邊界掃描方法和裝置的製作方法
2023-05-30 11:00:51 2
專利名稱：邊界掃描方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及邊界掃描測試，更具體地，涉及包括AC耦合網絡的電路組裝件的邊界掃描測試。
背景技術：
診斷電路組裝件(例如，印刷電路板、多晶片模塊和矽封裝(silicon-in-package)器件中的互連缺陷(例如，短路和開路)的一種常用方法是通過邊界掃描測試。在IEEE標準1149.1中闡釋了邊界掃描測試的標準。
電子工業已經隨著AC耦合網絡的實現而向前發展，IEEE標準1149.1已經過時。這是因為IEEE標準1149.1是在DC耦合網絡為標準的時候起草的。例如，在AC耦合網絡中，串聯電容器被用來阻隔沿著信號通路的DC電流，從而只允許AC信號通過。因此需要定義怎樣將邊界掃描技術應用於AC網絡的標準。為此，關於IEEE標準P1149.6——考慮了包括AC耦合網絡的電路組裝件的邊界掃描測試的起草中的標準——的工作正在進行。
發明內容
本發明的一個方面的實施方式是用於產生邊界掃描測試向量的方法。該方法包括1)給測試中的電路組裝件的所有驅動器和滯後測試接收機存儲器分配不同的二進位標記(signature)，和2)產生一系列邊界掃描測試向量，其中每一個測試向量包括所述二進位標記的對應位。
本發明的另一個方面的實施方式是用於評價測試中的電路組裝件的互連缺陷的裝置。該裝置包括許多計算機可讀介質和存儲在這許多計算機可讀介質上的計算機可讀程序代碼。計算機可讀程序代碼接收1)包括分配給測試中的電路組裝件驅動器的數據標記的一組獨特的二進位標記，和分配給測試中電路組裝件的滯後測試接收機存儲器的初始化標記，和2)在邊界掃描測試過程中從滯後測試接收機存儲器捕獲的一組二進位標記。作為對這些輸入的響應，所述代碼然後通過將捕獲到的每一個二進位標記與一個或更多獨特二進位數據和初始化標記作比較，來評價測試中的電路組裝件的互連缺陷。
還公開了本發明的其他實施例。
在圖中圖解了本發明的說明性和目前優選的實施例，在這些圖中圖1圖解了包括AC耦合網絡的示例電路組裝件；圖2圖解了圖1中示出的測試接收機的示例實施例；圖3圖解了產生邊界掃描測試向量的第一示例方法；圖4圖解了測試中的電路組裝件的示例部分；圖5圖解了測試向量的示例系列；圖6圖解了用於評價測試中的電路組裝件的互連缺陷的示例方法；圖7圖解了用於評價測試中的電路組裝件的互連缺陷的裝置的示例實施例；以及圖8圖解了用於產生邊界掃描測試向量的裝置的示例實施例。
具體實施例方式
圖1圖解了包括AC耦合網絡的示例電路組裝件100。AC網絡將第一器件102的驅動器106耦合到第二器件104的接收機108。作為例子，兩個器件102、104可以是集成電路(IC)。器件102、104可能因為多種原因通過AC網絡被耦合，例如它們使用不兼容的DC信號電平。在不兼容的DC信號電平的情況下，第二器件104的接收機108為了建立它自己的優選工作點，將插入偏置網絡，工作點一般在接收機108的邏輯擺幅的中點。
圖1的電路組裝件100的AC耦合器包括電容器(C)，其與第一器件102的驅動器106和第二器件104的接收機108串聯耦合。AC耦合器還可以包括端接電阻(R)。
雖然圖1隻圖解了示出的器件102、104之間的一個AC耦合器，但是實際上，兩個器件102、104將可能通過多個AC耦合器被耦合，而且非常可能是AC和DC耦合器的混合。
