DE4434927A1

DE4434927A1 - Mit Leistung versorgtes Testen einer gemischten Standard-/Boundary-Scan-Logik

Info

Publication number: DE4434927A1
Application number: DE4434927A
Authority: DE
Inventors: Kenneth P Parker; Kenneth E Posse
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: GB2284066A; JP3597891B2; JPH07198786A; DE4434927C2; US5448166A; US5510704A; GB9423072D0

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und Verfahren zum Testen von elektrischen Schaltungen und insbesondere auf eine Vorrichtung und Verfahren zum Testen von Schaltungen, die einige Schaltelemente, die eine Boun dary-Scan-Logik (Grenzabtast-Logik) einschließen und einige Schaltelemente, die keine Boundary-Scan-Logik einschließen, umfassen.

Das Testen von elektrischen Schaltungen ist nahezu so alt wie die elektrischen Schaltungen selbst. In einfachen Schal tungen geschieht dies durch Anlegen geringer Spannungen an alle Schaltungsknoten, um auf Kurzschlüsse oder Leerläufe zu testen. Der Ausdruck "Knoten" in dieser Beschreibung meint ein beliebiges Equipotentialschaltelement. Ein Beispiel da für ist ein Verbindungs-Draht oder eine -Spur zwischen zwei elektrischen Komponenten. Vorrichtungsanschlußstifte, die durch die Drähte oder Spuren verbunden sind, sind ebenfalls ein Teil der Knoten.

Es wurde es immer wichtiger und schwieriger, Schaltungen eingehend zu testen, als die Schaltungen zunehmend komplexer wurden. Ein übliches Verfahren, dies durchzuführen, ist es, eine Test-Vorrichtung und ein -Verfahren als Teil des Ent wicklungsprogramms für jede hergestellte Schaltung, wie z. B. eine Schaltungsplatine für ein Fernsehgerät, zu entwickeln. Üblicherweise wird ein Programm entwickelt, das in eine kom plexe Testmaschine programmiert wird, die Hunderte oder so gar Tausende von Betriebsmitteln einschließt, wie zum Bei spiel Spannungs-Treiber und -Empfänger, die über Relais und Kontaktnägel in einer programmierten Folge abwechselnd mit den Knoten der Schaltung verbunden werden, um die Schaltung zu testen.

In komplexen Schaltungen kann nicht jede Kombination von Knoten getestet werden, da dies zu zeitaufwendig ist. Also muß der Testentwickler eine bestimmte Möglichkeit ent wickeln, um sicherzustellen, daß die Knoten, die in der be stimmten Schaltung am wahrscheinlichsten ausfallen, getestet werden. Dies wurde zu einer sehr komplexen Wissenschaft, wo bei höhere Mathematik und Computer verwendet werden. Es sei z. B. das US-Patent Nummer 4,601,032 betrachtet, in dem eine komplexe Wellenform von Testvektoren (ein Satz digitaler Spannungen, der an einen Satz von Knoten angelegt wird) konstruiert wird und diese an die Schaltelemente angelegt wird, um die Schaltung zu testen, sowie US-Patent Nummer 5,027,353, bei dem ein gewichtetes mathematisches System verwendet wird, um einen kompakten Satz von Testvektoren zu bestimmen, um die Schaltung zu testen.

Ein Problem bei solchen Tests besteht darin, daß die Vek toren oder Wellen, die Impulse oder Spannungen sind, die an das System angelegt werden, das System beschädigen können, wenn ein Fehler im System existiert und die Spannungen für eine zu lange Dauer angelegt werden. Dies kann oft der Fall sein, da die Systeme derart komplex sind, daß es eine sehr lange Zeit in Anspruch nimmt, solche Tests durchzuführen.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß es im allgemeinen umso unwahrscheinlicher ist, daß solche Tests in der Lage sind, örtlich genau zu bestimmen, wo der Fehler sich befin det, je besser sie beim Herausfinden, daß ein Schaltungsfeh ler existiert, sind. Da komplexe Schaltungsplatinen teuer sind, ist es wichtig, zu wissen, wo sich der Fehler befin det, so daß er repariert werden kann. Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei modernen elektrischen Schaltungen mit Oberflächenbefestigung, feinen Geometrien und doppelseitigen Platinen nicht alle Knoten zugreifbar sind, und folglich nicht durch solche Verfahren getestet werden können.

Eine Lösung für das Problem des potentiellen Beschädigens von Vorrichtungen während mit Leistung versorgter Tests wur de im US-Patent Nummer 4,588,945 herausgefunden, das ein Verfahren des Testens beschreibt, das eine Zeitgrenze für das Anlegen der Testsignale und eine Abkühlzeit zwischen den Testsignalen vorsieht, wobei die Dauer der Zeitgrenze und der Abkühlzeit durch die Charakteristika der getesteten Vor richtungen bestimmt ist.

Eine Lösung für das Problem des örtlich genauen Bestimmens von Systemfehlern, wenn nicht alle Knoten zugreifbar sind, wird Boundary-Scan genannt. Boundary-Scan ist ein Testsy stem, bei dem jede Komponente einer Schaltung, wie z. B. ein Chip, mit einem Satz von Schieberegistern aufgebaut ist, die zwischen jedem Vorrichtungsanschlußstift und mit einem spe zifischem internen Logiksystem plaziert sind. Dieses System wurde in einem IEEE-Standard Nummer 1149.1-1990 definiert. Der Boundary-Scan-Standard ermöglicht es, ausschließlich durch Abtasten der Boundary-Anschlußstifte der Schaltung die gesamte Schaltung genau zu testen. Für eine komplette Be schreibung des Boundary-Scan-Verfahrens sei das HP-Bounda ry-Scan Tutorial and BSDL Reference Guide, veröffentlicht durch die Hewlett Packard Company, Manual Part No. E1017-90001, betrachtet. Ferner seien das US-Patent Nummer 4,872,169, das US-Patent Nummer 4,879,717, das US-Patent Nummer 4,967,142, die Europäische Patentanmeldung 89308562.1 und die Europäische Patentanmeldung Nummer 90305582 betrach tet, die verschiedene Details der Realisierung des Bounda ry-Scan-Verfahrens offenbaren.

