Leiterplattendesign
Für das Testen entwickeln
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Überprüfung von Testbarkeit und Fehlerabdeckung
Wenn der Test auf JTAG beruht, kann die Testbarkeit des Designs berechnet werden. Eine Software wie JTAG ProVision beinhaltet eine integrierte Analysefunktion zur Testbarkeit und Fehlerabdeckung mit Testbarkeitsdaten auf Netzknoten- und Pinebene. Wenn die Testbarkeitsziele noch nicht erreicht sind, kann das Design direkt im Schaltplan oder auf den Layoutzeichnungen korrigiert werden. Ein Vergleich der gesamten Fehlerabdeckung mit der berechneten Testbarkeit der Baugruppe zeigt schnell, ob noch zusätzliche Tests entwickelt werden müssen. Die intensive Beobachtung der Testbarkeit des Designs und der Fehlerabdeckung der Tests hält nicht nur die Testkosten niedrig, sondern unterstützt dabei, Produkte in besserer Qualität schneller auf den Markt zu bringen.
JTAG für den Test und die In-System-Programmierung
Der JTAG-Test und die In-System-Programmierung nutzen Ressourcen (Boundary-Scan-Register, Debug-Register usw.), die in die Bauteile der Boards integriert sind. Auf diese eingebetteten Ressourcen kann sehr einfach mittels eines JTAG-Controllers zugegriffen werden, der den PC mit dem JTAG-Port des Prüflings verbindet. Für höhere Anforderungen stehen modernste Hochleistungs-JTAG-Controller zur Verfügung.
Die Anwendungen, das Debuggen, Testen und die In-System-Programmierung programmierbarer Logiken (FPGAs und (C)PLDs) oder Flash-Speicher hängen von der benutzten Software ab. Für grundlegende Tests kann es genügen, Verbindungen interaktiv „durchzuklingeln“ und Cluster (das heißt Nicht-Boundary-Scan-Bauteile, die von Boundary-Scan-Bauteilen umgeben sind) interaktiv zu verifizieren. Erweiterte Funktionen und ein höherer Automatisierungsgrad, zum Beispiel die automatische Erstellung verschiedener Boundary-Scan-Anwendungen oder Sequenzen von Test- und In-System-Programmierungsaktivitäten, lassen sich durch Hinzufügen weiterer Software-Module einfach realisieren.
Ein einfacher Controller und einige interaktive Testmöglichkeiten können – zusätzlich zum normalen Funktionstest-Setup – genügen, um sowohl Prototypen als auch kleine Produktionslose zu debuggen und zu testen. Der JTAG-Controller und eine Test- und In-System-Programmier-Software können eigenständig verwendet oder in den Funktionstest integriert werden. JTAG- und In-System-Programmierlösungen können in einem weiten Bereich skaliert werden: von einem einfachen Controller mit grundlegender Test-Software bis zum voll ausgestatteten System mit automatischen Anwendungsgeneratoren und anspruchsvollen Sequenzierungsmöglichkeiten. JTAG ist ein kostengünstiger Ansatz: nicht nur für die Großserie, sondern auch für den Test von Prototypen und Kleinserien.
Selbst wenn nur ein einziges Bauteil auf der Baugruppe über Boundary-Scan-Strukturen verfügt, lässt sich der JTAG-Test schon nutzen. Je mehr JTAG-Zugang auf der Baugruppe vorhanden ist, desto höher ist die über JTAG erreichbare Fehlerabdeckung. Wie umfassend der JTAG-Zugang zu einer Baugruppe ist, hängt nicht nur von der Anzahl der vorhandenen Boundary-Scan-Bauteile ab, sondern auch von ihrem Typ. Wenn bei einem CPU- oder FPGA-zentrierten Design nur diese Bauteile über ein Boundary-Scan- und/oder Debug-Register verfügen, kann die Fehlerabdeckung über JTAG bereits sehr hoch sein.
Abdeckung analoger und digitaler Signale
Baugruppen enthalten meist einen Mix aus analogen und digitalen Schaltungen. JTAG/Boundary Scan ist im Wesentlichen auf digitale Signale begrenzt (auch wenn ein analoger Boundary-Scan-Standard existiert). Wenn JTAG mit einem Funktionstest kombiniert wird, erfolgt der Test der analogen Signale häufig über die beim Funktionstest genutzten Instrumente. Wenn JTAG mit In-Circuit- oder Flying-Probe-Testsystemen kombiniert wird, was bei der Produktion höherer Stückzahlen häufig der Fall ist, wird der Test der analogen Signale vom In-Circuit- oder Flying-Probe-Tester übernommen. Für die analogen Schaltungen einer Stand-alone-Baugruppe bietet JTAG Technologies Boundary-Scan-Systeme mit Mixed-Signal-I/O-Fähigkeiten (JTAG-Controller, I/O-Module und Software).
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