Információ

Boundary Scan, JTAG, IEEE 1149 oktatóanyag

Boundary Scan, JTAG, IEEE 1149 oktatóanyag

Az 1990-es évek elejének bevezetése óta a határolvasás, más néven JTAG vagy IEEE 1149, a táblák tesztelésének alapvető eszközévé vált a fejlesztésben, a gyártásban és a területen. A JTAG, a határolvasás olyan tesztelési technika, amely lehetővé teszi az információ megszerzését a tábla állapotáról, ha nem lehet hozzáférni az összes csomóponthoz, amelyre más teszteszközök használata esetén lenne szükség.

Tekintettel arra, ahogyan az utóbbi években nőtt a táblák sűrűsége, általában nagyon nehéz megvizsgálni az elektronikus áramköröket és megszerezni az ezen táblák teszteléséhez szükséges információkat. Mivel a JTAG, a határolvasás lehetővé teszi egy tábla nagy részének tesztelését, csak minimális hozzáféréssel, ma már széles körben használják az elektronikus áramkörök tesztelésére életük minden szakaszában. Tekintettel arra a tényre, hogy a tesztek más formáihoz hozzáférés szükséges a körömágyak tekintetében, míg másoknak a tábla sokféle helyét kell megvizsgálni, a határolvasás egyedülálló megoldást kínál számos tesztkövetelményre.

Bár a JTAG, a határolvasási technika az áramkörök tesztelésére irányul, rugalmassága lehetővé teszi, hogy sokféle alkalmazásban alkalmazzák, beleértve a tesztalkalmazásokat is:

  • Rendszer szintű teszt
  • BIST hozzáférés
  • Memória tesztelés
  • Flash programozás
  • FPGA / CPLD programozás
  • CPU emuláció

Noha a tesztelés továbbra is a határellenőrzés fő alkalmazása, látható, hogy más alkalmazásokban is hasznos. Rugalmasságára tekintettel a technikát széles körben használják, és hatékony eszköz mind a fejlesztési, mind a gyártási alkalmazásokban.

Határellenőrzési előzmények

Mivel a táblákhoz való teszteléshez való hozzáférés hiánya problémává kezd válni, 1985-ben létrehoztak egy csoportot, az úgynevezett Joint Test Action Group (JTAG) nevű csoportot. Célja az volt, hogy foglalkozzon az elektronikai gyártók tesztstratégiáiban és lehetővé tenni a tesztek elvégzését ott, ahol más technológiák nem férhetnek hozzá.

A felületi rögzítési technológia és a további miniatürizálás bevezetése azt jelentette, hogy az emberek attól tartottak, hogy a tesztekhez való hozzáférés erősen korlátozott lesz. Ennek leküzdéséhez új stratégiákra lenne szükség.

A határleolvasás eredeti célja a meglévő technikák kiegészítése volt, beleértve az áramkörön belüli tesztet, a beépített funkcionális tesztet és más technikákat, valamint olyan szabvány biztosítása, amely lehetővé teszi a digitális, analóg és vegyes jelű áramkörök tesztelését.

A határolvasás kidolgozott szabványát az Institute of Electrical and Electronics Engineers, az IEEE az USA-ban IEEE 1149 néven fogadta el. A szabvány első kiadása, az IEEE 1149, 1990-ben jelent meg. Az IEEE 1149 célja az volt, hogy tesztelje a táblákra, modulokra, hibridekre és más hordozókra szerelt integrált áramkörök összekapcsolását. Mivel az elektronikai áramkörökkel kapcsolatos problémák többsége az összekapcsolásokkal fordul elő, az IEEE 1149 tesztstratégia feltárná a legtöbb problémát.

1993-ban kiadták a határolvasás, az IEEE 1149 szabvány felülvizsgált változatát, amely számos pontosítást, fejlesztést és javítást tartalmazott. Aztán 1994-ben sor került az IEEE 1149 szabvány újabb kiadására. Ezzel bevezették a Boundary Scan Description Language-t, a BSDL-t. Ez lehetővé tette a határolvasási tesztek közös nyelven történő megírását, ezáltal javítva a tesztek írásának és a kód újrafelhasználásának módját, ezáltal megtakarítva a fejlesztési időt.