Das Boundary-Scan-System, das in den obigen Referenzen be schrieben ist, liefert bei Schaltungen, die vollständig aus Boundary-Scan-Schaltelementen aufgebaut sind, excellente Er gebnisse. Üblicherweise ist eine elektronische Schaltung aus Elementen, die von einer großen Vielfalt von Herstellern hergestellt sind, von denen viele den Boundary-Scan-Standard nicht verwenden, aufgebaut. Ferner umfassen nahezu alle Schaltungen nicht-digitale Vorrichtungen, wie z. B. analoge integrierte Schaltungen und diskrete Vorrichtungen, wie z. B. Transistoren, Dioden, Widerstände und dergleichen. Es be steht ein Bedarf nach einer Vorrichtung und nach einem Test verfahren zum Testen solcher Schaltungen.

Das Testen von gemischten Schaltungen, das heißt Schaltun gen, die sowohl herkömmliche als auch Boundary-Scan-Schalt elemente enthalten, mit Boundary-Scan-Techniken liefert zwei signifikante Probleme: 1) der Boundary-Scan-Test ist ein mit Leistung versorgter Test - das bedeutet, daß die Schaltung beim Vorliegen von potentiellen Beschädigungskurzschlüssen mit Leistung versorgt wird und beschädigt werden kann; und 2) das Vorliegen von Nicht-Boundary-Scan-Elementen beein trächtigt den Boundary-Scan-Test dahingehend, daß ein Kurz schluß zwischen einem Nicht-Boundary-Scan-Element und einem Boundary-Scan-Element oft bewirken wird, daß der Boundary- Scan-Knoten den falschen logischen Wert hat, und es nicht wahrscheinlich ist, daß die Ergebnisse wiederholbar sind, da die herkömmliche Logik "an" ("eingeschaltet") und nicht vor hersehbar ist. Es sei z. B. die Schrift "Interconnect Testin of Boards with Partial Boundary-scan", Gordon D. Robinson & John G. Deshayes, IEEE 1990 International Test Conference Proceedings, CH29100-6/000/0572, Paper 27.3, Seiten 572- 581, betrachtet.

Das obige Papier offenbart ein Verfahren zum Lösen des Pro blems durch einen vierteiligen Test: erstens wird zwischen allen Orten, auf die der Tester Zugriff hat, ein herkömmli cher Kurzschlußtest durchgeführt; als zweites werden der Boundary-Scan-Testschaltkreis und die Pfadsegmente zwischen den Komponenten getestet, um zu sehen, daß sie ordnungsgemäß arbeiten; als drittes folgt ein Test für Kurzschlüsse zwi schen Nicht-Boundary-Scan-Knoten mit Testerzugriff und die Boundary-Scan-Knoten ohne Zugriff werden getestet; schließ lich folgt ein Test für Leerläufe und Kurzschlüsse auf rei nen Boundary-Scan-Knoten.

Der dritte Test kann zwei Formen haben. Die einfachste te stet jeden Knoten einzeln; sie legt ein "Hoch" an den Knoten an, führt einen Boundary-Scan-Test durch, legt dann ein "Tief" an den Knoten und führt einen weiteren Boundary- Scan-Test durch. Wenn es einen Kurzschluß gibt, wird einer dieser Tests wahrscheinlich ein falsches Ergebnis beim Boun dary-Scan-Test erzeugen. Die zweite Form des dritten Tests testet mehrere Knoten auf einmal und jedem Knoten ist ein eindeutiges Indentifiziersignal gegeben. Ein Kurzschluß wird deklariert, wenn einer der Boundary-Scan-Testknoten eines der Identifiziersignale sieht. Das Problem bei diesem Test besteht darin, daß die einfachste Form des dritten Tests un annehmbar lang dauern kann und in einer komplexen Schaltung eine große Anzahl von Betriebsmitteln verwendet. Die Ver wendung der zweiten Form des dritten Tests ergibt zweideu tige Ergebnisse, da das Indentifiziersignal sich über andere Knoten als den betriebenen Knoten zu dem Boundary-Scan-Kno ten ausbreiten kann. Dieser Test dauert ebenfalls lange, da die Anzahl von Sätzen, die getestet werden sollen, sehr groß sein kann.

Ein weiteres System zum Testen einer Mischung aus herkömm lichen und Boundary-Scan-Knoten ist im US-Patent Nummer 4,963,824 offenbart. Das offenbarte Verfahren ersetzt jede Schaltungsplatinenkomponente der Reihe nach durch eine Test vorrichtung. Das Verfahren offenbart ferner das Isolieren von Nicht-Boundary-Scan-Komponenten durch Anwenden speziel ler Verbinderkarten mit Boundary-Scan-Fähigkeiten auf die Verbinder um die Komponente. Dieses Verfahren ist unzweckmä ßig, da die Entfernung der Vorrichtungen und die Ersetzung derselben nicht nur unhandlich und zeitverbrauchend ist, sondern die ganze Grundlage des Tests zerstört: da die Kom ponente ersetzt werden muß und die Ersetzung Kurzschlüsse oder Leerläufe bewirken kann, sollte die Platte danach neu getestet werden. Die Befestigung spezieller Karten, um die Nicht-Boundary-Scan-Komponenten zu isolieren, ist nicht nur zeitverbrauchend, sondern setzt voraus, daß die Karten ver bunden werden können, was bei komplexen, oberflächenbefe stigten und doppelseitigen Platinen oft nicht der Fall ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Test vorrichtung und ein -Verfahren für gemischte herkömmliche und Boundary-Scan-Schaltungen zu schaffen, das gleichzeitig mehr als einen Knoten testet, den Satz der Knoten, die ge testet werden, auf eine verwaltbare Anzahl reduziert, un zweideutig Schaltungsfehler fassen kann und keine physika lische Veränderung der Schaltung erfordert.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren nach den Patentansprüchen 1, 9, 17 und 18 gelöst.

Die Erfindung liefert eine Vorrichtung und Verfahren zum Te sten von Schaltungen mit Boundary-Scan- und Nicht-Boundary- Scan-Komponenten, das die Anzahl der Knoten, die gleichzei tig getestet werden sollen, reduziert. Die Erfindung liefert eine Vorrichtung und Verfahren zum Testen, wobei die genaue Lokalisierung des fehlerhaften Knotens bestimmt wird und die Information dem Benutzer zurückgegeben wird. Die Erfindung schafft ferner Verfahren zum Testen, die eine Beschädigung der Schaltung aufgrund der Leistung, die für eine lange Zeit zugeführt wird, verhindert. Die Erfindung schafft Verfahren zum Testen, die eine kurze Testzeit pro Knoten und dement sprechend eine kürzere Testzeit für die gesamte Schaltungs platine schaffen.

