необходимо, чтобы каждый предыдущий тестовый выход TDO соединялся со следующим тестовым входом TDI, т.о. цепочка Регистров Boundary-Scan всех сканируемых ИС будет непрерывной. Идеальным вариантом является то, когда все ИС, расположенные на плате, поддерживают этот стандарт. Но если это так, то приходится прибегать к внутрисхемному тестированию для тестирования, так называемых, не сканируемых ИС.

Одним из распространённых подходов тестирования подобных рассмотренным платам (рисунок 5) является принцип «Разделяй и властвуй»[1]. Т.е. все компоненты, расположенные на плате, разделяются на отдельные островки, которые будут отдельно друг от друга тестироваться. Не сканируемые ИС, внешние выводы которых соединены со сканируемыми, условно отделяются и называются кластерами. Сам же процесс сканирования начинается проверки целостности самого пути сканирования, далее одним из этапов тестирования может быть тестирование соединений между ИС и соединений с памятью, затем тестируются кластера, на которые подаются тесты, а с их выходов фиксируется реакция.

Scan_noScan.jpg

Рисунок 5 – Плата с не сканируемыми ИС

 

Для максимального использования всех привилегий Boundary-Scan требуется надёжная разработка программного обеспечения, а также вспомогательное аппаратное обеспечение.

Сегодня на мировом рынке в этой области лидируют четыре представителя США и Европы, которые поставляют программно-аппаратные комплексы (ASSET InterTech Inc. и CORELIS Inc – США; GOEPEL Electronic – Германия; JTAG Technologies – Нидерланды). Такие разработки называются BS-тестеры.[1]

Вот ряд программно-аппаратных комплексов, которые заслуживают доверие своих пользователей:

Ø          ScanWorks фирмы Asset InterTech

Ø          ScanExpress фирмы Corelis

Ø          ProVision фирмы JTAG Technologies

Ø          onTAP фирмы Flynn Systems

Ø          XJTAG фирмы XJTAG

Ø          SourceWizard и ScanMaster фирмы Acculogic

Выводы

Технология Boundary-Scan цифрового стандарта IEEE 1149.1 легко завоевала своё место в Европе, продолжая при этом активно развиться. Для современных больших интегральных схем пока не найдено способа диагностирования с более высоким тестовым покрытием. Поэтому в ближайшие несколько лет такой способ тестирования в диагностике будет актуальным в странах СНГ.

Промышленное тестирование не является единственным применением последовательной шины сканирования и TAP-порта. Из-за простоты доступа в целях тестирования и легкости разработки тестов Boundary-Scan часто и вполне успешно используется для тестирования опытных образцов и выявления производственных дефектов.

В дополнение к тестированию, JTAG-инфраструктура может использоваться также для программирования флэш-памяти и ПЛИС уже после сборки платы. Успешное программирование флэш-памяти требует доступ к шинам адреса и данных, а также контрольным выводам микросхемы памяти через ячейки периферийного сканирования.

 

Литература

 

1.      В.Рустинов, А.Городецкий ««Разделяй и властвуй» – принцип граничного сканирования»

2.      Городецкий A., Курилан Л. «Системы поддержки граничного сканирования ProVision и onTAP», «Производство электроники» 2008, № 3.

3.      Городецкий A., Курилан Л. «Введению в технологию граничного сканирования», «Производство электроники» 2007, № 5.

4.      Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. — СПб.: БХВ – Санкт-Петербург. — 2000. — 528 с.: ил.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info Идея сайта - Студия веб-дизайна Zinet