Különbség a határolvasás, a JTAG és az IEEE 1149.1 között

A határvizsgálat, a JTAG és az IEEE 1149.1 kifejezések kissé eltérő dolgokat jelentettek. A technológia fejlődésével a kifejezések kissé eltérő jelentést kaptak.
  • Határvizsgálat: Ez arra a vizsgálati technológiára vonatkozik, amikor további cellákat helyeznek el a szilíciumtól a külső csapokig vezető vezetékekben, hogy a chip és a kártya működőképessége megállapítható legyen.
  • JTAG: A JTAG kifejezés a kommunikációhoz használt interfészre vagy teszt hozzáférési portra utal. Magában foglalja a TCK, TDI, TDO, TMS stb. Kapcsolatokat. Bizonyos alkalmazásoknál ez az interfész felhasználható a chip magjában lévő belső eszközök lekérdezésére vagy kommunikálására.
  • IEEE 1149.1: Ez az IEEE szabvány meghatározó tesztlogika, amely beépíthető egy integrált áramkörbe, hogy szabványosított megközelítéseket nyújtson az áramköri kártyával való összeköttetések, magának az integrált áramkörnek a teszteléséhez, vagy az áramkör normál működése során az áramkör aktivitását módosító vagy megfigyelő formát.

A határolvasás alapjai

A JTAG, határolvasási teszt technikája a határleolvasással kompatibilis eszközök minden külső kapcsolatába beépített eltolásregiszter retesz cellát használ. Egy határolvasó cella van az egyes I / O tűk szomszédságában lévő integrált áramköri vonalakban, és eltolásregiszteres módban használva adatokat továbbíthat a készülék következő cellájára. Meghatározott be- és kilépési pontok vannak az adatok be- és kilépésére az eszközbe, ezért lehetséges több eszköz összekapcsolása.

Normál üzemi körülmények között a cella úgy van beállítva, hogy nincs hatása és láthatatlanná válik. Ha azonban az eszköz teszt üzemmódra van állítva, akkor lehetővé teszi a soros adatfolyam (tesztvektor) átadását az egyik műszakregiszter retesz cellájából a másikba. Egy eszköz határolvasó cellái képesek befogni az integrált áramkörből származó adatokat, vagy rájuk kényszeríteni az adatokat. Ilyen módon egy tesztrendszer, amely adatfolyamot tud bejuttatni a váltási regiszter láncba, állapotokat állíthat fel a táblán, és figyelemmel kísérheti az adatokat is. Egy soros adatfolyam felállításával, a helyére rögzítésével, majd a visszatérő adatfolyam figyelemmel kísérésével elérhetővé válik a kártya áramkörei és ellenőrizhető, hogy a visszatérő adatfolyam megfelel-e a vártnak. Ha igen, akkor a teszt sikeres lehet, de ha nem, akkor a határolvasó rendszer észlelte a problémát, amelyet tovább lehet vizsgálni.

JTAG interfész

Számos JTAG vezérlő és adatsor alkotja a teszt hozzáférési portot, a TAP-ot. Ezek a TCK, TMS és az opcionális TRST vonalak néven ismert vonalak párhuzamosan kapcsolódnak a határolvasási lánc chipjeihez. A TDI-nek (bemenet) és a TDO-nak (kimenet) kijelölt kapcsolatok összekapcsolódnak egymással, hogy utat biztosítsanak a határolvasó chipek körül az adatok számára. Az adatokat az első chip TDI-be küldik, majd az első chip TDO-ját a következő és így tovább TDI-hez kötik. Végül az adatokat a százszorszéplánc utolsó IC-jének TDO-jából vesszük.