Die vorliegende Erfindung schließt ein Verfahren zum Testen einer Schaltungsplatte, die sowohl Boundary-Scan- als auch Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtungen aufweist, ein. Das Test verfahren unterscheidet Boundary-Scan-Knoten, die sowohl mit einem Boundary-Scan-Empfänger als auch einem Boundary-Scan- Treiber gekoppelt sind, von Nicht-Boundary-Scan-Knoten. Das Verfahren verwendet Umgebungs- oder Positions-Daten jedes Anschlußstifts jeder Vorrichtung auf der Schaltungsplatine, um eine Anzahl von Sätzen von Nicht-Boundary-Scan-Knoten zu bestimmen, die innerhalb einer vorbestimmten Entfernung "R" von einem Vorrichtungsanschlußstift mit einem Boundary- Scan-Knoten gekoppelt sind. Das Verfahren bestimmt, wie vie le der Zahl der Nicht-Boundary-Scan-Knoten in jedem Satz T "unabhängig" sind, so daß jeder Boundary-Scan-Knoten auf der Schaltungsplatine sich innerhalb der vorbestimmten Entfer nung von nur einem Nicht-Boundary-Scan-Knoten in jeder unab hängigen Gruppe befindet.

Die Schaltungsplatine wird in einer Anzahl von Testzyklen getestet. Jeder Testzyklus wird durch Auswählen aller Nicht-Boundary-Scan-Knoten in jedem unabhängigen Satz und paralleles Testen der ausgewählten Nicht-Boundary-Scan-Kno ten durch Zwingen der Treiber in den Boundary-Scan-Vorrich tungen auf eine erste Spannung und kurzes Zwingen jedes Nicht-Boundary-Scan-Knotens auf eine andere Spannung durch geführt. Empfänger in den Boundary-Scan-Vorrichtungen nehmen einen Antwortvektor auf, der zur Auswertung aus der Schal tungsplatine getastet wird. Die Boundary-Scan-Knoten werden dann auf die zweite Spannung getrieben und die Nicht-Boun dary-Scan-Knoten werden auf die erste Spannung getrieben, worauf eine weitere Aufnahme des Antwortvektors folgt. Der Testzyklus wird durch Auswählen und Testen jedes unabhängi gen Satzes von Nicht-Boundary-Scan-Knoten, bis alle Nicht- Boundary-Scan-Knoten getestet sind, vollendet.

Da unabhängige Nicht-Boundary-Scan-Knoten ausgewählt und pa rallel getestet werden, spiegelt der Antwortvektor wieder, welche der Knoten ausgefallen sind, und die Positionsdaten, die vorzugsweise in der Form von kartesischen Koordinaten daten, die die genaue Lokalisierung jedes fehlerhaften Kno tens ergeben, werden dem Benutzer zurückgegeben. Da die Nicht-Boundary-Scan-Knoten nur kurz, unmittelbar bevor der Antwortvektor aufgenommen wird, betrieben werden, ist das Risiko einer Schaltungsbeschädigung minimal und die Testzeit ist verbessert. Eine Anzahl von Testzyklen wird wiederholt, bis alle unabhängigen Gruppen getestet sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbei spiels der Vorrichtung zum Testen von Schaltungen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vereinfachte Schematik, die eine Probe einer Schaltung mit einem exemplarischen Radius R, der zum Testen gemäß der vorliegenden Erfindung über lagert ist, bildet;

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Boundary-Scan-Kerns eines Testverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Flußdiagramm-Unterroutine zum Gruppieren von Knoten vor dem Testen;

Fig. 5 ein Flußdiagramm ein erstes Beispielverfahren zum Testen von Schaltungsplatinen mit der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines zweiten Beispielverfahrens zum Testen von Schaltungsplatinen mit der Vorrich tung von Fig. 1; und

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm des Testverfahrens gemäß Fig. 6.

Gemäß Fig. 1 ist eine Blockdiagrammansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Schaltungstestsystems 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Das System 10 umfaßt eine Testvor richtung 12 und einen Ferncomputer 14 mit einer Dateneinga bevorrichtung 16, wie z. B. ein LAN (LAN = Local Area Network = lokales Netz), ein Telefon, ein Platten- oder Band-An trieb, eine Tastatur usw., und einer Datenausgabevorrichtung 18, wie z. B. eine Anzeige, ein Drucker, ein Platten- oder Band-Laufwerk usw. Eine exemplarische Schaltungsplatine 20, die getestet werden soll, umfaßt zwei Boundary-Scan-Kompo nenten 22 und 24 und zwei Nicht-Boundary-Scan-Komponenten 26 und 28. Die Schaltung besitzt sechs Nägel 30A bis 30F, die einen Zugriff zu sechs "Boundary-" oder "externen" Knoten der Boundary-Scan-Komponenten 22 und 24 liefern, und drei Nägel 30G bis 30I, die einen Zugriff zu drei Knoten der Nicht-Boundary-Scan-Komponenten 26 und 28 liefern. Es gibt ferner einen oder mehrere Nägel 33A und 33B, die die Lei stungsversorqung der Schaltung liefern.

Die "internen" Boundary-Scan-Knoten 31A bis 31D haben keinen Zugriff über Nägel. In einer tatsächlichen Schaltung, die getestet werden soll, können Hunderte von Komponenten oder Hunderte oder sogar Tausende von Knoten und Nägeln vorlie gen. Die Testvorrichtung 12 besitzt eine Vielfalt von Relais 34, wobei jedes von diesen eine Kontakteinrichtung, wie z. B. 35, zum elektrischen Verbinden der Nägel 30A bis 30F und 31A bis 31C aufweist. Jedes Relais besitzt ferner eine Vielzahl von Eingangs-/Ausgangsleitungen 36. Die Testvorrichtung 12 besitzt ferner eine Vielfalt an Treibern 37 und Empfängern 38, eine Mehrzahl an Leistungsversorgungen 40 und zumindest ein analoges Modul 42, wobei jedes dieser Elemente eine Ein richtung, wie z. B. 44, 46, 48 und 50, zum Verbinden mit den Eingangs-/Ausgangsleitungen 36 der Relais 34 aufweist. In einer typischen Testvorrichtung kann es Hunderte von Relais 34, Treibern 37 und Empfängern 38 und über zehn unterschied liche Leistungsversorgungen geben.

