基于边界扫描的板级互连测试模型研究

2011-10-17 09:07:37来源: 互联网

0 引 言
    边界扫描技术是联合测试行动组JTAG(Joint Test Action Group)于1987年提出一种电路测试方法,并于1990年被IEEE接纳,形成了IEEE 1149.1标准。因此边界扫描技术也被称为JTAG测试技术。随着大规模集成电路的发展,JTAG测试技术得到了越来越广泛的应用,尤其是在电路板制造行业中,很多工厂已经把其作为必备的生产测试流程。
    能够进行JTAG测试的电路板必须采用支持IEEE 1149.1标准的电子元器件,这里称为BS(Bound—ary Scan)器件。BS器件的管脚和内部逻辑电路之间增加了由移位寄存器构成的边界扫描单元,各边界扫描单元串行连接。把电路板上的所有BS器件连接起来,就形成了边界扫描链。通过串行扫描方式设定和读取器件管脚的状态,实现对电路板的测试和诊断。
    电路板的JTAG测试包括以下3个步骤:
    第一步:测试边界扫描链的完整性,确保JTAG的扫描链路和各个接口工作正常。这一步是JTAG测试的基础,必须在其他测试开始之前进行;
    第二步:测试电路板各BS器件管脚之间的互连;
    第三步:对电路板上的可编程逻辑器件进行在线编程。
    在此主要研究BS器件管脚之间的互连测试。互连测试采用网络互连模型,用网络描述电路板上的互连,把网络之间的短路和开路作为电路板的故障模型。实际上,电路板在制造过程中发生的故障有其特殊的成因,根据这些特点,可以进一步细化网络互连模型的故障模型,使之更加符合电路板制造业的实际缺陷,从而提高工厂 JTAG测试的效率。
    在以下章节里,首先介绍网络互连模型,并给出了传统的故障模型,然后根据电路板制造业的特点,对传统故障模型进行了扩展,给出了一种更贴近电路板生产实际的故障模型,最后提出了基于新故障模型的测试方案。

l 电路板的网络互连模型
    JTAG互连测试采用网络互连模型。其核心思想是把电路板上元器件管脚之间的连接描述为网络。一个网络是由1个输入节点、1个输出节点,和1根连接输入/输出节点的导线构成的,图1是网络的示意图。网络的输入、输出点对应着电路板上存在互连关系的2个管脚,网络的导线对应着这两个管脚之间的基板导线。
    把电路板上所有的管脚互连都定义成网络,就构成了网络表。图2是一个由5个网络组成的网络表。

JTAG技术提供了一套写入和读取机制,通过JTAG可以把测试代码串行加载到网络表的各个输入点,然后从输出点串行读出测试结果。通过对测试结果的分析,来检查网络是否发生了故障。
    在对网络进行互连测试时,涉及到以下几个概念:
    并行测试向量PTV(Parallel Test Vector):在一次测试循环中,加载到各网络上的测试代码构成的向量,记为vpj,j=1,2,…,P。对某个固定的电路板而言,它的PTV维数是确定的.等于网络的总数N。
    并行响应向量PRV(Parallel Response Vector):采用某个PTV进行测试所得到的测试响应向量称为并行响应向量,记为rpj,j=1,2,…,P。
    串行测试向量STV(Sequential Test Vector):在多次测试循环中施加到同一网络的测试代码构成的向量,记为vQj,j=1,2,…,N。STV的数量等于网络的总数N,其维数等于测试循环的次数(或PTV的数目)。
    串行测试响应向量SRV(SeqLlential Response Vector):网络在输入一定的STV后的输出响应向量为串行测试响应向量,记为rQj,j=1,2,…,N。当网络无故障时,其SRV与STV相同。
    测试矩阵:以PTV为列向量,STV为行向量构成的矩阵。
    故障征兆:当某个网络存在故障时,表征故障的SRV称为故障征兆,记为Sfi。

2 传统的互连故障模型(故障模型1)
    传统的互连故障模型包括2种故障:一种是单个网络输出呆滞。另一种是几个网络之间发生短路。如图3所示。

[1] [2] [3]

关键字:边界扫描  板级互连测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1017/article_3722.html
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