一种创新的将边界扫描技术与其他板级ATE(自动测试设备)相结 合的测试方法已经发展起来。早先的一些代表性技术由于并不是 真正的集成而停滞不前，它们仅仅是在第三方的ATE上执行相同 的标准边界扫描测试向量，替代它们的是集成JTAG技术与第三方ATE的新的测试方法。

    边界扫描——正如我们所知的——已经被广泛应 用在不同的板级、系统级测试和系统设计应用 上。这些应用包括边界扫描器件之间的连通性 测试以及非边界扫描器件（如存储器和逻辑芯片）的连通性 测试，其测试能力和测试覆盖情况即UUT（测试单元）主要依赖于边界扫描在其中的应用水平。

    尤其在生产测试中，可将测试设备资源连接UUT的外 围I/O接口来扩大边界扫描测试的覆盖范围。近来，集成第 三方边界扫描技术的板级生产测试设备，例如在线测试设备 已经非常普遍。很多时候，这样的集成并不比单独边界扫描 测试系统有效。直到有一些通过集成边界扫描和ATE设备资 源来改进测试覆盖范围的建议出现，并带来了一些新的问题 例如倾向性测试覆盖率数据统计和可移植性受限。

独立边界扫描系统 
    一个典型的独立边界扫描系统由几个部分组成，一个 处理单元（例如个人电脑）运行边界扫描软件，一个边界 扫描控制器，一个电源(给UUT供电)，通过电缆将UUT与控制器和电源连接。

    这样一个独立边界扫描系统利用测试资源可在UUT(边 界扫描单元和其他测试部件)上支持不同的测试和系统编 程应用——它包括相互连接测试、内存和逻辑集合测试、FLASH和PLD编程等等。

    一些边界扫描系统可提供工具来扩展测试覆盖范围， 包括那些自动模式下生成的不可测的非边界扫描电路。如时钟信号的检查，开关或跳线设置的测试以及操作员对光 学指示器发光的反馈操作。

    通过外部测试通道在板子上补充UUT，在外部连接器 上的UUT接口可以进一步增加测试覆盖率，特别是当利用 外部接入到边界扫描无法测试的网络的测试点，诊断输出 结果可以改进更多（例如逻辑簇测试）。

    即便当利用边界扫描I/O测试设备硬件改进了测试覆盖 范围和诊断能力，新的问题也随之产生，当边界扫描测试 由UUT测试资源开发时，所有的测试覆盖率统计是只基于 UUT的网络和管脚数量，而增加测试设备资源作边界扫描设 置的同时，这些测试设备资源本身就包括在自动测试覆盖 率分析系统中，产生的数据是有差异的。在测试中，这些 边界扫描I/O测试设备资源与UUT网表是整合在一起的，所 以测试程序是基于整合后的网表产生的（测试设备I/O成了 UUT的一部分），从而导致了在测试覆盖率分析中网络和管 脚的数目的增长。测试覆盖率的分析不再依赖于UUT，而是 结合了UUT和测试设备I/O配置两者。

    表1 提供了一个例子来表明一个组合的网络在边界扫描 相互连接测试覆盖率上的效果，当然，这个例子是一个极端情况。假设包括:

1）UUT上的20个BSCAN网络都连到BSCAN测试适配器;
2）通过单个电阻连接在一起的网络都统计为一个网络。

    当想要分析一个特定的UUT的边界扫描的适应性和增 加I/O设备的效果时，倾向性覆盖数据统计常会产生误差。 此外，边界扫描I/O资源与UUT网表整合后才能产生测试程 序，开发的测试模型只能在其特定的测试配置下执行。一 旦边界扫描I/O资源的数量、次序或者类型发生变化，测试 模型也要相应地做出调整，这将大大降低边界扫描测试程序的可移植性。

    另一个问题——尽管这个问题在多数应用上发生的较 少——在测试设备上增加边界扫描I/O资源也就是增加扫描 链路的长度。外部的TCK时钟信号需要在边界扫描I/O模块 上来移位测试模型，这需要更多的执行时间，而且测试效 率也会减少。不过，这样的I/O模块可以连接在单独的边界 扫描链路上，减少或去除测试运行时间的影响。(其效果基 于I/O模块的边界扫描单元数量和UUT的边界扫描单元数量 的比值)。

边界扫描与其它测试设备的集成
    传统上，边界扫描测试覆盖率的扩展仅仅利用独立 测试系统的边界扫描I/O资源。然而，很多年来，在板级 ATE（例如在线测试设备）上都有边界扫描工具的应用。虽 然这些边界扫描工具的能力常常受到限制，但它们除了能 做为独立设置运行之外，还可以引起人们集成第三方边界 扫描技术的兴趣，并提供了更加先进的部件和更好的调试 能力。这样的集成使得在ATE上可以运行原先在独立系统 上开发的边界扫描应用。然而，如果不利用测试设备I/O资 源，不调整测试程序就无法运行。

    在线测试设备上集成边界扫描技术是其中一个例子。 一个独立边界扫描系统可以在UUT接口线路上利用边界扫 描I/O资源扩展测试覆盖范围。在集成了边界扫描技术的在线测试设备上，想要利用针床夹具的探针连接网络以提高 测试能力，需要再开发其他测试程序，因此很有必要在综 合解决方案和独立测试系统上采用相同的测试程序，以减 少测试开发的时间和成本。