Die Testvorrichtung 12 umfaßt ferner eine Steuer- und Ab taststeuer-Vorrichtung 54 und eine Taktgabevorrichtung 56, die mit der Steuer-Ablaufsteuer-Vorrichtung 54 in Verbindung steht. Im allgemeinen steht die Steuer-Ablaufsteuer-Vorrich tung 54 mit jedem der Relais 34, Treiber 37, Empfänger 38, Leistungsquellen 46 und dem analogen Modul 42 über Kabel 60 in Verbindung und steuert das System, um eine programmierte Folge von Signalen von den Leistungsquellen 40, Treibern 37 und dem analogen Modul 42 an vorbestimmte der Nägel 30A bis 30I anzulegen, und die Empfänger 38 empfangen über die Re lais 34 Signale von anderen vorbestimmten Nägeln 30A bis 30I und leiten sie zur Steuer-Ablaufsteuer-Vorrichtung weiter.

Insbesondere werden gemäß der Erfindung Informationen, die die X-Y-Standorte der Boundary-Scan-Knoten ohne Nägel, das heißt, die Knoten 31A bis 31D, und die Nicht-Boundary-Scan- Knoten mit Nägeln, das heißt, die Knoten 32A bis 32C, be treffen, über den Dateneingangsanschluß 16 in den Ferncom puter 14 geführt. Aus diesen Informationen werden Sätze T von Nicht-Boundary-Scan-Knoten 32A bis 32C in einem Radius R jedes Boundary-Scan-Knotens 31A bis 31D definiert. Zum Bei spiel kann für die einzelne Schaltung, die in Fig. 1 gezeigt ist, der Satz T, der zu den Knoten 31A gehört, der einzelne Knoten 32A sein. Dann wird über den Eingabeanschluß 16 und den Computer 14 die Steuer-Ablaufsteuer-Vorrichtung 54 der Testvorrichtung 12 programmiert, um einen Test durchzufüh ren.

Unter einem Testprogramm gemäß der Erfindung wird einer der Treiber 37 jedem Nagel 30A bis 30H zugewiesen und einer der Empfänger 38 wird jedem Nagel 30A bis 30F zugewiesen. Zuerst wird auf den zugreifbaren Knoten, das heißt den Knoten, die mit den Nägeln 30A bis 30I verbunden sind, ein herkömmlicher leistungsloser Kurzschlußtest durchgeführt. Wenn die Schal tung 20 diesen Test besteht, wird die Schaltung 20 durch An legen einer Leistung an die Schaltungsleistungseingänge 33A und und 33B über die Leistungsquellen 40 und die Relais 34 leistungsmäßig hochgefahren. Daraufhin wird ein "Mischschal tungs"-Test gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt, welches nachfolgend detaillierter beschrieben wird.

Zur Zeit des Initialisierens des Tests mit dem Dateneingabe anschluß 16 und dem Computer 16, kann eine Zeitgrenze für jeden Nicht-Boundary-Scan-Knoten definiert werden, wobei diese Zeitgrenze der Zeitdauer entspricht, während der die Schaltung einen Kurzschluß zwischen diesen Knoten und einem Boundary-Scan-Knoten tolerieren kann. Danach werden die Boundary-Scan-Knoten, die getestet werden sollen, nach der Dauer der Zeitgrenzen, die mit den Nicht-Boundary-Scan-Kno ten in ihren zugeordneten Sätzen T verknüpft sind, geordnet, wobei die mit der kürzesten Zeitgrenze die ersten sind.

Sobald wie möglich, nachdem die Schaltung 20 leistungsmäßig hochgefahren ist, wird die Uhr 56 zurückgestellt. Nach jedem Knoten, der getestet ist, wird die Zeitgrenze der Knoten, die noch getestet werden sollen, mit der Uhrzeit verglichen, und wenn die Uhrzeit einer dieser Grenzen gleicht oder diese überschreitet, wird der Test temporär unterbrochen. Der Test kann wiederbegonnen werden, nachdem die Schaltung eine Mög lichkeit hatte, abzukühlen. Nach der Vollendung dieses Test der gemischten Knoten, kann ein Standard-Boundary-Scan-Ver bindungstest durchgeführt werden.

Detaillierte Beschreibung des Mischschaltungstestens a. Terminologie

Ein "Boundary-Scan-Knoten" oder "BS-Knoten", wie er hierin verwendet wird, meint einen beliebigen Knoten, der sowohl mit einem Boundary-Scan-Empfänger und einem Boundary-Scan- Treiber gekoppelt ist. Z.B. haben alle Vorrichtungsanschluß stifte der Vorrichtung 201 sowohl einen Treiber als auch einen Empfänger, wie durch die Markierung "D/R" (D = Driver = Treiber; R = Receiver = Empfänger), die in jeder Bounda ry-Scan-Zelle 214 plaziert ist, angedeutet wird. Folglich sind diese Vorrichtungsanschlußstifte stets Boundary-Scan- Knoten, ungeachtet dessen, was mit denselben verbunden ist. Die Vorrichtungen 202 und 203 haben jedoch Zellen 212, die nur Empfänger sind, was durch den Buchstaben "R", der in jeder Empfängerzelle 212 in Fig. 2 plaziert ist, angedeutet wird. Die Vorrichtungen 202 und 203 haben ferner eine Anzahl von Zellen 213, die nur Treiber sind, was durch den Buch staben "D", der in jeder Treiberzelle 213 in Fig. 2 plaziert ist, angedeutet wird.

Ein Boundary-Scan-Knoten kann durch Koppeln eines Empfängers 212 mit einem Treiber 213 gebildet sein, wie durch den Boun dary-Scan-Knoten 223, der die Vorrichtungsanschlußstifte 242 und 243 der Chips 202 und 203 koppelt, gezeigt ist. Der Emp fänger und der Treiber können sich auf dem gleichen Chip be finden, wie durch Knoten 222 gezeigt ist. Ferner kann ein Boundary-Scan-Knoten Vorrichtungsanschlußstifte oder An schlüsse von Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtungen einschließen, wie zum Beispiel die Boundary-Scan-Knoten 221 und 222.

Ein Knoten, der nur mit einer Empfängerzelle 212 oder einer Treiberzelle 213, jedoch nicht mit beiden, verbunden ist, ist nach der herkömmlichen Terminologie kein Boundary-Scan- Knoten. Solche Knoten werden hierin als "Nicht-Boundary- Scan-Knoten" oder "NBS-Knoten" bezeichnet. Beispiele für Nicht-Boundary-Scan-Knoten in Fig. 2 sind die Vorrichtungs anschlußstifte 226 und 227 der Nicht-Boundary-Scan-Vorrich tung 204, die weder mit einem Empfänger noch mit einem Trei ber gekoppelt ist. Der Vorrichtungsanschlußstift 228 der Vorrichtung 204 und die Vorrichtungsanschlußstifte 208, 233 und 234 der Vorrichtung 203 sind ebenfalls Nicht-Boundary- Scan-Knoten, da sie nur mit einer Empfängerzelle gekoppelt sind. Genauso sind die Vorrichtungsanschlußstifte 231 und 232 Nicht-Boundary-Scan-Knoten, da sie nicht mit einer Emp fängerzelle gekoppelt sind.