因為AC耦合器不會傳遞DC電壓電平，所以如果被傳輸信號的改變速率比耦合時間常數(R*C)低，那麼第二器件104中的接收機108將發現被傳輸信號的電容衰減。因此信號必須以足夠高的頻率被傳輸，並且有足夠頻繁的變化(transition)，以減輕信號衰減。為此，傳輸器件102的任務電路(mission circuitry)110一般將以這樣的方式編碼數據，使得頻繁的信號變化被保證，從而達到用於數據傳送的AC耦合的「要求」。
遺憾地是，AC耦合的瞬時特性使得使用IEEE標準1149.1(有時在文中稱為「1149.1標準」)中提出的邊界掃描準則來測試耦合如果不是不可能也將很困難。1149.1標準設想驅動器106和接收機120之間的DC信號電平傳輸。雖然DC信號電平被周期性地改變，但是沒有要求信號電平應該以任一特定的頻率被改變。結果，信號電平改變之間的時間與AC耦合的時間常數相比一般非常長。信號電平改變之間的時間長度是由許多因素聯合作用的，包括邊界掃描測試時鐘(TCK)的頻率比器件的任務時鐘頻率慢幾個數量級，並且需要頻繁地中斷測試時鐘，用於處理測試系統開銷函數。因為通過AC耦合被傳輸的低頻信號趨向衰減，AC耦合網絡的傳統邊界掃描測試最好時也不可靠，並且甚至於常常不可行。
用於將邊界掃描技術應用於AC耦合網絡的標準正處於開發的過程中。該標準的初步草案已經被確定為IEEE標準P1149.6。該標準設想建立在任務驅動器106和測試接收機120之間傳導的AC波形。因為測試時鐘速率和所包含的數據移位的數量的變化性，AC波形可能仍舊是低頻的。但是，波形被構造使得通過波形被發送的每一個測試位包括至少兩個波形邊沿——首先預期測試位被發送，接著是測試位的補碼，接著又是預期測試位。
如圖2中圖解的，由IEEE標準P1149.6設想的測試接收機120包括上升和下降沿檢波器(detector)202、204，它們被用來從通過AC耦合的波形的邊沿「重構」原始波形。這樣，即使由驅動器106產生的DC電平可能衰減，「原始」波形仍舊可以被測試接收機120重構。這樣，邊界掃描「認為」它在測試電平，但實際上，AC波形穿過AC耦合器，並且積分器從該AC波形的邊沿信息中重構原始波形。
更詳細地參照圖2的測試接收機，注意到接收機120包括兩個運算放大器202、204。上面的運算放大器202是「置位」標記為「U」的觸發器214的上升沿檢波器。下面的運算放大器204是「復位」「U」觸發器214的下降沿檢波器。這樣，在引線200處看到的微分形式的AC波形在「U」觸發器214的輸出端被重構(也就是，只要開關210在它的「AC」位置上)。兩個電壓源(Vhyst)206、208提供防止小的信號雜波被積分的抗擾度。低通濾波器(RF/CF)具有輸入波的新近平均值，所以邊沿檢波器202、204能夠將這個值與輸入波的瞬時值做比較。這樣，如果信號邊沿到達引線200，然後緩慢地衰減，信號邊沿將置位(或復位)「U」觸發器214。「U」觸發器214可以被認為是「滯後」存儲器(或滯後測試接收機存儲器)，因為它保持被測試接收機120接收的最後有效信號電平的狀態——即使在信號電平已經衰減之後並且可能不再存在的情況下。
在邊界掃描測試的過程中，存儲在「U」觸發器214中的信號電平(也就是數據值)需要被捕獲和評價。如果「U」觸發器214被等同於傳統邊界掃描單元的更新觸發器，那麼它的輸出端可以被連結到捕獲觸發器(也就是圖2中的「C」觸發器212)的輸入端。從那裡，數據可以從測試接收機120中被移位出去。取決於捕獲觸發器212在邊界掃描寄存器中的位置，它的數據可以通過其他邊界掃描單元(例如，單元118，以及其他連接到SHIFT_OUT的單元)被移位。
