陳建

【摘 要】本文以邊界掃描測試技術(shù)為基礎(chǔ)，對電路板的故障定位方法進(jìn)行了深入研究。以走步算法為核心來完成整個測試軟件的設(shè)計，達(dá)到快速定位故障的目的。

【關(guān)鍵詞】邊界掃描;故障定位;軟件設(shè)計

1、研究背景

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，通過探頭與測試點接觸獲取信息的方式已經(jīng)很難滿足當(dāng)前的測試需求。邊界掃描測試技術(shù)是一種可以脫離物理探針來完成復(fù)雜電路板測試的技術(shù)。

當(dāng)前各種復(fù)雜的軟件設(shè)計限制了邊界掃描的使用，因此需要一種簡單且快速進(jìn)行故障定位的測試方法。

2、邊界掃描測試技術(shù)的原理。

邊界掃描實現(xiàn)的原理如圖1所示。

在邊界掃描器件的每一個管腳上都有一個BSC，即邊界掃描寄存器單元，它在器件正常工作狀態(tài)下猶如透明元件，不影響器件的正常工作。在進(jìn)入邊界掃描測試狀態(tài)后，通過TAP控制器，把數(shù)據(jù)通過TDI管腳打到對應(yīng)的測試寄存器中，之后通過TDO管腳采集輸出，通過對比輸入激勵和輸出響應(yīng)來判斷是否存在故障。

3、測試軟件與設(shè)計

3.1軟件設(shè)計綜述

本文中主要使用了TCL腳本語言，TCL腳本語言是一種解釋性語言，擴(kuò)展性和移植性較好，可以在不同的電路板之間快速移植代碼。

主要針對走步算法進(jìn)行分析，測試開始后，首先進(jìn)行全0全1測試，全0全1測試是為了防止在測試呆滯故障時出現(xiàn)故障混淆，通過對比測試激勵與測試響應(yīng)來判斷是否存在固定故障，若存在，則記錄故障引腳及故障類型;然后進(jìn)行走步1測試，通過對比測試激勵與測試響應(yīng)來判斷是否存在線或短路故障以及開路故障等，并記錄相應(yīng)的故障管腳;最后進(jìn)行走步0測試，同理通過對比測試激勵與測試響應(yīng)來判斷是否存在線與短路故障與開路故障。如果走步1走步0測試通過則證明相應(yīng)測試模塊無故障，測試結(jié)束。

3.2互聯(lián)測試中測試向量生成及應(yīng)用

要完成故障的精確定位，必須依照測試算法產(chǎn)生測試向量來進(jìn)行測試，因此測試向量的生成是測試代碼中非常重要的一個環(huán)節(jié)。

本文基于走步算法來完成測試向量生成，走步1算法的初始串行測試向量為“1，0，0，…，N”然后讓“1”順序移位，構(gòu)成N個串行測試向量的組合，與走步1算法對應(yīng)的是走步0算法，走步0算法的初始測試向量為“0，1，1，…，N”，然后讓“0”順序移位。基于以上原理，在測試代碼中利用移位指令來生成所需的測試向量。利用走步1算法的函數(shù)，將產(chǎn)生的測試向量依次取反后再與“1”相與即可獲得走步0的測試向量。通過測試對比可以精確的定位呆滯故障、開路故障、線或故障和線與故障。

3.3功能測試中測試向量生成及應(yīng)用

功能測試中測試向量的產(chǎn)生與互聯(lián)測試測試向量的產(chǎn)生方法一致，但在測試方法上有所不同，如圖2所示為實例電路中邊界掃描器件控制的功能測試。

功能測試需要參照相應(yīng)器件的數(shù)據(jù)手冊，例如FLASH。需要按照手冊中的時序圖完成狀態(tài)控制以及數(shù)據(jù)的讀寫。

在數(shù)據(jù)線測試時，將走步算法產(chǎn)生的測試向量，也即是將數(shù)據(jù)向一個固定的地址上寫入，然后再去讀取該地址的數(shù)據(jù)，來判斷寫入的數(shù)據(jù)與讀出的數(shù)據(jù)是否一致，一致則表明無故障，不一致則表明對應(yīng)的某一數(shù)據(jù)線存在故障。

地址線測試時需要分兩步進(jìn)行：第一步測試地址線短路，首先將地址線低位到高位依次拉高，也即是用走步1算法產(chǎn)生的測試向量作為寫入的地址，向這些地址內(nèi)容寫入一個固定的數(shù)據(jù)0x555，然后向地址空間0x00內(nèi)寫入數(shù)據(jù)0x00，分別讀取上述地址空間的內(nèi)容，任何一根地址線短路，其地址將變?yōu)?x00，其地址空間中的數(shù)據(jù)都將被后寫入的數(shù)據(jù)覆蓋，不能再讀出0x555，從而判斷出某一地址線故障;第二步測試地址線開路，用走步0算法產(chǎn)生的測試向量作為寫入的地址，然后向上述地址空間寫入數(shù)據(jù)0xaaa，然后向最高位地址0xfff寫入0x00，任何一根地址線開路的話，地址將變?yōu)?xfff，其內(nèi)容將被后寫入的0x00所覆蓋，不能再讀出0xaaa。

由上述測試流程，可完成NVRAM以及FLASH等存儲器的測試。

4、結(jié)論

邊界掃描測試技術(shù)是一種適用于大規(guī)模集成電路的測試技術(shù)，其獨特的優(yōu)勢必將在大規(guī)模集成電路的測試方面處于領(lǐng)先地位。本文主要以走步算法為核心介紹軟件的設(shè)計實現(xiàn)，使走步算法產(chǎn)生的測試向量能使用在互聯(lián)測試與功能測試中，大大簡化測試方法并可對故障進(jìn)行快速定位。

（作者單位：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所）