Für ein gründliches Verstehen der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, die obige Terminologie zu verstehen. Ein Bounda ry-Scan-Knoten kann Vorrichtungsanschlußstifte und Anschlüs se von Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtungen einschließen. Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtungen sind nicht nur logische Vorrichtungen, wie z. B. der Chip 204, sondern können auch analoge oder lineare integrierte Schaltungen sein, ebensogut wie diskrete Vorrichtungen, wie z. B. Widerstände 206, 207 und 209, Transistoren 208 und Dioden 211.

b. Bestimmen von Sätzen von Nicht-Boundary-Scan-Knoten

Bezüglich einer detaillierteren Beschreibung der Erfindung zeigt Fig. 2 eine exemplarische Schaltungsplatine 200, die beim Beschreiben, wie ein Satz T von Nicht-Boundary-Scan- Knoten bestimmt wird, nützlich ist. Die Schaltungsplatine 200 umfaßt drei Boundary-Scan-Vorrichtungen 201, 202 und 203 und Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtungen 204, 206, 207, 208, 209 und 211. Die Boundary-Scan-Vorrichtungen 201, 202 und 203 umfassen Boundary-Scan-Schaltkreise, die der Familie IEEE 1149 von Standards entsprechen.

Alle Boundary-Scan-Knoten (angezeigt durch fett gedruckte Linien in Fig. 2) werden nacheinander ausgewählt. Z.B. be ginnend mit dem Boundary-Scan-Knoten 221 werden die Stand orte aller Vorrichtungsanschlußstifte, die mit dem Knoten 221 verbunden sind, bestimmt. In diesem Fall sind der An schlußstift 237 des Boundary-Scan-Chips 201 und der An schlußstift 236 des Nicht-Boundary-Scan-Chips 204 mit dem Knoten 221 verbunden. Ein Satz T₁ von Nicht-Boundary-Scan- Knoten, die innerhalb eines Radius "R" (angezeigt durch die gestrichelten Halbkreise R1 und R2 in Fig. 2) jedes Vorrich tungsanschlußstiftes 236 und 237 liegen, wird bestimmt, wie hierin nachfolgend detailliert beschrieben wird.

Um zu bestimmen, welche Nicht-Boundary-Scan-Knoten benach bart zu ausgewählten Boundary-Scan-Knoten liegen, wird vor zugsweise ein "Kurzschlußradius" R, mit einem Radius, der durch den Pfeil in R7 in Fig. 2 gezeigt ist, ausgewählt. Der Radius des Kurzschlußradius R kann eine beliebige Länge sein, die sich auf eine physikalische Eigenschaft der Schal tung bezieht, und die berechnet ist, um die Anzahl der Kno ten, die getestet werden sollen, zu reduzieren. Vorzugsweise bezieht er sich auf eine maximale lineare Entfernung zwi schen zwei Vorrichtungsanschlußstiften, über der ein Kurz schluß wahrscheinlich sein kann.

In diesem Beispiel konzentrieren wir uns ausschließlich auf die Entfernung zwischen Vorrichtungspins, und nicht auf die Entfernung zwischen zwei Knoten über ihrer gesamten Länge, da angenommen ist, daß die Schaltungsplatine 200 durch be kannte Löttechniken gelötet ist, bei denen die gesamte Schaltung außer den Vorrichtungsanschlußstiften verdeckt ist, und Lot folglich nur an den Vorrichtungsanschlußstiften anhaften kann. Vorzugsweise stellt die Länge R die maximal erwartete Erstreckung von Löt-Flecken oder -Brücken auf der Schaltungsplatine 200 dar. Typischerweise wird R in einem Bereich von 1 bis 5 mm liegen, abhängig vom Abstand der Vorrichtungsanschlußstifte auf der Schaltungsplatine 200.

Es ist offensichtlich, daß R eine Benutzer-definierbare Län ge ist, die übereinstimmend mit der Erfahrung und/oder den Erwartungen des Benutzers, die die Länge betreffen, die ein Kurzschluß wahrscheinlich überdeckt, eingestellt wird. Die spezielle ausgewählte Länge wird von vielen Faktoren, wie z. B. der Löttechnik, die zum Löten der Platte verwendet wird, der Löttemperatur, der Zeitdauer, die die Platte 100 dem Lot ausgesetzt war, den erforderlichen Sicherheitsgrad, daß Kurzschlüsse erfaßt werden usw. abhängen.

Der Bequemlichkeit halber gibt es nur einen Radius "R", der für eine Schaltungsplatine definiert wird, und so haben alle Radien R1 bis R7 in Fig. 2 die gleiche Größe. Alternativ kann eine Mehrzahl von Radien für unterschiedliche Teile der Schaltungsplatine 200 definiert sein. Ferner sollte es of fensichtlich sein, daß die Auswahl eines Radius R dazu dient, Nicht-Boundary-Scan-Knoten, die an spezielle BS-Kno ten angrenzen, zu definieren, und daß andere Einrichtungen zum Definieren der Nachbarschaft möglich sind. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung bedeutet Nachbarschaft alle Kno ten, die physikalisch so nahe beieinander liegen, daß sie im Licht der Herstellungsverfahren (und bekannter Defekte die ser Verfahren), die verwendet werden, um die Schaltungspla tine aufzubauen, eine signifikante Wahrscheinlichkeit eines elektrischen Kurzschlusses, der zwischen ihnen existiert, aufweisen.

Obwohl R bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Form ei ner Länge oder einer Entfernung definiert ist, kann es auch durch bestimmte andere Kriterien, wie z. B. Anschlußstiftab stand oder Anschlußstiftanzahl definiert werden. Z.B. könnte R als ein Anschlußstift derart definiert werden, daß er nur Vorrichtungsanschlußstifte einschließt, die unmittelbar an den ausgewählten Boundary-Scan-Anschlußstift angrenzen. Al ternativ könnte R als zwei Anschlußstifte definiert sein (z. B. wenn bekannt ist, daß große Lötflecken im Herstel lungsprozeß existieren, wobei in diesem Fall der Radius R die zwei Anschlußstifte, die an den ausgewählten Boundary- Scan-Anschlußstift angrenzen, einschließen würde. Diese an deren Verfahren zum Bestimmen der Nachbarschaft sind im wesentlichen kurze Verfahren, die die physikalischen Abstän de, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Form der Vorrichtungsparameter verwendet werden, definieren. Daher wird erwartet, daß diese Verfahren zum Bestimmen der Nach barschaft innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen.

