专利名称：边界扫描方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及边界扫描测试，更具体地，涉及包括AC耦合网络的电路组装件的边界扫描测试。
背景技术：
诊断电路组装件(例如，印刷电路板、多芯片模块和硅封装(silicon-in-package)器件中的互连缺陷(例如，短路和开路)的一种常用方法是通过边界扫描测试。在IEEE标准1149.1中阐释了边界扫描测试的标准。
电子工业已经随着AC耦合网络的实现而向前发展，IEEE标准1149.1已经过时。这是因为IEEE标准1149.1是在DC耦合网络为标准的时候起草的。例如，在AC耦合网络中，串联电容器被用来阻隔沿着信号通路的DC电流，从而只允许AC信号通过。因此需要定义怎样将边界扫描技术应用于AC网络的标准。为此，关于IEEE标准P1149.6——考虑了包括AC耦合网络的电路组装件的边界扫描测试的起草中的标准——的工作正在进行。
发明内容
本发明的一个方面的实施方式是用于产生边界扫描测试向量的方法。该方法包括1)给测试中的电路组装件的所有驱动器和滞后测试接收机存储器分配不同的二进制标记(signature)，和2)产生一系列边界扫描测试向量，其中每一个测试向量包括所述二进制标记的对应位。
本发明的另一个方面的实施方式是用于评价测试中的电路组装件的互连缺陷的装置。该装置包括许多计算机可读介质和存储在这许多计算机可读介质上的计算机可读程序代码。计算机可读程序代码接收1)包括分配给测试中的电路组装件驱动器的数据标记的一组独特的二进制标记，和分配给测试中电路组装件的滞后测试接收机存储器的初始化标记，和2)在边界扫描测试过程中从滞后测试接收机存储器捕获的一组二进制标记。作为对这些输入的响应，所述代码然后通过将捕获到的每一个二进制标记与一个或更多独特二进制数据和初始化标记作比较，来评价测试中的电路组装件的互连缺陷。
还公开了本发明的其他实施例。
在图中图解了本发明的说明性和目前优选的实施例，在这些图中图1图解了包括AC耦合网络的示例电路组装件；图2图解了图1中示出的测试接收机的示例实施例；图3图解了产生边界扫描测试向量的第一示例方法；图4图解了测试中的电路组装件的示例部分；图5图解了测试向量的示例系列；图6图解了用于评价测试中的电路组装件的互连缺陷的示例方法；图7图解了用于评价测试中的电路组装件的互连缺陷的装置的示例实施例；以及图8图解了用于产生边界扫描测试向量的装置的示例实施例。
具体实施例方式
图1图解了包括AC耦合网络的示例电路组装件100。AC网络将第一器件102的驱动器106耦合到第二器件104的接收机108。作为例子，两个器件102、104可以是集成电路(IC)。器件102、104可能因为多种原因通过AC网络被耦合，例如它们使用不兼容的DC信号电平。在不兼容的DC信号电平的情况下，第二器件104的接收机108为了建立它自己的优选工作点，将插入偏置网络，工作点一般在接收机108的逻辑摆幅的中点。
图1的电路组装件100的AC耦合器包括电容器(C)，其与第一器件102的驱动器106和第二器件104的接收机108串联耦合。AC耦合器还可以包括端接电阻(R)。
虽然图1只图解了示出的器件102、104之间的一个AC耦合器，但是实际上，两个器件102、104将可能通过多个AC耦合器被耦合，而且非常可能是AC和DC耦合器的混合。
因为AC耦合器不会传递DC电压电平，所以如果被传输信号的改变速率比耦合时间常数(R*C)低，那么第二器件104中的接收机108将发现被传输信号的电容衰减。因此信号必须以足够高的频率被传输，并且有足够频繁的变化(transition)，以减轻信号衰减。为此，传输器件102的任务电路(mission circuitry)110一般将以这样的方式编码数据，使得频繁的信号变化被保证，从而达到用于数据传送的AC耦合的“要求”。