一个创新的集成边界扫描的方法
    如果测试模式从测试系统硬件中独立出来，边界扫描 测试程序的可移植性和系统编程能力将大大提高，特别是 当应用I/O资源扩展了边界扫描测试覆盖率后，效果将更加明显。

    HYSCAN，一个新的独立控制测试I/O资源的概念已经 发展起来，它可在不用的ATE系统上运行相同的边界扫描测 试模型，无需任何调试。HYSCAN背后的原理是将移位向 量和并行I/O向量分离。

    测试程序包括UUT的边界扫描链路和相应外部I/O资源 的测试模型，I/O资源的测试模型是独立在真实测试设备硬 件之外的。边界扫描I/O模块应用相同的I/O测试模型，无论 是并行I/O模块、在线测试设备的探针或是其他ATE I/O资 源。当测试程序对应不用的ATE端口时，可根据配置自动对 应实际测试I/O资源和测试模型。

    图7显示的是一个由边界扫描控制器和外加测试I/O硬 件组成的测试配置。边界扫描控制器提供包括U U T 的 JTAG测试接口和测试I/O硬件触发接口的接入。后者直接由 软件测试模型控制，这种方法比由边界扫描链路控制来的 有效。

    通过HYSCAN I/O资源连接到UUT的外部接口连接器和 利用边界扫描I/O模块连接到扫描链路都可以增加测试覆盖 率；而且，HYSCAN I/O模型不属于边界扫描链路，而是被 当成并行I/O模型，测试程序采用这样的配置可以利用其他 ATE I/O资源而无需修改程序（例如在线测试设备通道）， 因为HYSCAN I/O模型独立在UUT边界扫描之外，其测试覆盖率数据不会受到影响。

    表2显示了当利用边界扫描I/O模块实现HYSCAN概 念和UUT的结合在测试覆盖率上的不同。UUT和测试设备 I/O资源分别确保精确性，而UUT则主导测试覆盖率数据。 HYSCAN概念基于混合测试模式，结合了串行接入UUT边界扫描链路和并行接入测试设备I/O资源。这些I/O资 源要分别定义成输入、输出或三态。可编程电压和相当强 的驱动能力，结合现有的电流保护和其他安全措施，都是 非常理想的。边界扫描测试程序利用HYSCAN I/O资源不需 要考虑这些I/O资源物理的实现方式。

    此测试模式I/O设备是通过并行I/O模块提供或者通过 在线测试设备的通路提供并无区别。例如，测试程序是由 UUT网络表和与I/O资源连接的网络描述产生的。那么，一 个测试设备配置文件和走线表提供了真实的UUT上的测试 I/O设备的网络信息，因此，只有测试设备配置和走线表需 要与真实的测试设置匹配，而不是程序本身。

    图8 显示的是一个利用测试设备I/O资源实现边界扫描 的项目例子。此项目包括三个测试设备配置：一个独立边界 扫描系统，一个在线测试系统，一个功能测试系统。只需一 套测试软件程序，测试程序包括测试I/O资源模式。所有三个系统均能执行相同的测试。

在这个例子中，独立边界扫描系统通过一个PXI边界 扫描控制卡，一个PXI数字I/O模块有192个通路（只用到 20个），一个PXI电源模块和一个PXI混合信号I/O模块。 20个I/O模块的测试通路与UUT上的外部接口连接。测试程 序控制UUT的扫描链路和I/O模块测试通路。

在线测试系统中，UUT上的外部接口通过一个测试夹 具连接，测试通路通过在线测试设备I/O资源实现。与独立 边界扫描测试系统上一样的测试程序控制UUT的扫描链路 和在线测试设备测试通路功能测试设备通过并行I/O模块与 UUT的外部接口连接，在这个配置中，应用与其他两个配置 相同的程序，控制不同的测试系统I/O资源通过边界扫描软 件和ATE设备软硬件的接口——HYSCAN驱动来实现。

下一步该怎么办？
HYSCAN是一个新的概念，所以只是在很少的I/O硬件 上实现。然而，通过开发一个HYSCAN引擎和ATE设备之间 的软件接口可增加实现对ATE设备的支持。

如今，HYSCAN只限于数字I/O，但是这个概念为我们 提供了混合信号测试上的扩展性。

参考文献 [1] Kenneth P. Parker, The Boundary Scan Handbook, 3rd Edition, 2003, Kluwer Academic Publishers, Norwell, MA, 02061, ISBN: 1-4020-7496-4 [2] GOEPEL Electronics, White Paper: Design for Testability Guidelines for Boundary Scan Test, 2005 [3] H. Ehrenberg, N. Muench, Leveraging Boundary Scan resources for comprehensive cluster testing, Proceedings of Board Test Workshop 2004, [4] Jan Heiber, Extended Boundary Scan Test using hybrid test vectors , Proceedings of European Board Test Workshop 2005

如希望与作者联系，请发送电子邮件至: h.ehrenberg@goepel.com。