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Embedded System Access – Testzugriff in neuen Dimensionen

Was tun, wenn der physikalische Zugriff auf Chips und Boards nicht mehr möglich ist?

8. August 2012, 15:05 Uhr | Thomas Wenzel, Geschäftsführer von GÖPEL electronic, Jena

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Der neue Ansatz: E.S.A.

ESA ist eine eigenständige Klasse, die eine Vielzahl nichtinvasiver Zugriffstechnologien konsistent vereint. Dazu gehören vor allem:

Boundary-Scan Test (IEEE Std 1149.1/.4/.6/.7)
Processor-Emulation Test (PET)
Chip-Embedded Instrumentation (IJTAG, IEEE P1687)
In-System Programming (ISP)
Core-Assisted Programming (CAP)
FPGA-Assisted Test (FAT)
FPGA-Assisted Programming (FAP)
System JTAG (SJTAG)

Eine genauere Analyse wichtiger ESA-Technologien auf Board-Level zeigt große Unterschiede in den Wirkungsweisen und Zielstellungen. Die Matrix in Tabelle 1 spiegelt den komplementären Charakter der einzelnen Prinzipien deutlich wider. Bereits hieraus lässt sich ableiten, wie wichtig ATE-Plattformen sind, die sämtliche Technologien einheitlich unterstützen.

Auch im sehr wichtigen Bereich der Programmierung existieren völlig unter-schiedliche ESA-Technologien (siehe Tabelle 2). Allerdings nutzen sie zum Großteil die gleiche Infrastruktur wie die bereits beschriebenen Lösungsansätze zum Test. Diese Situation ermöglicht sehr hohe Synergien zwischen Test und Programmierung.

Fundamentaler technologischer Umbruch

Der Übergang zum Embedded System Access bedeutet keine marginale Anpassung der Art und Weise wie Test- oder Programmiervektoren gehandelt werden, sondern muss als fundamentaler technologischer Umbruch verstanden werden. Dazu gehören insbesondere

Integration der Testelektronik in das zu testende System
Untrennbare Kopplung von Funktions- und Testelektronik im Systemdesign
Ausprägung von Testzentren mit unterschiedlichen Fähigkeiten
Stark erweiterte Vielfalt an Test- und Programmierstrategien
Möglichkeiten zur Nutzung über den gesamten Produktlebenszyklus
Flexibilität einer rekonfigurierbaren Pin-Elektronik durch FPGA
Einsatz völlig neuartiger Instrumentierungsplattformen

Bei der praktischen Nutzung des Embedded System Access findet im Prinzip eine Transformation vom rein funktionalen Design in einen temporären Test-Mode statt. In diesem Betriebszustand ist die eingebettete Pin-Elektronik dann in der Lage, die gesamte Unit Under Test (UUT) durch Partitionierung in einzelne Blöcke und strukturelle Elemente zu testen.

In Abhängigkeit von der konkreten Implementierung des Embedded System Access ergibt sich eine Fülle von Applikationen. Dabei ist derzeit besonders der FPGA- basierende Test ein Technologietreiber für immer komplexere Test- und Measurement-Funktionen. Dazu zählen Applikationen wie

Spannungsmessungen
Frequenzmessungen
Temperaturmessungen
Bit Error Rate Tests (BERT) für Highspeed-Signale
Impulszähler
Logic Scopes

und viele andere mehr.

Dabei ist es von großem Vorteil, dass die Signale und Messergebnisse direkt in der Schaltung gewonnen werden, also nicht durch unnatürliche Störquellen wie mechanische Probes, Kabel, zusätzliche elektrische Lasten etc. verfälscht sind. Dadurch werden die Test- und Messvorgänge nicht nur genauer, sondern können auch besser reproduziert werden.

Obwohl bisher primär JTAG als Testbus genannt wurde, existieren in der Praxis eine Vielzahl proprietärer Bus-Interfaces. Das gilt vor allem für die Debug-Interfaces von Prozessoren wie z.B. Serial Wire Debug, Spy-Bi-Wire oder Background Debug Mode. Daraus ergeben sich für die ATE-Anbieter hohe Anforderungen bezüglich der Flexibilität des externen Testbus-Controllers.