遗憾地是，AC耦合的瞬时特性使得使用IEEE标准1149.1(有时在文中称为“1149.1标准”)中提出的边界扫描准则来测试耦合如果不是不可能也将很困难。1149.1标准设想驱动器106和接收机120之间的DC信号电平传输。虽然DC信号电平被周期性地改变，但是没有要求信号电平应该以任一特定的频率被改变。结果，信号电平改变之间的时间与AC耦合的时间常数相比一般非常长。信号电平改变之间的时间长度是由许多因素联合作用的，包括边界扫描测试时钟(TCK)的频率比器件的任务时钟频率慢几个数量级，并且需要频繁地中断测试时钟，用于处理测试系统开销函数。因为通过AC耦合被传输的低频信号趋向衰减，AC耦合网络的传统边界扫描测试最好时也不可靠，并且甚至于常常不可行。
用于将边界扫描技术应用于AC耦合网络的标准正处于开发的过程中。该标准的初步草案已经被确定为IEEE标准P1149.6。该标准设想建立在任务驱动器106和测试接收机120之间传导的AC波形。因为测试时钟速率和所包含的数据移位的数量的变化性，AC波形可能仍旧是低频的。但是，波形被构造使得通过波形被发送的每一个测试位包括至少两个波形边沿——首先预期测试位被发送，接着是测试位的补码，接着又是预期测试位。
如图2中图解的，由IEEE标准P1149.6设想的测试接收机120包括上升和下降沿检波器(detector)202、204，它们被用来从通过AC耦合的波形的边沿“重构”原始波形。这样，即使由驱动器106产生的DC电平可能衰减，“原始”波形仍旧可以被测试接收机120重构。这样，边界扫描“认为”它在测试电平，但实际上，AC波形穿过AC耦合器，并且积分器从该AC波形的边沿信息中重构原始波形。
更详细地参照图2的测试接收机，注意到接收机120包括两个运算放大器202、204。上面的运算放大器202是“置位”标记为“U”的触发器214的上升沿检波器。下面的运算放大器204是“复位”“U”触发器214的下降沿检波器。这样，在引线200处看到的微分形式的AC波形在“U”触发器214的输出端被重构(也就是，只要开关210在它的“AC”位置上)。两个电压源(Vhyst)206、208提供防止小的信号杂波被积分的抗扰度。低通滤波器(RF/CF)具有输入波的新近平均值，所以边沿检波器202、204能够将这个值与输入波的瞬时值做比较。这样，如果信号边沿到达引线200，然后缓慢地衰减，信号边沿将置位(或复位)“U”触发器214。“U”触发器214可以被认为是“滞后”存储器(或滞后测试接收机存储器)，因为它保持被测试接收机120接收的最后有效信号电平的状态——即使在信号电平已经衰减之后并且可能不再存在的情况下。
在边界扫描测试的过程中，存储在“U”触发器214中的信号电平(也就是数据值)需要被捕获和评价。如果“U”触发器214被等同于传统边界扫描单元的更新触发器，那么它的输出端可以被链接到捕获触发器(也就是图2中的“C”触发器212)的输入端。从那里，数据可以从测试接收机120中被移位出去。取决于捕获触发器212在边界扫描寄存器中的位置，它的数据可以通过其他边界扫描单元(例如，单元118，以及其他连接到SHIFT_OUT的单元)被移位。
边界扫描单元212、214还包括多路控制器(multiplexer)216。通过多路控制器的第一路径链接更新触发器214的输出端到捕获触发器212的输入端上。通过多路控制器的第二路径链接捕获触发器212的输入端到形成前面提到的边界扫描寄存器的一部分的上游边界扫描单元(也就是连接到SHIFT_IN上的单元)上。控制信号(ShiftDR)确定两个路径的哪一个是激活的。如果第二路径是激活的(ShiftDR＝1)，在SHIFT_IN出现的数据可以与控制信号ClockDR同步被移位到捕获触发器212中，然后与控制信号UpdateDR同步被装入到更新触发器214(也就是滞后测试接收机存储器)中。
在边界扫描测试过程中，测试接收机120的滞后存储器214最好被“预置”或“初始化”到已知状态。当测试接收机120包括边界扫描单元212至216时，这是相对容易的工作——一个已知的初始状态仅仅被赋给一个边界扫描测试向量，被移位到测试接收机的边界扫描单元中，然后被装入测试接收机的滞后存储器214中。测试向量的移位和装入可以通过例如PRELOAD或EXTEST的边界扫描指令被实现。
虽然IEEE标准P1149.6讨论了初始化滞后测试接收机存储器214的要求，并公开了能够通过边界扫描测试向量的方式实现初始化，但是起草中的标准在“选择”滞后存储器的(一个或多个)初始状态方面几乎没有提供指导。
