Ground Bounce – die Pest des Testens?
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Ground Bounce entdecken – mit den richtigen Tools
Das Fehlverhalten des Prüflings zeigt sich zunächst nur in einem Abbruch des Interconnection-Tests mit einer Diagnosemitteilung, dass der Scanpfad ab einer bestimmten Stelle unterbrochen ist. Der Fehlerort gibt bereits einen Hinweis auf den problembehafteten Baustein. Die Meldung ergibt sich aus der Überwachung der Testbusintegrität, welche die Fehlerfreiheit der JTAG/Boundary-Scan-Kette bei jedem einzelnen Schiebevorgang überprüft. Alle anderen Testprozeduren laufen jedoch einwandfrei.
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Detaillierte Untersuchungen ergaben in einem konkreten Fehlerfall, dass sich die JTAG/Boundary-Scan-Testlogik reproduzierbar bei einem bestimmten Stimulus-Vektor vom Testmodus in den Funktionsmodus umschaltete. Ursache hierfür war ein Reset des TAP-Controllers [1] durch impulsartige Anhebung des Massepegels – also ein Ground-Bounce-Problem mit entsprechenden Auswirkungen: Testprogramme werden dadurch unbrauchbar. Da aber beispielsweise der Interconnection-Test ein unverzichtbarer Bestandteil jeder Qualitätssicherungsstrategie und daher nicht substituierbar ist, ergeben sich folgende Alternativen:
- Zeitintensive manuelle Generierung der Testprogramme und der Diagnose durch den Testingenieur mit zusätzlichen Kosten und dem Problem einer eventuell verspäteten Prüfbereitschaft.
- Manuelle Unterteilung des Boards in separat zu testende Teileinheiten und mehrere ATPG-Durchläufe (Automated Test Program Generator). Fehler an Interfaces zwischen diesen separaten Testeinheiten werden in diesem Fall nicht erkannt (Fehlerschlupf).
- Einsatz von ATPG- und Diagnose-Tools mit Anti-Ground-Bounce-Fähigkeiten durch den Testsystemlieferanten.
Eine Entscheidung für letztgenannte Variante im Zusammenhang mit den Boundary-Scan-Tools der Firma Göpel electronic (www.goepel.com) basiert auf der Erkenntnis, dass es sich bei Ground Bounce um ein prinzipielles Problem handelt, welches künftig durch die rapide technologische Entwicklung (z.B. µBGA mit mehreren tausend Anschlusspins) drastisch an Bedeutung zunehmen wird und somit eine generelle Problemstelle von JTAG/Boundary Scan darstellt.
Das ATPG-Tool muss – wenn es Ground Bounce effektiv begegnen will – die Anzahl der gleichzeitig schaltenden Pins für potentiell Ground-Bounce-gefährdete ICs auf ein festlegbares Maximum begrenzen. Demgegenüber sollen alle anderen JTAG/Boundary-Scan-ICs normal behandelt werden, um die Anzahl der Testvektoren nicht unnötig zu vergrößern. Da vielpolige Bauelemente besonders Ground-Bounce-gefährdet sind, wird die Schaltzahl-Begrenzung nur für die ICs wirksam, die mehr Pins besitzen als im „Critical Pin Count“ festgelegt wird.
- Ground Bounce – die Pest des Testens?
- Beispiel-Prüfobjekt: Eine Telekommunikationsbaugruppe
- Ground Bounce entdecken – mit den richtigen Tools
- Gleichzeitig schaltende Pins begrenzen
