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边界扫描检测系统


产品背景:

随着微电子技术进入超大规模集成电路时代,电路的高度复杂性及多层印制板、表面贴装(SMT)、圆片规模集成(WSI)和多芯片模块(MCM)技术在电路系统中的运用,使得电路节点的物理可访问性正逐步削减以至于消失,电路和系统的可测试性急剧下降,测试费用在电路和系统总费用中所占的比例在不断上升。针对电路的器件布局日益复杂、元器件复杂的封装、密集的管脚;线路板小型化、线越来越细等这些问题就会给电路的线路检测、线路板故障的检查以及排除和FLASH、CPLD ISP(在线编程)带来很大的麻烦,用传统的ICT(线路检测设备)已经很难,甚至不可能解决这些问题,因此人们开始寻求更方便、更快捷的方式来替代传统的检测手段。现在一种叫边界扫描的技术越来越多引起人们的注意,应用比较广泛的是JTAG接口协议,基于JTAG协议而开发的边界扫描产品也越来越多。

边界扫描测试是在 20 世纪 80 年代中期作为解决 PCB 物理访问问题的 JTAG 接口发展起来的,基于JTAG协议而开发的边界扫描产品也越来越多。

JTAG测试的广泛应用和科技的发展,适用于JTAG测试的工业标准也在逐步推进,从最初的用于互连测试的IEEE 1149.1工业标准,到1999年推出的适合数模混合测试的IEEE Std 1149.4-1999,再到2000年推出的可以对Flash,CPLD,FPGA进行ISP(In System Programming系统内编程)的IEEE 1532-2000。JTAG测试的功能逐渐强大和完善,从而在更多的领域得到越来越广泛地应用,并已成为国际上通用的电路板测试方法。


公司介绍:

美国ASSET InterTech边界扫描公司是一家有15年历史,专业从事边界扫描技术开发与研究的公司,其开发的边界扫描工具在销售市场的占有率第一,并且与摩托罗拉,诺基亚,思科等知名公司有着长期良好的合作关系,在边界扫描项目中连续三年获得Best in Test大奖,参与(IEEE1149.1, 1149.4, 1532,1149.6,IJTAG)标准的制定,在业内享有良好的口碑和信誉。

美国的ASSET 公司利用边界扫描的技术开发了的线路检测设备,相对于传统的检测方式,ASSET公司开发的新产品具有尺寸小、使用方便以及可靠性高等特点。


ScanWorks 测试系统组成

ScanWorks测试软件结构:

★  根据网络表和JTAG芯片的BSDL文件,产生包含所需要的测试数据串(脉冲序列代码)的测试程序;

★  生成存储器和可编程器件在线烧录数据,除此之外,ScanWorks测试软件基本功能还包括:生成测试覆盖率报告、测试错误的分析诊断(管脚级)及图形显示、程序调试、执行存储器测试、可编程器件程序烧录。

ScanWorks测试系统硬件结构:

★  将程序中的测试数据串(脉冲序列代码)转换成实际的脉冲序列,输出给待测电路板,并且接收测试数据回到测试系统中,从而实施测试。简单的讲就是测试系统与待测电路板的通讯接口。

ScanWorks测试系统硬件基本包括:

★  一台PC, Windows XP,2000 or NT的操作系统

★  卡式JTAG控制器(PCI-100,PCI-400 PCI card)

★  接口适配盒

★  电缆


边界扫描原理:

IEEE 1149.1 标准规定了一个四线串行接口(第五条线是可选的),该接口称作测试访问端口 (TAP),用于访问复杂的集成电路 (IC),例如微处理器、DSP、ASIC 和 CPLD。 除了 TAP 之外,混合 IC内部也包含移位寄存器和状态机,以执行边界扫描功能。 在 TDI(测试数据输入)引线上输入到芯片中的数据存储在指令寄存器中或数据寄存器中。 串行数据从TDO(测试数据输出)引线上离开芯片。 边界扫描逻辑由 TCK(测试时钟)上的信号计时,而且 TMS(测试模式选择)信号驱动 TAP 控制器的状态。 TRST*(测试重置)是可选项,而且可作为硬件重置信号。 在 PCB 上可串行互连多个可兼容扫描功能的 IC,形成一个或多个边界扫描链,每一个链有其自己的 TAP。 每一个扫描链提供电气访问,从串行 TAP 接口到作为链的一部分的每一个 IC 上的每一个引线。 在正常操作过程中,IC 执行其预定功能,就好像边界扫描电路不存在。 但是,当为了进行测试或在系统编程而激活设备的扫描逻辑时,数据可以传送到 IC 中,并且使用串行接口从 IC 中读取出来。 这样的数据可以用来激活设备核心,将信号从设备引线发送到 PCB 上,读出 PCB 的输入引线并读出设备输出。


应用方案:


应用范围:

★  准确的测试线路的开短路

★  解决PCB测试点减少的问题(针对于物理探测点少)

★  测试晶片的焊接问题 (特别是BGA)

★  可以直接在板上通过边界扫描芯片对可编程晶片进行编程(包括FLASH和CPLD等)

★  对新产品的测试使用时间短

★  快速生产测试可以节省测试时间

★  高级与快速板卡修理

★  测试和技术再利用 (产品周期), 随时 –随地测试 – 无需培训。