仅仅“初始化”滞后存储器214是不足以保证对测试中电路组装件的充分故障诊断的。例如，如果滞后测试接收机存储器214被初始化为逻辑低，并且它的初始值不改变，就不能确定是否1)存储器214已经被“复位”为逻辑低，或2)存储器214仅仅是保持了它的初始值。同样地，如果存储器214被初始化为逻辑高，就不能确定是否1)存储器214已经被“置位”为逻辑高，或2)存储器214仅仅是保持了它的初始值。因此，需要某种在每个时机选择滞后存储器的状态以预置存储器214的方法。
按照上述要求，图3图解了产生边界扫描测试向量的第一示例方法300。方法300从给测试中的电路组装件的所有驱动器和滞后测试接收机存储器分配302不同的二进制标记开始。然后，在304，一系列的边界扫描测试向量被产生，其中，每一个测试向量包括二进制标记的对应位。
图4和5图解了图3的方法实际上可以怎样被应用于测试中的电路组装件。图4图解了测试中的电路组装件的一部分400。测试中的电路组装件包括两个器件402、404，其中一个包括三个驱动器406至410，另一个包括三个接收机412至416。驱动器406至410中的每一个通过AC耦合器418至422被耦合到对应的接收机412至416上。
每一个驱动器406至410通过多路控制器430至434被耦合到对应的边界扫描单元424至428上。取决于MODE信号的状态，多路控制器430至434交替地耦合驱动器406至410到它们对应的边界扫描单元424至428，或者任务逻辑上。
耦合到每一个接收机412至416的输入端上的是对应的测试接收机436至440。每一个测试接收机436至440可以被配置成如图2中所示(或者以其他方式)，并且包括与边界扫描单元集成在一起的滞后存储器。
测试中的电路组装件的边界扫描单元可以通过任意数量的扫描链被链接。例如，图4图解了链接一个器件402的驱动单元424至428的第一扫描链和链接另一个器件404的测试接收机单元436至440的第二扫描链。又例如，图4图解了包括“非测试接收机”边界扫描单元442(例如，监控DC耦合接收机输出端的边界扫描单元)的第二扫描链。“非测试接收机”边界扫描单元442图解了不同类型的边界扫描单元436至442可以在同一扫描链中被链接在一起。
图5图解了可以被分配给图4的测试中电路组装件的驱动器和滞后测试接收机存储器的多种二进制标记406’至442’。标记406’至442’从左到右读取，并由它们对应驱动器的或测试接收机的参考数字加撇号标识。这样，分配给驱动器406的二进制标记406’是“01101101011”。如图5的省略号所指示的，只示出了分配给测试中的电路组装件的标记的一部分。图5中的“x”不意味着是“无关的”，而是反映对应于图5中未示出的边界扫描单元的标记。
在每一个驱动器和滞后测试接收机存储器已经被分配标记后，一系列的边界扫描测试向量502、504可以通过对标记的对应位进行分组被产生。
已经产生了一系列的边界扫描测试向量502、504，然后向量可以被用来评价测试中的电路组装件的互连缺陷。图6图解了这样的方法600。方法600与图3中图解的方法类似地开始。即，不同的二进制标记在602被分配给测试中的电路组装件的至少一个驱动器和至少一个滞后测试接收机存储器，然后一系列的边界扫描测试向量在604被产生(其中，每一个测试向量包括二进制标记的对应位)。此后，测试向量在606、608、612、614被移位到测试中的电路组装件中。为了公开的目的，测试向量的位当被移位到驱动器的对应边界扫描单元(例如，单元424)中时，认为他们被移位到该驱动器(例如，驱动器406，图4)中。
在把每一个测试向量移位到测试中的电路组装件中之后，测试向量在610被启动，并且在610，状态从电路组装件的滞后测试接收机存储器436至442的每一个中被捕获。然后，通过将1)从每一个滞后测试接收机存储器中捕获的状态序列(sequence)和2)一个或更多二进制标记进行比较，在614可以评价测试中的电路组装件的互连缺陷。
