Prüf- und Testtechnik Chips testen sich selbst

Thomas Wenzel, Geschäftsführer Göpel electronic GmbH: "Die moderne Halbleitertechnologie kann durchaus Testfunktionen direkt in die Chips hinein verlagern. Daraus ergeben sich interessante Applikationen."
Thomas Wenzel, Geschäftsführer Göpel electronic GmbH: "Die moderne Halbleitertechnologie kann durchaus Testfunktionen direkt in die Chips hinein verlagern. Daraus ergeben sich interessante Applikationen."

Der Standard IEEE 1687 und „Embedded Instruments“ - eine in die Realität hineinwachsende Entwicklung in der Testtechnik. Worum es dabei geht, was Embedded Instruments bringen und wie die Realisierung aussieht klären wir in einem Exklusiv-Interview mit Thomas Wenzel, Geschäftsführer Göpel electronic GmbH.

Herr Wenzel, warum ist der neue Standard 1687 sinnvoll?

  Wenzel: "Die moderne Halbleitertechnologie mit ihrer weiter steigenden Integrationsfähigkeit verlagert immer mehr Systemfunktionen in Chips hinein, so dass der Zugriff auf Signalleitungen beispielsweise mit Tastköpfen oder Prüfnadeln von außen her immer seltener möglich ist. Auch die 3D-Technik, bei der Chips in einem Gehäuse übereinander angeordnet sind, geht in diese Richtung. Kommt dazu noch eine Gehäusetechnik wie beispielsweise BGA, bei der die IC-Anschlüsse unterhalb des Gehäusebodens angeordnet sind, dann wird klar, dass der physikalische Zugriff auf Signalleitungen zum Testen immer schwieriger wird.

Aus diesem Grund überlegt man schon seit langem in der Halbleiter- und auch in der Prüftechnik-Branche, wie man dem Problem des nicht mehr vorhandenen physikalischen Zugriffs auf Signalleitungen begegnen kann. Ein Prüfverfahren ist dabei das schon seit langem bekannte Boundary Scan, das sich seit über 20 Jahren in mehreren Varianten auch weiter entwickelt hat. Ein seit längerer Zeit schon zu beobachtender Trend ist dabei auch, BIST-Strukturen - Built-in Self Test - direkt in die Chips hinein zu implementieren. Doch diese Strukturen testen nur bestimmte Funktionen und geben keine Detailinformationen, beispielsweise über Signal-Kurvenformen oder Logikpegel, nach außen zum Entwickler.

Interessant ist deshalb der Ansatz der "Embedded Instruments", wobei man eine Art von Messtechnik auf dem Chip unterbringt, die dann ihrerseits nach außen hin die gewünschten Messwerte liefert. Bei Xilinx-FPGAs gibt es so etwas schon, allerdings in einer proprietären Art und nicht nach einem offenen zugänglichen Standard. Deshalb erscheint es durchaus sinnvoll, "Embedded Instruments" bzw. deren Zugriff einer Standardisierung näher zu bringen. Dies erfolgt derzeit im IEEE mit der Vorversion des Standards P1687 (auch IJTAG genannt bzw. Standard for Access and Control of Instruments Embedded within a Semiconductor Device, Internal JTAG)."