Chip-interne Validierungs-, Test- und Debug-Routinen vom Chip über das Board bis hin zum Feldtest
ScanWorks sieht, was der Chip sieht
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
ScanWorks sieht, was der Chip sieht
Klingt ganz so, als läge in dieser Technik die Zukunft für die Design-Validierung.
Absolut. Viele Hersteller implementieren ja auch Embedded-Instrumentierung zur Validierung ihrer Designs, weil sie damit viel mehr erreichen und ein Design entsprechend schneller validieren können. Sie können eine ganze Testsuite starten und sich ein paar Stunden später die Ergebnisse holen. Aber der entscheidende Pluspunkt der Embedded-Instrumentierung ist die Portabilität der Validierungs- und Test-Routinen über den ganzen Lebenszyklus des Systems hinweg. Weil die Tests an die Instrumente im Chip gekoppelt sind, wandern sie mit den Halbleitern in die Board-Fertigung und -Montage, wo sie eine bessere Testabdeckung auf der Leiterplattenebene bieten. Später, nach der Installation der Systeme, können sie auch noch für die Fehlersuche und den Service im Feld genutzt werden.
Inwiefern profitiert ein Systemhersteller von Embedded-Instrumentierung?
Es gibt eine Reihe berührungsloser Technologien, die Tools für Embedded-Instrumentierung unterstützen. Von unserer Warte aus betrachtet ist eine softwarebasierte Plattform das beste Konzept, mit dem der Anwender gezielt die erforderlichen Technologien und Tools implementieren kann. Boundary-Scan ist wichtig, weil es den berührungslosen Zugang zu Chips auf Leiterplatten erlaubt und eine hervorragende Möglichkeit bietet, die Strukturtestabdeckung in Bezug auf »Shorts« (Kurzschlüsse) und »Opens« (offene Verbindungen) zu verbessern. Dann gibt es auch noch den PCT-Test, also den Processor-Controlled Test. Dabei dient der Prozessor auf einer Leiterplatte als Basis für die Embedded-Instrumentierung. Diese übernimmt die Steuerung des Prozessors unabhängig von etwaiger Systemsoftware und führt Funktionstestroutinen auf dem gesamten Board mit realer Geschwindigkeit durch.
Gibt es noch andere Embedded-Instrumentierungs-Techniken?
Selbstverständlich. Wir sprechen hier von einem hochdynamischen Branchensegment. Über die High-Speed-I/O-Validierung haben wir bereits gesprochen. Es gibt aber auch Tools, die sich die Embedded-Instrumentierung von Intel zunutze machen, die sich Interconnect Built-In Self Test, kurz IBIST, nennt. Wie Sie wissen, hat Intel bekannt gegeben, dass seine Core-Prozessoren der zweiten Generation, Codename Sandy Bridge, im 22-Nanometer-Verfahren gefertigt werden. Und das kann zu einigen ernst zu nehmenden Herausforderungen führen. Glücklicherweise können Tools, die den in diesen Chips eingebetteten IBIST nutzen, die Signalintegrität auf High-Speed-Bussen mithilfe von Bit-Error-Rate-Tests, Margining-Tests und Mustergenerierung validieren. Solche Tests können auch Strukturfehler während der Fertigung aufdecken.
Welche Zukunft sehen Sie für die Embedded-Instrumentierung?
Derzeit sind viele interessante Entwicklungen im Gange. Es gibt breite Unterstützung für eine Reihe von Standards, die erst vor kurzem verabschiedet wurden bzw. deren Einführung kurz bevorsteht. Der erweiterte Boundary-Scan-Standard IEEE 1149.7, der letztes Jahr ratifiziert wurde, wird Auswirkungen auf die Methoden haben, die wir für den Abruf, die Automatisierung und die Auswertung des Outputs von Instrumenten verwenden, die auf SoC-Komponenten, 3D-Chipstacks und Leiterplatten eingebettet sind. Ein weiterer Standard, der IEEE P1687 Internal JTAG, kurz IJTAG, befindet sich gerade in der Entwicklung; einer der Cheftechnologen von Asset ist übrigens Co-Chairman der zuständigen Arbeitsgruppe. Der IJTAG-Standard ist sehr vielversprechend, weil er die Schnittstelle zu den embedded-Instrumenten standardisiert, was wiederum bedeutet, dass die Instrumente in einer beliebigen Zahl von Bausteinen wiederverwendet und eingebettet werden können.
Welche Auswirkungen auf die Industrie sind vom IJTAG-Standard zu erwarten?
Wir und einige unserer großen Anwender wie Flextronics gehen davon aus, dass dieser Standard eine große Wirkung haben wird. Eine interessante Anwendung wird wahrscheinlich die Platzierung von Instrumenten in einem FPGA sein, um Validierung, Tests und Debugging in verschiedenen Phasen des Lebenszyklus durchzuführen. Dies lässt sich effizienter bewerkstelligen, wenn diese Instrumente alle mit ein und demselben Schnittstellenstandard arbeiten. Dann kann eine Tool-Plattform wie ScanWorks als Schnittstelle zu diesen embedded-Instrumenten fungieren, wobei die Benutzer einfach die Tests oder Validierungsroutinen auswählen, die sie implementieren möchten. Der Anwender muss dabei nichts über die interne Funktionsweise der Testroutinen oder Instrumente wissen. Er nutzt einfach nur das Tool.
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