Boundary Scan Testing_with_FPGA.pdf

简介：
该方法属于硬件测试领域中的一种技术手段，主要用于验证集成电路的引脚连接状态及其电性能参数。其主要功能是不需要依赖传统的测试点或探针设备进行评估。该方法起源于IEEE 1149.1标准的制定，被广泛认知为JTAG协议的标准。该方法的应用使得电路板级及集成电路级别的测试变得更加简便高效。在现代电子系统设计领域，FPGA被视为一种重要的可编程逻辑器件。由于 FPGA 的独特优势在于能够根据需求进行功能模块的灵活配置，因此设计人员可以通过软件实现对 hardware 的重新配置和功能调整。然而，在 FPGA 配置过程中其动态特性带来的复杂性使得 board-level testing 中需要应对更高的技术要求。边界扫描配合FPGA运行时，可有效应对如下挑战：1. 用于FPGA配置之前的测试：当FPGA尚未配置时，传统的测试方法无法揭示其内部逻辑。而边界扫描则允许对未配置的FPGA进行测试，以确保外部引脚与电路板之间的连接正常。在完成FPGA配置后，需通过边界扫描测试程序来验证内部逻辑与外部电路之间的连接是否正确。在此过程中，应确认所有输入和输出引脚的状态均符合设计要求，并确保内部逻辑结构的完整性。在完成FPGA系统的配置后，可对已配置的FPGA系统执行边界扫描测试，以检测电路板上的其他元件，特别是那些难以通过常规测试手段接触到的组件。在执行边界扫描测试任务时，必须依赖边界扫描描述语言（BSDL）文件，此文件则详细说明了边界扫描链与芯片的测试特性和相关参数。当采用FPGA配置进行设计实现时，应当保证BSDL文件与其设计参数保持一致，以便正确地完成测试过程。 在开展边界扫描测试的过程中，依赖专业的测试设备及相应的软件工具。其中一种常用的技术方案是ASSET InterTech提供的ScanWorks和ScanAnalyzer等专业分析工具。此类设备及软件能够辅助工程师设计并实施测试用例，生成所需的测试数据，并提供详细的测试结果分析。 在测试系统中集成FPGA时，应特别关注一些特定的测试挑战。例如，某些电路可能采用差分信号的设计方案，在这种情况下，则需采取特殊的测试手段以准确获取相应的差分电位变化。同时，还需进行针对差分电路隔离端的有效测试。采用边界扫描测试可显著提升电路板测试覆盖率，在日益复杂的多层电路板设计领域中应用前景尤为广阔。通过这种技术，可显著降低所需测试点及探测器的数量，并大幅提高测试效率。此外，该方法还允许在将电路板安装至最终设备之后进行后续测试。采用边界扫描技术后，制造商可执行更为全面的质量检测，从而提升产品整体品质。 边界扫描技术赋予了电子系统进行高效测试的能力。此方法使测试团队得以深入至电路板内，并借助统一接口实施测试，显著提升了测试系统的灵活性和效率水平。该技术与FPGA等可编程设备协同工作，进一步巩固了其在测试领域不可替代的地位。此方法使工程团队得以有效地评估和确认不同配置下的FPGA系统性能。