Sind die Standorte von zwei Vorrichtungsanschlußstiften in kartesischen Koordinaten (X,Y) gegeben, das heißt (a,b) und (c,d), ist der Abstand zwischen denselben durch die Quadrat wurzel von ((a - c)² + (b - d)²) gegeben. Wenn dieser Wert kleiner oder gleich dem Kurzschlußradius R ist, sind diese Vorrichtungsanschlußstifte Kandidaten für Kurzschlüsse und müssen getestet werden. Das heißt, der Algorithmus, der den Satz T definiert, betrifft diejenigen zugreifbaren Nicht- Boundary-Scan-Knoten, für die ((a - c)² + (b - d)²)^1/2 R gilt, wobei (a,b) der (X,Y)-Ort der Vorrichtungsanschluß stifte des ausgewählten Boundary-Scan-Knotens und (c,d) der (X,Y)-Ort der Vorrichtungsanschlußstifte des zugreifbaren Nicht-Boundary-Scan-Knotens ist.

Z. B. könnte man einfach definieren, daß für eine gegebene integrierte Schaltung der Anschlußstift 2 (wie durch den IC-Hersteller (IC = Integrated Circuit = integrierte Schal tung) definiert) benachbart zu den Anschlußstiften 1 und 3 ist, und der Anschlußstift 3 benachbart zu den Anschlußstif ten 2 und 4 ist, und desgleichen für alle Anschlußstifte auf der Schaltungsplatine gilt. Diese Art von Nachbarschaftsde finition wird "numerische Nachbarschaft" genannt und erfor dert vom Benutzer nicht, X,Y-Koordinaten der Vorrichtungsan schlußstifte oder Knoten auf der Schaltungsplatine einzuge ben, oder einen Radius "R" auszuwählen. Die numerische Nach barschaft ist ein weniger hochentwickeltes Konzept und ist gewöhnlich weniger erwünscht als das bevorzugte Verfahren des Definierens eines Radius "R", das oben erwähnt ist.

Bezüglich Fig. 2 umfaßt der erste Satz T₁ die Nicht-Bounda ry-Scan-Knoten 226 und 227, die sich innerhalb des Radius R1 des Anschlußstifts 236 befinden. Es gibt keine Nicht-Bounda ry-Scan-Anschlußstifte, die in den Radius R2, der die Vor richtung in 237 umgibt, fallen. Dieses Verfahren des Bestim mens der Sätze T_x wird wiederholt, bis alle Boundary-Scan- Knoten ausgewählt sind. Die nachfolgende Tabelle stellt die Gruppierung der Sätze T₁ bis T₃ für die Boundary-Scan-Kno ten, die in Fig. 2 gezeigt sind, dar.

TABELLE I

Während bezüglich der exemplarischen Schaltung 200 der Satz T durch Beobachtung bestimmt werden kann, werden beim be vorzugten Ausführungsbeispiel die (X,Y)-Koordinaten der zu greifbaren Vorrichtungsanschlußstifte mittels der Datenein gabe 16 (in Fig. 1 gezeigt), die ein LAN, eine Telefonlei tung, ein CD-ROM, ein Platten- oder Band-Laufwerk, eine Ta statur oder eine andere Dateneingabevorrichtung sein kann, in den Ferncomputer 14 eingegeben. Der Computer 14 ist mit dem oben erörterten Algorithmus programmiert, ein R wird ausgewählt, und der Computer 14 berechnet den Satz T für je den Boundary-Scan-Knoten, und über Weisungen von der Tasta tur in der Dateneingabevorrichtung 16 wird der Satz von In formationen der Testvorrichtung 12 geliefert. Bei dem bevor zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein herkömmli ches leistungsloses Kurzschlußtesten vor dem neuartigen Test unter Verwendung des Satzes T gemäß der Erfindung durchge führt. Beim leistungslosen Kurzschlußtesten legt die Test vorrichtung 12, unter Steuerung einer Programmeingabe durch den Ferncomputer 14, ein Niederspannungssignal an einen Na gel, über einen der Treiber 37 und die Relais 34, und be trachtet die Spannung an den anderen Nägeln über die Relais 34 und die Empfänger 38. Dieser Test kann nur auf Knoten durchgeführt werden, auf die die Testvorrichtung 12 einen physikalischen Zugriff hat, das heißt die Knoten, die be festigte Nägel aufweisen. Da leistungsloses Kurzschlußtesten von einem Nagelzugriff auf die Knoten abhängt, wird es mit den Fortschritten bei der physikalischen Integration von Schaltungen mehr und mehr unmöglich. Wenn beim leistungslo sen Kurzschlußtesten ein Kurzschluß gefunden wird, wird der Rest der Tests vorzugsweise nicht durchgeführt, bis die Platte repariert wurde, und leistungsloses Kurzschlußtesten keine weiteren Fehler zeigt.

Der Test gemäß der Erfindung liefert Verfahren, die zum Te sten auf Kurzschlüsse zwischen einem Boundary-Scan-Knoten und einem herkömmlichen Knoten optimal sind. Die Technik der Erfindung ist im wesentlichen eine Mischung von Boundary- Scan- und schaltungsinternem Kurzschlußtesten, wobei die Leistung eingeschaltet ist. Da die Platte 200 vorzugsweise das herkömmliche leistungslose Kurzschlußtesten bestanden hat, kann angenommen werden, daß Kurzschlüsse zwischen zu greifbaren Nicht-Boundary-Scan-Knoten nicht existieren. Der mit Leistung versorgte Kurzschlußtest gemäß der Erfindung wird durch die Testvorrichtung 12 unter der Steuerung eines Programms, das von einem Computer 14 erzeugt wird, durchge führt.