邊界掃描單元212、214還包括多路控制器(multiplexer)216。通過多路控制器的第一路徑連結更新觸發器214的輸出端到捕獲觸發器212的輸入端上。通過多路控制器的第二路徑連結捕獲觸發器212的輸入端到形成前面提到的邊界掃描寄存器的一部分的上遊邊界掃描單元(也就是連接到SHIFT_IN上的單元)上。控制信號(ShiftDR)確定兩個路徑的哪一個是激活的。如果第二路徑是激活的(ShiftDR＝1)，在SHIFT_IN出現的數據可以與控制信號ClockDR同步被移位到捕獲觸發器212中，然後與控制信號UpdateDR同步被裝入到更新觸發器214(也就是滯後測試接收機存儲器)中。
在邊界掃描測試過程中，測試接收機120的滯後存儲器214最好被「預置」或「初始化」到已知狀態。當測試接收機120包括邊界掃描單元212至216時，這是相對容易的工作——一個已知的初始狀態僅僅被賦給一個邊界掃描測試向量，被移位到測試接收機的邊界掃描單元中，然後被裝入測試接收機的滯後存儲器214中。測試向量的移位和裝入可以通過例如PRELOAD或EXTEST的邊界掃描指令被實現。
雖然IEEE標準P1149.6討論了初始化滯後測試接收機存儲器214的要求，並公開了能夠通過邊界掃描測試向量的方式實現初始化，但是起草中的標準在「選擇」滯後存儲器的(一個或多個)初始狀態方面幾乎沒有提供指導。
僅僅「初始化」滯後存儲器214是不足以保證對測試中電路組裝件的充分故障診斷的。例如，如果滯後測試接收機存儲器214被初始化為邏輯低，並且它的初始值不改變，就不能確定是否1)存儲器214已經被「復位」為邏輯低，或2)存儲器214僅僅是保持了它的初始值。同樣地，如果存儲器214被初始化為邏輯高，就不能確定是否1)存儲器214已經被「置位」為邏輯高，或2)存儲器214僅僅是保持了它的初始值。因此，需要某種在每個時機選擇滯後存儲器的狀態以預置存儲器214的方法。
按照上述要求，圖3圖解了產生邊界掃描測試向量的第一示例方法300。方法300從給測試中的電路組裝件的所有驅動器和滯後測試接收機存儲器分配302不同的二進位標記開始。然後，在304，一系列的邊界掃描測試向量被產生，其中，每一個測試向量包括二進位標記的對應位。
圖4和5圖解了圖3的方法實際上可以怎樣被應用於測試中的電路組裝件。圖4圖解了測試中的電路組裝件的一部分400。測試中的電路組裝件包括兩個器件402、404，其中一個包括三個驅動器406至410，另一個包括三個接收機412至416。驅動器406至410中的每一個通過AC耦合器418至422被耦合到對應的接收機412至416上。
每一個驅動器406至410通過多路控制器430至434被耦合到對應的邊界掃描單元424至428上。取決於MODE信號的狀態，多路控制器430至434交替地耦合驅動器406至410到它們對應的邊界掃描單元424至428，或者任務邏輯上。
耦合到每一個接收機412至416的輸入端上的是對應的測試接收機436至440。每一個測試接收機436至440可以被配置成如圖2中所示(或者以其他方式)，並且包括與邊界掃描單元集成在一起的滯後存儲器。
測試中的電路組裝件的邊界掃描單元可以通過任意數量的掃描鏈被連結。例如，圖4圖解了連結一個器件402的驅動單元424至428的第一掃描鏈和連結另一個器件404的測試接收機單元436至440的第二掃描鏈。又例如，圖4圖解了包括「非測試接收機」邊界掃描單元442(例如，監控DC耦合接收機輸出端的邊界掃描單元)的第二掃描鏈。「非測試接收機」邊界掃描單元442圖解了不同類型的邊界掃描單元436至442可以在同一掃描鏈中被連結在一起。
