System JTAG:发展中的JTAG

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  电子行业中,已经能够很好地应用IEEE 11409.1边界扫描(JTAG)测试单块电路板卡。它还被较早采用的公司扩展到了多电路板(系统)测试(见图1),但是现在有明显的迹象表明,其他更多主流的公司正在开始对在系统全寿命期内最大限度提高边界扫描技术的使用充满兴趣。那么,这项应用涉及的技术是什么?一个公司如何着手规划边界扫描的系统级应用?
  
  首先,什么是系统?
  
  我们可以把系统定义为比带有元器件的印刷电路板(PCB)更强大的设计实体(design entity)。例如,一个系统可以是多个通过底板连接的板卡的集合(“多电路板系统”),或者是一个带有子卡/子子卡插件的复杂的母板。挑战就在于如何充分而经济地测试一个系统,以便将其交付给客户,并满足客户的期望。
  
  边界扫描如何协助系统测试?
  
  可以用三种方式实现(见图2):在系统投入批量生产以前,对样机系统的调试;交付客户前的系统试运行;以及现场维护。
  系统测试流程的规划涉及那些人员?基本上,任何人都将从这种扩展中受益,包括板卡设计师和测试工程师、系统设计师以及测试工程师、制造工程师、质量和可靠性工程师、现场维护工程师以及这些职能方面的经理们。
  在规划System JTAG时,他们应该考虑何种因素?
  共有12项主要因素,总结如下。
  


  1.定义系统级的测试目标和要求
  需要考虑何时进行检测(在线或者离线),诊断的精度(往往到最小的可替换单元),对于平均响应特性的影响和客户所要求的修复时间和平均停机时间,以及保修条件。
  2.测试的目标:需要何种测试?
  ·电路板一电路板互联测试,以检验底板连线和连接器的完整性。
  ·对于不关闭电源来插拔板卡(热插拔)的现场维护而言,测试的设计必须能重新认识替换过板卡的系统结构。
  此外也需要对闪存装置、CPLD和FPGA进行编程或者再编程。
  3.测试源
  一个主要的问题是:测试程序应该储存在何处——在板上(嵌入式测试)或者通过无线连接从远程输入?这些测试采用何种格式提供,返回的响应又是什么——JEDEC JESD71标准测试和编程语言?
  4.选择底板测试总线协议
  商用网关装置(见图1)设计的一个前提假设是底板测试总线基于4线的1 149.1协议,但也还有其他的选择,例如TCP/IP,Ethemet,USB,I2C(正如PICMA先进通信计算架构所采用的那样)。底板测试总线协议方面的决策,将考虑如下因素:可以获得何种总线形式,需要何种速度,有线接入还是无线接入,当然,还有成本。
  5.测试管理的接入地点:本地还是远程?
  与上一点紧密联系的一个问题,是如何管理测试流程。测试管理(见图1)是本地的(嵌入式或者并列的)还是远程的?本地管理的一个好处,就是“当场”作出诊断;而远程系统则是采用“移交”的方式来完成故障检测和定位。
  6.分级多分支(multi—drop)要求
  目前已有各种不同的多分支架构,其分类取决于多少块板卡具有板上微处理器(这些微处理器将按照指令设置成本地的测试控制器),使用何种类型的网关装置,以及底板测试总线的本质属性。
  7.底板一主板一子板结构
  在一个完全分级的架构中,需要选择一个板卡和插槽的编址方案。影响该方案的因素包括:在不同插槽中执行多任务的同一板卡类型,以及是否任何一种板卡类型都能插入任何一个插槽(通用插槽)。
  8.选择System-JTAG芯片组厂商
  上述各类电路板卡需要使用各种专用system—JTAG器件;特别是可寻址的板卡网关器件、主/副扫描链配置器件和板上控制器。有若干家厂商提供这些器件或者编程来配置CPLD,如:Firecron,Intellitech,Lattice,NationalSemiconductor和Texas Instruments。
  9.选择system-JTAG测试管理厂商
  


  大多数单板卡的JTAG测试系统厂商还可以支持系统级架构,这也取决于System—JTAG架构的复杂程度。有些公司正在力图在system JTAG市场上占有强势地位。例如,A s S ETInterTech、Intellitech和JTAGTechnologies。
  10将系统级的边界扫描测试与其他测试方式结合起来
  对于所有系统测试环境而言,很可能要用到其他形式的测试,如功能校验、CPU仿真和嵌入式软件检查等。一些技术,例如仿真,可与边界扫描技术捆绑在一起,这对二者都有好处。
  11.确定DFT指南
  随着边界扫描的系统级应用成形,将出现许多可测试性设计(Design-for—Test,DFT)指南。其实例是那些被推荐采用的方案,如:系统测试接入端口信号的引出方法,分解很长的扫描链,以支持诊断;方便快捷地访问CPLD、FPGA和闪存装置,以实现重新定义。
  12.R01分析
  最后的,但并非不重要,如果启动system JTAG的话,必需保证某种经济上的合理性。进行ROI的一种方法是找出一个主要的“痛处”,例如,将损坏的板卡送回维修站,而发现送回的产品中有50%找不出毛病,相应算出如果板卡可以在现场通过重新定义板上CPLD来修复的话所能节约下来的费用。System JTAG正在成为主流的手段。本文展示了如何着手评估SystemJTAG是否适合于你的产品和你的客户。
  
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