Testowanie – Kiedy „Boundary-Scan” ma sens?

Automatyzacja testowania

Nową jakością wnoszoną przez technologię Boundary-Scan są automatyzacja procesów przygotowania testów, ich realizacji, diagnostyki uszkodzeń i ich wizualizacja na tle projektu PCB, SCH  lub innej formie graficznej. W tym zakresie jest wyraźna jej przewaga nad innymi technikami testowania. Oprogramowanie użytkowe oferowane na rynku np. przez JTAG Technologies, pozwala na automatyczne generowanie testów na podstawie listy połączeń z programów do projektowania schematów i PCB. Ponadto producenci układów scalonych z mechanizmem B-S dostarczają opis funkcjonalny ich działania w tzw. języku BSDL. Opis ten również jest bazą dla generowania testów. Kolejnym elementem są modele dostarczane przez dostawcę technologii lub tworzone we własnym zakresie. W technologii generowane automatycznie lub półautomatycznie testy pozwalają skontrolować połączenia i działanie funkcjonalne poszczególnych bloków urządzenia. Kolejną zaletą prezentowanej technologii jest możliwość programowania w układzie  mikrokontrolerów, pamięci Flash, PLD i FPGA. Ten ostatni aspekt to nic innego niż powszechnie stosowane programowanie w układzie docelowym via JTAG. JTAG będąc pierwotnie tylko standardem protokołu i złącza TAP w technologii Boundary-Scan stał się jej synonimem. Pojęcie JTAG jest też często używane w aspekcie debugowania mikrokontrolerów. Jedno jest jednak pewne, jeśli w aplikacjach jest używany JTAG w jakimkolwiek rozumieniu, to technologia Boundary-Scan jest na wyciągnięcie ręki. Warto może rozważyć krok do przodu, krok w przyszłość i wdrożyć Boundary-Scan.

Jak wygląda diagnostyka uszkodzeń? Przy informacji zaimportowanej z innych programów do projektowania schematów i PCB, opisu BSDL oprogramowanie użytkowe wykryty błąd automatycznie umiejscawia z dokładnością do wadliwego połączenia między punktami, wadliwego układu scalonego. Podawane jest więc konkretne miejsce uszkodzenia żadna inna technika testowania nie robi tego z większą dokładnością. Tak szczegółowa diagnostyka połączona z raportowaniem błędów pozwala na produkcji na obsługę technologii Boundary-Scan przez personel średniego szczebla technicznego.

Wdrożenie Boundary-Scan

Oczywiście do wdrożenia potrzebny jest komputer z oprogramowaniem Boundary-Scan. Konieczny jest też kontroler jako układ pośredniczący między komputerem, a układem aplikacyjnym. Taki kontroler, dla przyspieszenia operacji testowania, zazwyczaj obsługuje równolegle kilka łańcuchów Boundary-Scan. Można więc jednocześnie testować kilka pakietów lub kilka niezależnych bloków na jednym pakiecie. W zależności od potrzeb można dodatkowo stosować kontroler we/wy tzn. układ sprzęgający sygnały na złączach pakietu z komputerem. Dostępne są przy tym różne typy kontrolerów o różnej szybkości i ilości kanałów oraz różne pakiety oprogramowania dedykowane dla projektowania lub produkcji i dla obsługi odpowiedniego zestawu planowanych operacji. Spektrum cenowe jest bardzo zróżnicowane w zależności od potrzeb i typów urządzeń. Start dzięki specjalnym ofertom nie musi wcale być tak bolesny dla kieszeni jak się obawiamy. Ponadto Boundary-Scan to nie test szyty na miarę jednej aplikacji, to technologia testowania na etapie projektowania i produkcji wdrażana do firmy na wszystkie obecne i przyszłe projekty. W tym kontekście to technologia relatywnie tania gdyż inwestycja rozkłada się na lata. Boundary-Scan ma też sens dla relatywnie małych producentów, gdyż wolumen produkcji nie decyduje o jej użyteczności. A w końcu, to co innego ma sens dla układów z dużą gęstością wyprowadzeń np. BGA do których nie możemy się niczym dobrać?

Rys. 5. Boundary-Scan w procesie produkcyjnym