Wie beim herkömmlichen Boundary-Scan-Testen wird einer der Treiber 37 und der Empfänger 38 (gezeigt in Fig. 1) jedem externen Boundary-Scan-Knoten zugewiesen und mit dem zuge wiesenen Knoten über eines der Relais 34 verbunden. Zusätz lich kann für jeden Nicht-Boundary-Scan-Knoten, der getestet werden soll, eine Testzeitgrenze festgelegt werden. Diese Testzeitgrenze ist die Zeit, daß ein Kurzschluß zwischen dem Nicht-Boundary-Scan-Knoten und einem Boundary-Scan-Knoten in dem Radius R toleriert werden kann. Ferner kann eine Gesamt zeitgrenze für die Schaltung als Ganzes bestimmt werden.

Diese Zeitgrenze würde mögliche Kurzschlüsse in unzugreifba ren Nicht-Boundary-Scan-Knoten berücksichtigen. Diese Zeit grenzen können unter Verwendung des Verfahrens und der Vor richtung des US-Patents Nummer 4,588,945 bestimmt werden, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Boundary- Scan-Knoten werden danach vorzugsweise zum Testen in der Reihenfolge, die der Reihenfolge der Dauer der Zeitgrenzen, die mit den Nicht-Boundary-Scan-Knoten in den Sätzen T ver bunden sind, sortiert, wobei der Boundary-Scan-Knoten, des sen Satz T den Knoten oder die Knoten mit der kürzesten Zeitgrenze einschließt, zuerst getestet wird.

Der Boundary-Scan-Kern

Eine wichtige Unterroutine des Testprogramms gemäß der vor liegenden Erfindung ist der "Boundary-Scan-Kern", der im Flußdiagramm von Fig. 3 gezeigt ist. Diese Unterroutine oder dieser Kern ist im wesentlichen eine modifizierte Fassung des definierten Boundary-Scan-Tests, der "EXTEST" genannt wird, und ist in den Flußdiagrammen der Verfahren der vor liegenden Erfindung gemäß den Fig. 5 und 6 plaziert. Es ist offensichtlich, daß die Modifikationen des herkömmlichen EXTEST das Koordinieren des EXTEST mit der Aktivierung eines externen Testvorrichtungstreibers 37 (in Fig. 1 gezeigt) einschließt, um ein Hochgeschwindigkeitstesten ohne das Ri siko einer Beschädigung der Schaltungsplatine 200 (in Fig. 2 gezeigt) zu erzeugen.

Im Schritt 301 in Fig. 3 werden die Schieberegister der Boundary-Scan-Kette mit Spannungen, die einem ersten logi schen Zustand entsprechen, gefüllt. Dieser erste logische Zustand ist in Fig. 3 die logische "Eins", die für CMOS- Technologie näherungsweise einem +5 Volt-Signal entspricht. Obwohl die Register die logische "Eins" enthalten, haben die Boundary-Scan-Treiber während Schritt 301 noch eine unbe stimmbare Ausgabe. Die Boundary-Scan-Kette führt im Schritt 302 dann eine Aktualisierungs-Funktion (UPDATE function) durch, um den Inhalt des Schieberegisters auf den Boundary- Scan-Treiberschaltungen, wie z. B. den Fällen 213 in Fig. 2, zwischenzuspeichern. Im Schritt 302 werden die Boundary- Scan-Knoten auf die Spannung, die dem logischen "Eins" ent spricht, getrieben.

Im Schritt 303 werden die Testvorrichtungstreiber, die an vorherbestimmten Nicht-Boundary-Scan-Knoten angebracht sind, kurz eingeschaltet, und auf eine Spannung getrieben, die von der an die Boundary-Scan-Knoten angelegten verschieden ist. Vorzugsweise entspricht diese Spannung einem logischen Zu stand, der zu dem, der an den BS-Knoten angelegt ist, ent gegengesetzt ist. Der Boundary-Scan-Schaltkreis wird veran laßt, den Antwortwechsler während des Schritts 304 "aufzu nehmen" ("CAPTURE" = aufnehmen) CAPTURE ist eine definierte Boundary-Scan-Funktion, in der jede der Empfängerschaltun gen, wie z. B. die Empfänger 212 in Fig. 2, eine Spannung zwischenspeichern, die sich auf dem Boundary-Scan-Vorrich tungsanschlußstift in einem Register in der Boundary-Scan- Empfängerschaltung 212 befindet.

Vorzugsweise verwenden die Testvorrichtungstreiber, die auf die Nicht-Boundary-Scan-Knoten angewendet werden, schal tungsinterne Übersteuertechniken, was bedeutet, daß die Treiber ausreichend Strom treiben können, um jede Vorrich tung, die versuchen könnte, eine andere Spannung auf einen Knoten zu plazieren, zu überwinden. Daher ist die Schaltung, während die Testvorrichtungstreiber während der Schritte 303 bis 306 eingeschaltet sind, dem größten Risiko einer Beschä digung, die durch den Übersteuerstrom verursacht wird, aus gesetzt. Sobald wie möglich, nachdem CAPTURE vollendet ist, werden die Testvorrichtungstreiber im Schritt 306 ausge schaltet.

Ein Antwortvektor, der alle Antwortspannungen einschließt, die durch die Boundary-Scan-Empfängerschaltungen eingefangen wurden, wird im Schritt 308 über den TDO-Anschluß 218, der in Fig. 2 gezeigt ist, aus der Boundary-Scan-Kette herausge schoben. Im Schritt 307 bestimmt der Boundary-Scan-Kern, auf alle logischen Zustände (das heißt die logische "Eins" und die logische "Null" für binäre Logik) getestet wurden. Wenn nicht, springt das Verfahren zu Schritt 309, in dem der zweite logische Zustand (das heißt die logische "Null" in Fig. 3) über den TDI-Anschluß 217 in Fig. 2 in die Bounda ry-Scan-Kette geschoben wird. Vorzugsweise wird Schritt 309 zur gleichen Zeit, zu der der Antwortvektor aus der Bounda ry-Scan-Kette geschoben (Schritt 308) und das Programm zu Schritt 302 zurückkehrt, durchgeführt. Eine Spannung, die einem logischen Zustand, der entgegengesetzt dem ist, der an die Boundary-Scan-Knoten angelegt ist, entspricht, wird dann durch die Testvorrichtungstreiber 37 den Nicht-Boundary- Scan-Knoten angelegt. Wenn alle logischen Zustände getestet worden sind, wird der Antwortvektor im Schritt 308 zur Ana lyse im Schritt 311 herausgeschoben.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß beide logischen Pegel den Boundary-Scan-Knoten und den Nicht-Boundary-Scan-Knoten angelegt werden. Die Nicht-Boundary-Scan-Knoten werden stets auf den logischen Pegel getrieben, der dem, der an die Boundary-Scan-Knoten angelegt ist, entgegengesetzt ist. Vorzugsweise identifi ziert der Analyseschritt 311 einen Knoten nicht als Ausfall, es sei denn, der Knoten fällt bei beiden logischen Pegeln aus. Dies ist der Fall, da ein Knoten bei einem logischen Pegel ausfallen könnte, wenn eine unvollständige Lötverbin dung, oder ein Leerlauf an diesem Knoten existiert. Dies ist der Fall, da ein Leerlauf den Boundary-Scan-Empfänger in einem unbestimmten Zustand (entweder logische Eins oder lo gische Null) beläßt. In diesem Fall resultiert das Testen auf dem anderen logischen Pegel in einem Durchgangstest, wenn ein Leerlauf existiert. Nur wenn eine Analyse sowohl beim Testen der logischen Eins als auch der logischen Null einen ausgefallenen Knoten sieht, existiert ein Leerlauf.

