1990年，IEEE1149.1是一个在各方面都很新颖的标 准，因为它是向板级标准化测试迈进的第一步。该标 准的主要目的是试图通过一个非传统技术，能够在经 典的数字在线测试（ICT）中物理测试访问减少的情况下做 出响应。这个高明的想法是将测试装置的电子针集成到芯片里，并通过标准化总线来控制它（图1）。

这一标准被寄予很高期望，特别是关于快速的工业实现 和相应的芯片、工具和系统各自市场的建立。

很明显，经过20年的实践，快速突破并没有出现(图2)。 但相对于从THT（通孔技术）到SMT（表面贴装技术）过 渡，已经有了持续和长足的进步。

也许没有什么惊喜出现，但最主要的是，测试技术完 全承担了不断压缩的SMT封装的测试工作。同 时，在这10年中，ICT可测试性迅速下降已成为 现实，边界扫描成功地弥补了这样的发展趋势。 因此，这已成为了一个耐心的问题而不是悲观的问题。

一个多子集的标准
20年前，没有人预料到该标准在实施其它重 要标准化方面能取得如此巨大的成功，在许多情 况下，该标准成为系统内编程（ISP）的基础， 可模拟或解决更多的测试问题（图3）。

现在，IEEE1149.1被认为是至关重要的基本 标准，即便在将来，它也不会失去其价值。任何 时间，都不会像今天这样，有这么多活动来定义 芯片和板级的新标准。例如，从系统外部测试转 变为基于唯一总线控制增加的芯片内功能的系统 内部测试。从技术上来说，边界扫描系统极有可 能提升至下一代测试设备平台的地位，并有着越 来越广的应用机会。

应用范围
即使一些新标准需要更长时间来找到适合自 己的途径来更加深入行业，在实际应用中，其技 术现状仍令人关注。一些在板级水平上最重要的 应用包括：

• 通过互连测试，快速可靠地测试BGA器件 下的焊点，并具有很高的诊断质量
• 通过集群测试（功能测试原理）来测试 RAM和非边界扫描芯片的连接
• 通过外部测试设备同步控制，测试连接 器、外围I/O信号和接口
• 原型机电路功能的设计验证
• 用固定或变化的内容，在系统内对PLD/ FPGA和Flash 组件编程

作为一个特殊的亮点，边界扫描提供程序在整个产品生 命周期（图4）可再利用的机会，这在电气测试历史上也很 新颖。这里隐藏着降低成本的巨大潜力，它的发展需要有针对性的跨界产品管理流程和方法。

近距离看各产品生命周期阶段，边界扫描技术展现了更 多优势。边界扫描可显著加速原型机的验证，从而缩短产品 进入市场的时间，特别是区分设计缺陷与装配故障方面；例 如，通过自动故障隔离，对测试BGA下的开路或短路是非常 有用的。此外，IEEE 1149.1对于设计验证也非常有用；例 如，一个混合信号电路的静态验证，其D / A转换器由扫描单 元控制，独立于其数字功能（图5）。

由于这种人为的划分，可以在该测试模式下有效地隔离 模拟功能；此外，还可模拟不能出现在功能操作中的状态。这 些特点通过动态故障注入，部分使用于冗余系统的性能测试。

同时，测试程序可以从采集图形后的布局独立开发，这 使得早期测试覆盖率通过各自的DFT迭代（可测试性设计）来得到优化。

在生产过程中，边界扫描相对其它ATE的优势是它能显 著降低投资和运行成本。作为ICT的继承者，边界扫描解决 了测试质量/测试产生的问题（无接触问题、无反向驱动、 无行为模式，以及更好的诊断质量）；NPI（新产品倒入） 可以得到很大改善。

IEEE 1149.1继续扩展它的应用范围，不仅仅是在直接 生产线上。一个有趣应用是主动监测交替环境的磨合测试， 在这里，甚至选择性电路划分也可以通过串行测试总线强调 出来。此外，几个板上并行的Flash元件在系统内编程相对 于单一元件来说具有很大优势，可以进行选择性装配。 在产品生命的最后阶段，边界扫描也有很大帮助。它 可以对每个远程支持系统进行校准，升级固件或执行诊断测 试，以定位需要调换的组件。与此同时，效果不会受到复杂 性、系统距离和容量的影响。