圖5圖解了可以被分配給圖4的測試中電路組裝件的驅動器和滯後測試接收機存儲器的多種二進位標記406』至442』。標記406』至442』從左到右讀取，並由它們對應驅動器的或測試接收機的參考數字加撇號標識。這樣，分配給驅動器406的二進位標記406』是「01101101011」。如圖5的省略號所指示的，只示出了分配給測試中的電路組裝件的標記的一部分。圖5中的「x」不意味著是「無關的」，而是反映對應於圖5中未示出的邊界掃描單元的標記。
在每一個驅動器和滯後測試接收機存儲器已經被分配標記後，一系列的邊界掃描測試向量502、504可以通過對標記的對應位進行分組被產生。
已經產生了一系列的邊界掃描測試向量502、504，然後向量可以被用來評價測試中的電路組裝件的互連缺陷。圖6圖解了這樣的方法600。方法600與圖3中圖解的方法類似地開始。即，不同的二進位標記在602被分配給測試中的電路組裝件的至少一個驅動器和至少一個滯後測試接收機存儲器，然後一系列的邊界掃描測試向量在604被產生(其中，每一個測試向量包括二進位標記的對應位)。此後，測試向量在606、608、612、614被移位到測試中的電路組裝件中。為了公開的目的，測試向量的位當被移位到驅動器的對應邊界掃描單元(例如，單元424)中時，認為他們被移位到該驅動器(例如，驅動器406，圖4)中。
在把每一個測試向量移位到測試中的電路組裝件中之後，測試向量在610被啟動，並且在610，狀態從電路組裝件的滯後測試接收機存儲器436至442的每一個中被捕獲。然後，通過將1)從每一個滯後測試接收機存儲器中捕獲的狀態序列(sequence)和2)一個或更多二進位標記進行比較，在614可以評價測試中的電路組裝件的互連缺陷。
評價測試中的電路組裝件的互連缺陷的裝置在圖7中被示出。裝置包括在存儲於許多計算機可讀介質700上的計算機可讀程序代碼702中。計算機可讀程序代碼702接收1)包括分配給測試中的電路組裝件的驅動器的數據標記和分配給測試中的電路組裝件的滯後測試接收機存儲器的初始化標記的一組獨特的二進位標記704，和2)在邊界掃描測試過程中從滯後測試接收機存儲器捕獲的一組二進位標記706。例如，獨特的二進位標記704可以按照圖3或圖5的方法被產生。捕獲的二進位標記706與圖5中公開的捕獲到的狀態序列相同。
圖7裝置，通過將它接收到的捕獲到的二進位標記與它接收到的一個或更多獨特的二進位數據和初始化標記進行比較，來評價測試中的電路組裝件的互連缺陷。因為每一個驅動器和滯後測試接收機存儲器都被分配了一個獨特的二進位標記，所以從滯後測試接收機存儲器中捕獲的二進位標記應該與它對應的驅動器的獨特的二進位數據標記匹配。如果兩個標記不匹配，圖7裝置指出一個互連缺陷。
如果互連缺陷被指出了，則可以採用額外的步驟以確定互連缺陷的類型。例如，從滯後測試接收機存儲器中捕獲的二進位標記可以與一個或更多驅動器的獨特二進位數據標記作比較，並且如果任何兩個標記匹配，則可以指出短路。從滯後測試接收機存儲器中捕獲的二進位標記也可以與一個或更多滯後接收機存儲器的獨特二進位初始化標記作比較，如果任何兩個標記匹配，則也可以指出短路。從滯後測試接收機存儲器中捕獲的二進位標記還可以與它自己的獨特二進位初始化標記作比較，如果這兩個標記匹配，則可以指出開路。