  • KOPPINTSON A Tesztelérési port - A tesztelérés-vezérlőhöz társított csapok.
  • TCK Tesztóra - ez a tű az órajel, amelyet a határolvasó rendszer időzítésének biztosítására használnak. A TDI az értékeket a TCK emelkedő szélén lévő megfelelő regiszterbe helyezi át. A kiválasztott regiszter tartalma TDO-ra tolódik a TCK zuhanó szélén.
  • TDI Tesztadatok bevitele - A tesztelési utasítások ezen a csapon keresztül helyezkednek el a készülékben.
  • TDO Tesztadatok kimenete - Ez a tű biztosítja a határolvasási regiszterek adatait, vagyis a tesztadatok eltolódnak ezen a csapon.
  • TMS Tesztmód kiválasztása - Ez a bemenet, amely a TCK emelkedő szélén is átkattint, meghatározza a TAP vezérlő állapotát.
  • TRST Teszt alaphelyzetbe állítása - Ez egy opcionális aktív alacsony teszt alaphelyzetbe állító tű. Lehetővé teszi az aszinkron TAP vezérlő inicializálását más eszköz vagy rendszer logikájának befolyásolása nélkül.

További információ a JTAG interfész / TAP

Alkalmazások határolvasásra

A JTAG, a határolvasás ideális teszteszköz sok alkalmazásban. A határellenőrzés legnyilvánvalóbb alkalmazásai a termelési környezetben találhatók. Itt tesztelhetők a táblák, és megfelelően tesztelhetők azok a problémák, amelyek egyébként nem fedezhetők fel a tesztelérés hiánya miatt. Valójában a határolvasási technológiát más technológiákkal kombinálják, így biztosítva az úgynevezett kombinációs tesztelőt.

A határvizsgálat mellett a JTAG, az IEEE 1149, a gyártási tesztben is felhasználható számos más tesztelési szcenárióban, beleértve a termékfejlesztést és a hibakeresést, valamint a terepi szolgáltatást. Ez azt jelenti, hogy a határolvasási kód újból felhasználható a tesztterületekhez, és így a költségek feloszthatók ezekre az alkalmazásokra. Ez nemcsak azt jelzi, hogy a határolvasás hatékony eszköz, de pénzügyileg is vonzóvá teszi.

Programgenerálás

A fejlesztések egyik fő költsége manapság a szoftver költsége, és ez különösen igaz a határellenőrzésre, ahol kevés a hardver. Ez azt jelenti, hogy bármilyen megtakarítás, amelyet a szoftverfejlesztéshez szükséges idő alatt el lehet érni, jelentősen csökkentheti a költségeket. Ennek megfelelően a tesztprogram-generátor (TPG) a határolvasó rendszer szerves része.

A tesztprogram-generátorhoz általában az áramkörben található határolvasó komponensek tesztelt egység (UUT) és a Boundary Scan Description Language (BSDL) fájljainak hálózati listája szükséges. Ezzel az információval a tesztprogram-generátor létrehozhatja a teszthez használt tesztmintákat. Ezek lehetővé teszik a rendszer számára, hogy észlelje és elszigetelje az áramkörön belüli összes, határellenőrzéssel tesztelhető hálózat hibáját. Az is lehetséges, hogy a tesztprogram-generátor tesztvektorokat hozzon létre, amelyek lehetővé teszik a rendszer számára, hogy hibákat észleljenek a csomópontokon vagy a csapokon kívüli szkennelési komponenseken, amelyeket határolvasó eszközök vesznek körül

A JTAG, határolvasás, az IEEE 1149 egy tesztelési technika, amely mára jól bevált. Annak ellenére, hogy használatához tesztprogramokat kell létrehozni, ennek ellenére nagyon költséghatékony módszert kínál a tesztvektorok elektronikus áramköri kártyához való hozzáférésének megszerzésére. Ha az áramköri ingatlanok felárral járnak, a szonda vagy a hozzáférési pontok más típusú elektronikus tesztelési technológiákhoz való hozzáadásának költségei megfizethetetlenek lennének, ha valóban lehetséges lenne. Ennek megfelelően a határolvasás számos tesztproblémára megoldást kínál olyan költséggel, amely amortizálható több tesztkörnyezetben a fejlesztéstől a gyártási teszten át a terepi tesztig. Mindezen környezetekben a határolvasás hatékony megoldást nyújt, mind teljesítmény, mind költség tekintetében.

Nézd meg a videót: Basics of JTAG. boundary scan; Webinar W1 - Part 2 (November 2020).