评价测试中的电路组装件的互连缺陷的装置在图7中被示出。装置包括在存储于许多计算机可读介质700上的计算机可读程序代码702中。计算机可读程序代码702接收1)包括分配给测试中的电路组装件的驱动器的数据标记和分配给测试中的电路组装件的滞后测试接收机存储器的初始化标记的一组独特的二进制标记704，和2)在边界扫描测试过程中从滞后测试接收机存储器捕获的一组二进制标记706。例如，独特的二进制标记704可以按照图3或图5的方法被产生。捕获的二进制标记706与图5中公开的捕获到的状态序列相同。
图7装置，通过将它接收到的捕获到的二进制标记与它接收到的一个或更多独特的二进制数据和初始化标记进行比较，来评价测试中的电路组装件的互连缺陷。因为每一个驱动器和滞后测试接收机存储器都被分配了一个独特的二进制标记，所以从滞后测试接收机存储器中捕获的二进制标记应该与它对应的驱动器的独特的二进制数据标记匹配。如果两个标记不匹配，图7装置指出一个互连缺陷。
如果互连缺陷被指出了，则可以采用额外的步骤以确定互连缺陷的类型。例如，从滞后测试接收机存储器中捕获的二进制标记可以与一个或更多驱动器的独特二进制数据标记作比较，并且如果任何两个标记匹配，则可以指出短路。从滞后测试接收机存储器中捕获的二进制标记也可以与一个或更多滞后接收机存储器的独特二进制初始化标记作比较，如果任何两个标记匹配，则也可以指出短路。从滞后测试接收机存储器中捕获的二进制标记还可以与它自己的独特二进制初始化标记作比较，如果这两个标记匹配，则可以指出开路。
为了保证滞后测试接收机存储器的状态是频繁地“摆动的”，分配给滞后测试接收机存储器的二进制标记可以这样选择，使得它是当一系列测试向量在测试中的电路组装件中被启动时，所期望从滞后测试接收机存储器中捕获的状态序列的补码。换句话说，假定滞后测试接收机存储器是同相的，分配给滞后测试接收机存储器的标记可以这样选择，使得它是分配给它的对应驱动器的标记的补码。在这种方式中，图7中图解的评价装置可以确定从滞后测试接收机存储器中捕获的二进制标记是否是存储器的初始标记的补码，并且如果不是的话，指出互连缺陷。
按照图3中图解的用于产生边界扫描测试向量的方法，图8图解了用于产生边界扫描测试向量的装置。装置包括在存储于许多计算机可读介质800上的计算机可读程序代码804、806、808中。计算机可读程序代码804包括用于读取电路说明文档802的代码，用于给电路的驱动器和滞后测试接收机存储器分配二进制标记的规则和代码806，和用于产生边界扫描测试向量810的代码808。电路说明文档802描述包括一个或更多驱动器和一个或更多滞后测试接收机存储器的电路。规则806可以或多或少地复杂，但至少要求给对应的驱动器和滞后测试接收机存储器分配不同的二进制标记。用于产生边界扫描测试向量810的代码808能够产生被用来对电路的所述一个或更多驱动器和一个或更多滞后测试接收机存储器按照分配给它们的二进制标记进行编程的向量。
在图8装置的另一个实施例中，作为程序代码一部分保持的规则806更加复杂。例如，规则806可以规定电路说明文档中描述的每一个滞后测试接收机存储器应该被分配一个二进制标记，此二进制标记是在随后边界扫描测试的捕获阶段过程中，期望从第一滞后测试接收机存储器中捕获的状态序列的补码。另外(或者除此以外还有)，规则806可以规定电路说明文档中说明的每一个滞后测试接收机存储器应该被分配一个二进制标记，此二进制标记与分配给电路说明文档中描述的所有其他驱动器和滞后测试接收机存储器的二进制标记都不同。
虽然在这里详细地描述了本发明说明性和现今优选的实施例，但应该理解发明概念可以被进行多种具体化和使用，并且所附如权利要求期望被解释为包括这样的改变，但除去被现有技术所限制的以外。
权利要求
1.一种用于产生边界扫描测试向量的方法，包括a)给测试中的电路组装件的所有驱动器和滞后测试接收机存储器分配不同的二进制标记；以及b)产生一系列的边界扫描测试向量，其中，每一个测试向量包括二进制标记的对应位。
2.如权利要求1所述的方法，其中，分配给第一滞后测试接收机存储器的二进制标记是当系列测试向量被启动时，期望从第一滞后测试接收机存储器中捕获的状态序列的补码。