為了保證滯後測試接收機存儲器的狀態是頻繁地「擺動的」，分配給滯後測試接收機存儲器的二進位標記可以這樣選擇，使得它是當一系列測試向量在測試中的電路組裝件中被啟動時，所期望從滯後測試接收機存儲器中捕獲的狀態序列的補碼。換句話說，假定滯後測試接收機存儲器是同相的，分配給滯後測試接收機存儲器的標記可以這樣選擇，使得它是分配給它的對應驅動器的標記的補碼。在這種方式中，圖7中圖解的評價裝置可以確定從滯後測試接收機存儲器中捕獲的二進位標記是否是存儲器的初始標記的補碼，並且如果不是的話，指出互連缺陷。
按照圖3中圖解的用於產生邊界掃描測試向量的方法，圖8圖解了用於產生邊界掃描測試向量的裝置。裝置包括在存儲於許多計算機可讀介質800上的計算機可讀程序代碼804、806、808中。計算機可讀程序代碼804包括用於讀取電路說明文檔802的代碼，用於給電路的驅動器和滯後測試接收機存儲器分配二進位標記的規則和代碼806，和用於產生邊界掃描測試向量810的代碼808。電路說明文檔802描述包括一個或更多驅動器和一個或更多滯後測試接收機存儲器的電路。規則806可以或多或少地複雜，但至少要求給對應的驅動器和滯後測試接收機存儲器分配不同的二進位標記。用於產生邊界掃描測試向量810的代碼808能夠產生被用來對電路的所述一個或更多驅動器和一個或更多滯後測試接收機存儲器按照分配給它們的二進位標記進行編程的向量。
在圖8裝置的另一個實施例中，作為程序代碼一部分保持的規則806更加複雜。例如，規則806可以規定電路說明文檔中描述的每一個滯後測試接收機存儲器應該被分配一個二進位標記，此二進位標記是在隨後邊界掃描測試的捕獲階段過程中，期望從第一滯後測試接收機存儲器中捕獲的狀態序列的補碼。另外(或者除此以外還有)，規則806可以規定電路說明文檔中說明的每一個滯後測試接收機存儲器應該被分配一個二進位標記，此二進位標記與分配給電路說明文檔中描述的所有其他驅動器和滯後測試接收機存儲器的二進位標記都不同。
雖然在這裡詳細地描述了本發明說明性和現今優選的實施例，但應該理解發明概念可以被進行多種具體化和使用，並且所附如權利要求期望被解釋為包括這樣的改變，但除去被現有技術所限制的以外。
權利要求
1.一種用於產生邊界掃描測試向量的方法，包括a)給測試中的電路組裝件的所有驅動器和滯後測試接收機存儲器分配不同的二進位標記；以及b)產生一系列的邊界掃描測試向量，其中，每一個測試向量包括二進位標記的對應位。
2.如權利要求1所述的方法，其中，分配給第一滯後測試接收機存儲器的二進位標記是當系列測試向量被啟動時，期望從第一滯後測試接收機存儲器中捕獲的狀態序列的補碼。
3.一種用於評價測試中的電路組裝件的互連缺陷的方法，包括a)給測試中的電路組裝件的至少一個驅動器和至少一個滯後測試接收機存儲器分配不同的二進位標記；b)產生一系列的邊界掃描測試向量，其中，每一個測試向量包括二進位標記的對應位；c)移位測試向量到測試中的電路組裝件中；d)在將每一個測試向量移位到測試中的電路組裝件中之後，i)啟動測試向量；以及ii)從至少一個滯後測試接收機存儲器中的每一個中捕獲狀態；以及e)通過將i)從至少一個滯後測試接收機存儲器中的每一個中捕獲的狀態序列與ii)一個或更多二進位標記作比較，評價測試中的電路組裝件的互連缺陷。
4.如權利要求3所述的方法，其中，分配給第一滯後測試接收機存儲器的二進位標記是當系列測試向量被啟動時，期望從第一滯後測試接收機存儲器中捕獲的狀態序列的補碼。
