覆盖扩展(如图1所示)有效地结合了“边界扫 描”和“无矢量”测试技术，在无探针的情况 下，对待测元器件进行测试。

在测试程序运行时，我们利用“边界扫描”的信号 作为“无矢量”测试的激励信号，通过“无矢量”的传感 板及放大器的测量值来判断元器件的管脚是否有虚焊等现 象。在我们讲述覆盖扩展之前，首先简单地介绍一下“边界扫描”和“无矢量”测试技术。

边界扫描
边界扫描是将芯片的“I /O端口”、“寄存器”、 “时钟信号”、“模式选择”、“TAP控制器”等形成边界 扫描通道，之后通过对输出信号值的比较，来判断器件是 否正常工作的一种测试技术。任何一个IEEE 1149.x (国际电 子电器工业标准) 兼容的器件，都具备这些端口 (如图2)，其中，“TAP控制器”是用于边界扫描测试的执行。

边界扫描兼容的器件都有BSDL文件，它是用来描 述边界扫描器件的芯片型号、内部结构、封装型号，以 及边界扫描单元定义等，如同任何数字器件具备数据表 (DATASHEET)一样。BSDL是产生边界扫描测试软件的必要文件，一般来说，芯片生产厂家都会提供BSDL文件。

当我们对电路板进行边界扫描测试前，首先将电路板 做不加电测试，之后隔离与边界扫描芯片相连的其他元器件，继而进行边界扫描测试（如图3所示）。

在运行边界扫描软件时，由测试访问端口的TAP控制器 进行管理，TMS、TCK、TRST的管脚负责TAP控制器的操 作，TDI和TDO提供串行数据的输入和输出；此时，TDI也 在为寄存器提供数据输入，随之为寄存器产生控制逻辑； 最后，将ICT实际所得到的测量值与期望值进行比较。期望 值是ICT软件根据BSDL而编写的测试程序所得的数据，例如，操作ID码指令是对芯片型号进行测试，将BSDL里的ID与芯片内实际储存的ID进行测试。

与此同时，我们也需要用探针对一些芯片上的数据管 脚做数据输入及输出（如图3所示），从而得知这些管脚是 否有虚焊和开路。在边界扫描测试的同时，芯片的型号与 各管脚的焊接状况也得到了测试。

无矢量测试(VTEP)
无矢量测试是将交流AC信号通过探针传送到被测的元 器件管脚，经过传感板及放大器（如图4所示）紧贴着被测 的元器件而产生电容耦合。当所测的电容值低于或高于所设定的范围时，可据此判断出是否有开路等不正常现象。

虽然使用的是同样的硬件设备，现在推出的软件都可 提供智能无矢量iVTEP测试，它是针对目前各种不同类型封 装的器件，提供超低电容的测量方案，例如，BGA/uBGA的 管脚，iVTEP 测试精度达到＜5fF。

随着电路板上信号的传输速度越来越快， DDR 、 SATA等连接器的地线连接正确与否显得更加重要，利用同 样的无矢量测试硬件设备，NPM为电源及地的管脚测试提供了完美无缺的测试方案。

覆盖扩展
覆盖扩展充分利用了边界扫描的信号作为激源信号， 对与之相连的元器件进行无矢量测试（如图5所示）。U1和 U2的I/O端口为J1和J2提供激源信号，经过传感板及放大器 电容耦合取得测量值，在与设定值对比后得知是否有开路/短路等现象发生。

在覆盖扩展的测试中，首先运行U1和U2的边界扫描程序，利用I/O端口的输入及输出对与之相连的J1和J2各管脚 进行测试。在这个过程中，U1/U2与J1/J2之间的探针是完 全不需要的；因为当J1/J2的VTEP测试值处于非正常区时，表示U1/U2 与J1/J2之间有开路或短路的现象。

覆盖扩展的最大特点是测试程序编写及调试的完全自 动化。当我们在测试方法选择时，确认由覆盖扩展的方式 来测试元器件J1/J2，安捷伦的ICT编程软件就会自动产生 J1/J2的测试程序，我们不再需要花时间来定义J1/J2的数 据库，不需要定义每个管脚的功能是输入、输出，还是电 源、地线等。

这样一来，覆盖扩展的程序编写变得更加简洁。在使 用“自动调试”功能时，只需一个按钮，即可捕捉到需测 量的数据，之后对数据进行评估。我们还可以根据电路板 的可靠性要求指数，增加或删除测量项目，并汇编测试程 序，也可以根据你所设定的规则来进行调试。

覆盖扩展测试的关键取决于边界扫描信号的强度，以 及在加电后电路板本身的噪音指数。

目前，大部分的ICT厂家使用的是“长线夹具”。“长 线夹具”是一种真空夹具，使用双纹线，一根是信号线， 另外一根是电源地的屏蔽线。“长线夹具”对数字信号测 试有一定的局限性，主要是因为数字信号在长线的传输过 程中强度有很大的衰减，使得VTEP的测试很难达所要求的 精度。此外，由于信号在传输过程中受到干扰，“长线夹 具”中信号的噪音指数增大，使测试难度增加。

安捷伦的测试软件在支持“长线夹具”的同时，更着 重“短线夹具”的功能（安捷伦的所有ICT系统都配有“短 线夹具”），在程序编写过程中使用“短线夹具”技术。 由于信号线非常短，信号的衰减小，受到的干扰更少，因此数字信号的测试精度得到了相应的提高。

总结
覆盖扩展已经被广泛应用于各类电脑主机板的生产线 上，无论是在笔记本电脑、台式电脑、工业用电脑中，针 对主机板推出了一代又一代的高密度中央处理器，目前的 最新设计大都是由边界扫描兼容的器件及连接器相连，对 于中央处理器插座的测试起着极其重要的作用，覆盖扩展 正在发挥着越来越积极的作用。

减少探针而扩大覆盖率的“覆盖扩展”为电路板生产 厂家提供了最佳的测试解决方案。

参考资料:
1) Overcoming Limited Access with Cover-Extend Technology at In-Circuit Test ~ A Case Study.
2) The Boundary-Scan Handbook By Kenneth P. Parker

作者简介：
杨华是安捷伦公司测试市场部的技术工程师，主要负责“客户培训 教材”的编辑，介绍各项新产品给用户，确保客户的能够快速有效的使用 ICT产品。杨华于1993年毕业于西北工业大学的自动控制系，并于2005年获 得Wolvehamton大学电子工程学士学位。欲与作者联络，请email至： hua_yang@agilent.com。