3.一种用于评价测试中的电路组装件的互连缺陷的方法，包括a)给测试中的电路组装件的至少一个驱动器和至少一个滞后测试接收机存储器分配不同的二进制标记；b)产生一系列的边界扫描测试向量，其中，每一个测试向量包括二进制标记的对应位；c)移位测试向量到测试中的电路组装件中；d)在将每一个测试向量移位到测试中的电路组装件中之后，i)启动测试向量；以及ii)从至少一个滞后测试接收机存储器中的每一个中捕获状态；以及e)通过将i)从至少一个滞后测试接收机存储器中的每一个中捕获的状态序列与ii)一个或更多二进制标记作比较，评价测试中的电路组装件的互连缺陷。
4.如权利要求3所述的方法，其中，分配给第一滞后测试接收机存储器的二进制标记是当系列测试向量被启动时，期望从第一滞后测试接收机存储器中捕获的状态序列的补码。
5.如权利要求3所述的方法，其中，不同的二进制标记被分配给测试中的电路组装件的所有驱动器和滞后测试接收机存储器。
6.一种用于产生边界扫描测试向量的装置，包括a)许多计算机可读介质；以及b)存储在许多计算机可读介质上的计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码包括i)用于读取说明包括一个或更多驱动器和一个或更多滞后测试接收机存储器的电路的电路说明文档的代码；ii)用于给电路的驱动器和滞后测试接收机存储器分配二进制标记的规则和代码；该规则至少要求给对应的驱动器和滞后测试接收机存储器分配不同的二进制标记；以及iii)用于产生边界扫描测试向量的代码，所述向量能够被用来对所述一个或更多驱动器和一个或更多滞后测试接收机存储器按照分配给它们的二进制标记进行编程。
7.如权利要求6所述的装置，其中，用于分配二进制标记的规则规定，电路说明文档中描述的每一个滞后测试接收机存储器应该被分配一个二进制标记，此二进制标记是在随后边界扫描测试的捕获阶段过程中，期望从第一滞后测试接收机存储器中捕获的状态序列的补码。
8.如权利要求6所述的装置，其中，用于分配二进制标记的规则规定，电路说明文档中描述的每一个滞后测试接收机存储器应该被分配一个二进制标记，此二进制标记与分配给电路说明文档中描述的所有其他驱动器和滞后测试接收机存储器的二进制标记都不同。
9.一种用于评价测试中的电路组装件的互连缺陷的装置，包括a)许多计算机可读介质；以及b)存储在许多计算机可读介质上的计算机可读程序代码，该计算机可读程序代码接收i)包括分配给测试中的电路组装件的驱动器的数据标记和分配给测试中的电路组装件的滞后测试接收机存储器的初始化标记的一组独特的二进制标记，和ii)在边界扫描测试过程中从滞后测试接收机存储器捕获的一组二进制标记；所述代码通过将捕获到的二进制标记的每一个与一个或更多独特的二进制数据和初始化标记作比较来评价测试中的电路组装件的互连缺陷。
10.如权利要求9所述的装置，其中，计算机可读程序代码将从滞后测试接收机存储器捕获的二进制标记与对应驱动器的独特二进制数据标记作比较，并且如果这两个标记不匹配，则指出互连缺陷。
11.如权利要求9所述的装置，其中，计算机可读程序代码将从滞后测试接收机存储器捕获的二进制标记与一个或更多驱动器的独特二进制数据标记作比较，并且如果任何两个标记匹配，则指出短路。
12.如权利要求9所述的装置，其中，计算机可读程序代码将从滞后测试接收机存储器捕获的二进制标记与一个或更多其他滞后测试接收机存储器的独特二进制初始化标记作比较，并且如果任何两个标记匹配，则指出短路。
13.如权利要求9所述的装置，其中，计算机可读程序代码将从滞后测试接收机存储器捕获的二进制标记与滞后测试接收机存储器的独特二进制初始化标记作比较，并且如果这两个标记匹配，则指出开路。
14.如权利要求9所述的装置，其中，计算机可读程序代码确定从滞后测试接收机存储器捕获的二进制标记是否是该滞后测试接收机存储器的独特二进制初始化标记的补码，并且如果不是，则指出互连缺陷。
全文摘要
本发明公开了关于边界扫描测试的多种方法和装置，包括用于产生边界扫描测试向量的方法。该方法给测试中的电路组装件的所有驱动器和滞后测试接收机存储器分配不同的二进制标记，然后产生一系列的边界扫描测试向量，其中，每一个测试向量从二进制标记的对应位导出。
文档编号G01R31/3185GK1499210SQ0312388
公开日2004年5月26日 申请日期2003年5月30日 优先权日2002年11月12日
发明者肯尼思·P·帕克, 肯尼思 P 帕克 申请人:安捷伦科技有限公司