5.如權利要求3所述的方法，其中，不同的二進位標記被分配給測試中的電路組裝件的所有驅動器和滯後測試接收機存儲器。
6.一種用於產生邊界掃描測試向量的裝置，包括a)許多計算機可讀介質；以及b)存儲在許多計算機可讀介質上的計算機可讀程序代碼，該計算機可讀程序代碼包括i)用於讀取說明包括一個或更多驅動器和一個或更多滯後測試接收機存儲器的電路的電路說明文檔的代碼；ii)用於給電路的驅動器和滯後測試接收機存儲器分配二進位標記的規則和代碼；該規則至少要求給對應的驅動器和滯後測試接收機存儲器分配不同的二進位標記；以及iii)用於產生邊界掃描測試向量的代碼，所述向量能夠被用來對所述一個或更多驅動器和一個或更多滯後測試接收機存儲器按照分配給它們的二進位標記進行編程。
7.如權利要求6所述的裝置，其中，用於分配二進位標記的規則規定，電路說明文檔中描述的每一個滯後測試接收機存儲器應該被分配一個二進位標記，此二進位標記是在隨後邊界掃描測試的捕獲階段過程中，期望從第一滯後測試接收機存儲器中捕獲的狀態序列的補碼。
8.如權利要求6所述的裝置，其中，用於分配二進位標記的規則規定，電路說明文檔中描述的每一個滯後測試接收機存儲器應該被分配一個二進位標記，此二進位標記與分配給電路說明文檔中描述的所有其他驅動器和滯後測試接收機存儲器的二進位標記都不同。
9.一種用於評價測試中的電路組裝件的互連缺陷的裝置，包括a)許多計算機可讀介質；以及b)存儲在許多計算機可讀介質上的計算機可讀程序代碼，該計算機可讀程序代碼接收i)包括分配給測試中的電路組裝件的驅動器的數據標記和分配給測試中的電路組裝件的滯後測試接收機存儲器的初始化標記的一組獨特的二進位標記，和ii)在邊界掃描測試過程中從滯後測試接收機存儲器捕獲的一組二進位標記；所述代碼通過將捕獲到的二進位標記的每一個與一個或更多獨特的二進位數據和初始化標記作比較來評價測試中的電路組裝件的互連缺陷。
10.如權利要求9所述的裝置，其中，計算機可讀程序代碼將從滯後測試接收機存儲器捕獲的二進位標記與對應驅動器的獨特二進位數據標記作比較，並且如果這兩個標記不匹配，則指出互連缺陷。
11.如權利要求9所述的裝置，其中，計算機可讀程序代碼將從滯後測試接收機存儲器捕獲的二進位標記與一個或更多驅動器的獨特二進位數據標記作比較，並且如果任何兩個標記匹配，則指出短路。
12.如權利要求9所述的裝置，其中，計算機可讀程序代碼將從滯後測試接收機存儲器捕獲的二進位標記與一個或更多其他滯後測試接收機存儲器的獨特二進位初始化標記作比較，並且如果任何兩個標記匹配，則指出短路。
13.如權利要求9所述的裝置，其中，計算機可讀程序代碼將從滯後測試接收機存儲器捕獲的二進位標記與滯後測試接收機存儲器的獨特二進位初始化標記作比較，並且如果這兩個標記匹配，則指出開路。
14.如權利要求9所述的裝置，其中，計算機可讀程序代碼確定從滯後測試接收機存儲器捕獲的二進位標記是否是該滯後測試接收機存儲器的獨特二進位初始化標記的補碼，並且如果不是，則指出互連缺陷。
全文摘要
本發明公開了關於邊界掃描測試的多種方法和裝置，包括用於產生邊界掃描測試向量的方法。該方法給測試中的電路組裝件的所有驅動器和滯後測試接收機存儲器分配不同的二進位標記，然後產生一系列的邊界掃描測試向量，其中，每一個測試向量從二進位標記的對應位導出。
文檔編號G01R31/3185GK1499210SQ0312388
公開日2004年5月26日 申請日期2003年5月30日 優先權日2002年11月12日
發明者肯尼思·P·帕克, 肯尼思 P 帕克 申請人:安捷倫科技有限公司