没有完美只有更好
边界扫描是一项显著的技术进步，但不可能解决所有的 问题，还需要考虑其具体特性和适用范围。有些随之而来的 状况是必须明确的。

第一点是安全测试。正如已在图1中指出，边界扫描使 电性能结构和功能分离，甚至可以强制测试状态，而这是在运行模式下从来不可能做到的。

因此，这意味着具有潜在或永久地导致硬件损坏的故障 状态是可能的。在图6中展示了一个简单的总线线路例子。 在实践中，有更多这样的情况，甚至在PLD/ FPGA输出之间 的pin-to-pin连接也可以在载入无效向量，由典型的双向边 界扫描单元架构进行方向控制时相互驱动（图7）。

事实上，在向extest转换的过程中，所有边界扫描组件 的引脚都要同时转换到测试模式而无法选择性地转换，这会 导致故障情况进一步恶化。如果有非边界扫描IC和边界扫描 器件的混合，或只有几个IC处于测试模式而其它的继续处于 操作模式，用户很快会面临一个难以管理的情况。如果在生 产过程中出现这样的无效向量使硬件损坏，并在现场发生早 期故障降低了系统的可靠性，这才是真正危险的。在产品生 命周期的重复使用这类测试，使边界扫描成为成本增加的一 个定时炸弹。在这种情况下，需要其它具有自身智能的高性 能工具来保护用户。

第二点是边界扫描器件和在实际中经常出现的标准IC 的混合。原则上，测试这些称为集群的非边界扫描电路分区 并不是一个问题，但这种方法的效率一直受规模和复杂性的 高度影响。原因是集群测试是在最后重点的功能测试，如果 集群中包含有单一RAM，buffer或actors/sensors，这样的 测试是没有问题的。在高度复杂的集群结构下，如何产生测 试，有多少真正的故障覆盖率，如何实现良好的故障诊断都 成为问题。不同的测试策略对快速解决这些局限似乎更为有 用。因此，成功的关键是方法的结合。

第三点是在模拟测试领域。IEEE 1149.1作为数字测试 标准无法支持参量测试或验证纯粹的模拟网络的功能性。模拟测试标准IEEE 1149.4应运而生。虽然这个标准已经存在了一段时间，但该技术并没有工业化使用。这是另一个关于混合信号电路的方法，边界扫描可以在各自的集群测试中运行数字部分，例如数字万用表测试模拟部分。

另外，边界扫描技术有静态的优点。为了检测在直流耦 合网中的过程故障（短路，开路，SA 0/1），一个可达到很 小kHz的向量重复率是完全足够了。然而对于动态故障检测 是不够的，也就是说，具有高速特性的不同的技术，必须有 更好的实时操作。对于先进的网络，交流耦合网和差分信号 传输，IEEE 1149.6标准已成功地在行业中应用了多年。

不质疑边界扫描的意义是我们讨论其存在的问题和局限 性的底线。因为局限性是显而易见的，而且一个项目的成功 所需要的投入远比我们第一时间所看到的需求要多得多。只 有将用户来驱动的设计和策略应用，以及测试设备进行三方 融合，才能达到充分发挥边界扫描潜力的效果。

总结
边界扫描是电气测试史上一个重要的里程碑。SMT装 配电路板测试中不断产生的问题，使得该技术成为每一个测 试策略的重要组成部分。日益完善的标准，使得在向测试系 统模式转换过程中所能覆盖的应用范围不断增加。更多标准 正在推出中，众多的系统解决方案产品，聚焦在不同的市场 焦点。因此，高端系统同时通过组合仿真测试提供全面的动 态故障覆盖率。迄今为止，所有需求都可以得到满足，关键 取决于用户通过对系统方案或环境特征的认真细致的需求分 析，来评估这项技术的潜力并选择正确的供应商。