十多年前联合测试行动小组确定边界扫描标准(IEEE 1149.1)时，边界扫描技术被认为是一种测试不能接触器件插脚、没有测试焊盘的高密度线路板的简单、低成本方法。 自那之后，边界扫描已经有了长足发展。
四线的边界扫描界面在单线路板级水平上已发展成为通用的基础架构技术，在系统级水平上也正成为一种集成工具。它还发展成为极富价值的嵌入通信技术，这方面的应用是其发展过程中始所未料的。边界扫描已是整个测试和编程方法系列的基础性技术，例如可编程逻辑器件的IEEE 1532系统内识别（in-system configuration，ISC），闪存的系统内编程（ISP），IEEE 1149.4 模拟测试， 仿真技术，基于处理器的仿真测试和IEEE 1149.6 高速AC双总线测试等。面对像向无铅板组装转换这样的新事物，OEM公司和EMS提供商也认识到采用边界扫描的好处。
边界扫描的优势
边界扫描之所以成为其他测试和编程技术的板级和系统级基础，一个关键的必要因素是其支持环境的功能性和易用性。凭借强有力的边界扫描支持系统，设计、生产和支持团队不仅能够检查短路和开路—这是边界扫描互联测试起先的主要目标—也在同样的边界工具环境下实施一系列其他测试和系统内编程功能。 这提高了效率，降低了开发和生产成本。
针对高级数字网络和Intel IBIST （互联内置自测试）技术的IEEE 1149.6标准是一种新开发出来的方法，用于测试和验证高速串行总线（serial buses），如Gigabit 以太网、PCI Express 、光纤通道，以及其他交流耦合（AC-Coupled）连结的LVD信号与每秒10 gigabits以上（＞10 Gbps）速度的串行总线。这两方面的标准都利用了系统的边界扫描基础架构。即便最狂热的边界扫描的支持者，十多年前也不可能预见到如此的结果。
IEEE 1149.6标准确定了把系统的边界扫描能力应用于测试带有不同信号的一系列高速互联总线的一种方法，比如应用于Gigabit以太网、光纤通道，等等（见图1）。结果，合格的边界扫描环境既能实施对直流耦合（DC-coupled ）总线的传统测试功能，又能执行对高速交流耦合总线的测试，后者在某些类型的计算和通信系统中已渐成主流。
Intel的IBIST是内置到该公司芯片和芯片集中的下一代测试方法。其芯片内测试（on-chip test）功能依靠边界扫描（见图2）进行芯片间的通信，这一功能与其合算、有效地验证包括PCI Express及其他高速总线结构设计的能力是有机结合在一起的。
近来与边界扫描相互配合扩展测试范围的一项技术是基于处理器的仿真测试。一段时间来，运行在处理器上的仿真器对在大多数微处理器上已采用边界扫描界面的系统实施功能测试。在相同的边界扫描环境下，把传统的边界扫描测试与基于处理器的功能仿真测试结合在一起，可以扩展测试的范围（见图3）。这样一来，就可在复杂的逻辑器件上实施边界扫描，如以太网控制器，可能没有边界扫描性能，但与系统的处理器可进行信息交流存取。这两种技术，边界扫描和基于处理器的功能仿真测试，构成了相互协作的关系。在这两种技术相互结合的环境下，测试范围都扩展到任何单一技术所能达到的范围之外。
在行业向无铅焊料转移的大形势下，许多制造商也正转向边界扫描，把它作为保持高测试覆盖的一种方法。无铅组装在几个方面使得线路板测试更加复杂。广泛应用于大批量生产操作中的在线测试(ICT) 系统，使用方式是把金属探针伸入线路板上的测试焊盘/或器件插脚上。ICT 系统的钉状探针与线路板之间有良好的电气连接，所以ICT系统能够实施测试，确定板子的结构质量。
遗憾的是，无铅焊接技术使得ICT探针刺入更加困难，需要增加施加到线路板的测试焊盘或器件插脚上的力量。这缩短了ICT设备的探针的有效使用寿命，提高了大批量生产线的测试成本。而许多制造商希望能够减少测试期间施加在线路板上的力量以确保产品质量。减少施加在线路板上的压力，减少了由测试过程自身引起的结构缺陷的数量，因而是有意义的。
由于JTAG测试不需要任何探针在线路板上的物理接触，或对线路板施加任何压力，边界扫描测试技术有助于缓解无铅带来的困难。增加边界扫描测试可减少ICT设备所需的探针数量。鉴于无铅焊点测试增加了耐用探针的支出，用于ICT系统的探针数量减少将大大削减测试成本。另外，简化的ICT测试设备的制造速度更快，缩短了产品面市时间。探针更少，测试时施加在线路板上的压力就更小，减少了测试过程期间发生缺陷的可能性。
边界扫描进行系统测试
边界扫描测试和系统内编程技术的好处并不限于单个线路板。事实上，更多制造商认识到对系统的每一元件部分的单独测试，如测试线路板或其他部件，一旦所有这些板子和部件构成一个系统，并不能保证该系统是功能完全的系统。例如，某个连接器可能有缺陷，底板上缺少线路板，线路板位置不正，或只是其相对底板功能不当。功能测试能够确定该系统没有按预期发挥作用，不过采用功能测试查出问题所在并做出诊断费时、昂贵，而且常常以试错为基础。比较起来，边界扫描的诊断和缺陷分离能力对于测试极富价值，它把该系统看作一个整体，确定失效发生点进而解决问题。
边界扫描也能进行闪存的板内编程、可编程逻辑器件(PLDs)的系统内配置，以及带有I2C数据的板内编程。从系统级调试和生产测试开始，边界扫描扩展到现场支持时提供了许多其他系统优势。例如，在系统安装后重新配置板内PLDs，边界扫描可用来更新储存在闪存中的程序，或用于系统功能的更新。
系统级的边界扫描有多种应用方式，其中最为普遍的方法，就是设计（一点或多点）边界扫描网关器件，控制位于系统内每个线路板、底板和部件上的多个边界扫描路径的接入通路。这些网关可由外部边界扫描测试系统控制，该系统连接到网关器件的边界扫描测试接入端口(TAP)。
结论
边界扫描是一项通用、适应性极强的技术。边界扫描实施于电子系统的线路板、底板和其他部件时，可以作为一系列功能的嵌入式基础架构发挥作用。边界扫描的领先厂商将继续改进其工具和系统，以充分利用这一嵌入式基础架构的功能。边界扫描厂商在新一代测试模式和编程算法的自动化方面有了长足进展，同时保证了板子或系统的安全，不受偶然的电荷影响。某些边界扫描系统的易用性也已大大改进，包括充分的图形用户界面(GUIs)，针对新用户和临时用户的循序渐进的帮助等。
如果说过去给我们以启示，那么我们可以说边界扫描在行业内的作用将会增加，因为更多的应用将发现，尤其是边界扫描系统不断地改进性能，成本效益不断提高，使用更加便捷。
边界扫描助力无铅组装
日期:2010-09-06 11:01 点击:531
