Medalist i1000D 边界扫描调试

Keysight Medalist i1000D 边界扫描调试

作者：William Xiao / 肖巍, ICT 技术营销工程师是德科技

序言

边界扫描测试技术在电子测试行业的应用越来越广泛，测试工程师和技术人员更加关注如何有效地调试边界扫描测试。大多数资深工程师都能够熟练使用 Keysight Medalist i3070 在线测试平台进行边界扫描，但还是有不少人对 Medalist i1000D ICT 系统很陌生。我最近使用 i1000D 系统进行过大量边界扫描测试调试，现在我想借此机会与您分享我的使用经验和心得。调试边界扫描测试的必要条件：

1. 一个数字信号质量足够好的 i1000D 测试夹具
2. 为边界扫描设备相关的被测器件（DUT）施加稳定的工作电压
3. 精确的边界扫描描述语言（BSDL）文件
4. 适当的数字驱动器/接收机逻辑电平

掌握在 Keysight i1000D 上调试边界扫描测试的实用方法与必备条件，助力提升电子测试效率。

测试夹具信号质量

为何将一个信号完整性足够好的 i1000D 测试夹具摆在首要位置？这些年来经常有 ICT 的用户提出许多关于边界扫描调试的问题。其中经常问到的一个问题是：我要怎样调试边界扫描测试？我一般都会反问：“请问您的测试夹具信号质量够好吗？”

基本上大部分的用户都会回答：“我的夹具数字信号质量很好啊！”或“我的测试夹具没有任何问题，夹具上所有的数字信号源都已与接地层隔离”。不过我想说的是，您如何确保夹具上的数字信号质量？唯一的途径是通过示波器来探测夹具上的数字节点。图 1 显示了边界扫描测试器件在调试过程中的 TCK 和 TDO 信号截图。在此，我希望各位用户选择使用示波器来检验数字信号质量的高低。

稳定的工作电压

为什么我们需要为边界扫描被测器件施加稳定的工作电压？大多数的用户都应该能够回答出来。这是因为，如果缺少稳定的工作电压，被测器件将会处于不稳定的工作状态，那么任何测试都不会得出稳定的结果。边界扫描器件通常可在几组不同的输入电压下工作。譬如，微控制器和 ASIC 等大型器件具有三组工作电压：+3.3 V、+2.5 V 和 +1.0 V。用户需要确保所有的输入电压在整个边界扫描测试中非常稳定，并且不会出现掉电的状况。任何输入电压的波动都会使器件处于未知状态，并且无法对边界扫描激励做出响应。如今，许多电路板设计人员采用脉宽调制（PWM）技术来控制电路板上的电源电路。

首先我们来了解一下 PWM 电源电路的工作原理。PWM 电路是将输入的参考电压电平转换成宽度一定的脉冲序列。然后，使用脉冲串对通过一些功率晶体管或MOSFET 的功率轨进行通断控制，以控制功率轨的电量输出。设计通常以馈入比较器的三角波为起点。比较器对三角波和参考电压进行比较，然后转换成相应的输出电压，从而获得占空比可调（通过参考电压控制）的方波。参考电压越高，方波中的“高压”脉冲就会越长。

PWM 电路结合了其他检测反馈电路，设计本身就非常精密。在电路中任意一点出现偏置或干扰，都可能引起电源输出不稳定甚至电源完全断开。这对于在线测试 (ICT) 来说，也是非常大的挑战。图 3 显示了典型的 PWM 电路设计。

ICT 夹具上的每一个探头都会给电路板中的信号带来负载效应。这些额外负载可能造成 PWM 电路不稳定，从而影响到输出电压。因此，建议用户将 PWM 电路周边的测试探头全部移除，只留下输入和输出端的电压探头。这样可以隔离所有 PWM 检测和反馈信号与测试探头额外负载，有助于确保 PWM 工作的稳定性。

这样做足够吗？一般来说，PWM 电路在隔离后可立即使工作电压变得更加稳定。然而，边界扫描测试有时会出现掉电的现象。如果出现这种情况，需要对边界扫描测试信号和输出进行细致分析，检测在边界扫描测试中是否存在与 PWM 电路连接的节点。如果存在，则需要进一步隔离。因此，建议用户在边界扫描测试前后插入一些电压测量步骤，这样可以帮助他们判断测试中电压是否正确。边界扫描调试完毕后可以删除这些电压测量。

BSDL 文件精度

Medalist i1000D 软件能够直接读取 BSDL 文件，无需对文件做任何编辑。并且，该软件能够检验并且判断 BSDL 文件的语法是否正确，与指定器件是否存在拓扑失配。但是，i1000D 软件不能判断 BSDL 文件是否与电路板上的目标器件匹配。这样，用户必须与研发工程师或 IC 制造商取得联系，以确保 BSDL 文件的有效性。只有使用正确的 BSDL 文件，边界扫描测试才能正常运行。

数字驱动器/ 接收机逻辑电平

无论数字测试多么复杂，我们都必须选择与目标器件匹配的逻辑簇。用户要怎样判断一个边界扫描器件的逻辑簇？一般来说，用户可在电路图中直接获取逻辑电平信息，他们很快就能知道边界扫描测试访问端口（TAP）信号的逻辑电平为 3.3 V，如图 4 所示。这个数值是在 TMS 引脚的上拉电阻（R171）作用下得出。因此，用户可将 TAP 引脚的逻辑簇编程为：

• 驱动“高” = 3 至 3.3 V
• 驱动“低” = 0 V
• 接收机“高” = 2 至 3 V
• 接收机“低” = 0.2 至 0.5 V

同样地，由于 TAP 引脚通过上拉电阻接到 2.5 V 上，因此该引脚的逻辑电平为 2.5 V。可将逻辑簇设置为：

• 驱动“高” = 2 至 2.5 V
• 驱动“低” = 0 V
• 接收机“高” = 1 至 2 V
• 接收机“低” = 0.2 至 0.5 V

一般来说，边界扫描器件的工作电压就是 TAP 引脚的逻辑簇。因此，假如 TAP 引脚不含任何上拉电阻信息，则可参考逻辑簇确定器件工作电压。但是，某些情况可能也不一定。这时候需要用户去查看器件的技术资料，并且找到正确的逻辑簇。

请下载此文档以了解更多信息。