Nicht-Boundary-Scan-Knoten-Gruppierung und Satzauswahl

Fig. 4 stellt eine Unterroutine zum Gruppieren von Nicht- Boundary-Scan-Knoten in Sätze, die einem Boundary-Scan-Kno ten zugeordnet sind, dar. Die Unterroutine in Fig. 4 enthält ferner Schritte zum Bestimmen von Nicht-Boundary-Scan-Knoten in den Sätzen T, die "unabhängig" sind, was das Bilden von Gruppen S von unabhängigen Nicht-Boundary-Scan-Knoten zur Folge hat. Das bevorzugte Testverfahren der vorliegenden Er findung, die genaue Lokalisierung aller Fehler wird dem Be nutzer ohne den Bedarf nach einem zusätzlichen Testen, der bei einer Knotenauflösungs-Unterroutine erforderlich ist, zurückgegeben.

Die Schritte 401 bis 408 in Fig. 4 werden verwendet, um die Sätze von T Nicht-Boundary-Scan-Knoten zu bestimmen, die einem Boundary-Scan-Knoten zugeordnet sind, wie oben bezug nehmend auf Verfahren 1 beschrieben ist. Im wesentlichen wird das Verfahren bei 401 gestartet, wenn der Testvorrich tung Informationen über die relative Position der Vorrich tungsanschlußstifte aller Boundary-Scan- und Nicht-Bounda ry-Scan-Vorrichtungen auf der Schaltungsplatine, die gete stet werden sollen, zugeführt werden. Der Bequemlichkeit halber liegen diese Informationen in der Form von X,Y-Koor dinaten eines kartesischen Koordinatensystems vor, obwohl andere Positionsverfahren, wie z. B. die oben diskutierte numerische Nachbarschaft, verwendet werden können. Zum Zwecke der Erörterung werden diese Daten "Nachbarschaftsda ten" genannt.

Der X-Zähler, der die Zahl der Boundary-Scan-Knoten auf der Schaltungsplatine darstellt, wird im Schritt 402 initiali siert und im Schritt 403 erhöht. Ein Boundary-Scan-Knoten, der ein beliebiger Boundary-Scan-Knoten auf der Schaltungs platine sein könnte, wird im Schritt 404 ausgewählt. Unter Verwendung des Algorithmus, der oben genannt wurde, wird im Schritt 406 ein Satz T_x von Nicht-Boundary-Scan-Knoten, die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandes R von dem aus gewählten Boundary-Scan-Knoten N_x befinden, bestimmt. Folg lich gibt es einen Satz T für jeden Boundary-Scan-Knoten auf der Schaltungsplatine, obwohl einige der Sätze T leer sein könnten. Dieses Satzbildungsverfahren wird wiederholt, bis alle Boundary-Scan-Knoten auf der Schaltungsplatine ausge wählt wurden. Die Schritte 409 bis 413 werden durchgeführt, um die Glieder der Sätze T in Gruppen S von "unabhängigen" Nicht-Boundary-Scan-Knoten zu identifizieren oder gruppie ren. Hinsichtlich der Nachbarschaft, die oben bezüglich der Sätze T verwendet wurde, ist eine Gruppe von unabhängigen Nicht-Boundary-Scan-Knoten eine Gruppe, bei der jeder BS- Knoten auf der Schaltungsplatine benachbart oder innerhalb des vorbestimmten Abstands R von nur einem Nicht-Boundary- Scan-Knoten in der unabhängigen Gruppe ist. Aufgrund dieser Beziehung können alle Nicht-Boundary-Scan-Knoten in jeder Gruppe zur gleichen Zeit oder parallel getestet werden, ohne irgendeine Zweideutigkeit bei den Testergebnissen zu erzeu gen. Auf diese Art und Weise wird die reduzierte Testzeit, die durch paralleles Testen geliefert wird, ohne das Opfern der Möglichkeit, den Standort aller Fehler auf der Schal tungsplatine genau zu identifizieren, erreicht.

Sätze von Nicht-Boundary-Scan-Knoten sind unabhängig, wenn alle Nicht-Boundary-Scan-Knoten in jedem der Sätze gleich zeitig getestet werden können, ohne eine Zweideutigkeit beim Testergebnis zu erzeugen. In anderen Worten heißt das, wenn eine spezielle Empfängerschaltung 212 (gezeigt in Fig. 2) bezüglich mehrerer Nicht-Boundary-Scan-Knoten derart physi kalisch positioniert ist, daß sie angeregt werden kann, wenn in einem beliebigen dieser Nicht-Boundary-Scan-Knoten ein Kurzschluß existiert, sind diese Nicht-Boundary-Scan-Knoten nicht unabhängig.

Unter Verwendung der Schaltungsplatine 200 in Fig. 2 ist Satz T₂ = 228, 229, 231 und Satz T₃ = 231, 232, 233, 234. Wenn ein Kurzschluß zwischen den Anschlußstiften 231 und 242 der Vorrichtung 202 existiert, wird der Empfängeranschluß stift 243 stimuliert. Genauso wird der Empfängeranschluß stift 243 stimuliert, wenn ein Kurzschluß zwischen den An schlußstiften 232 und 242 existiert. Daher ist der Anschluß stift 231 vom Anschlußstift 232 nicht unabhängig und sie können nicht parallel getestet werden. Im Gegensatz dazu ist es unwahrscheinlich, daß der Nicht-Boundary-Scan-Knoten 228, der ebenfalls ein Teil des Satzes T₂ ist, die Empfänger schaltung 212, die mit dem Anschlußstift 243 gekoppelt ist, stimuliert, weshalb der Anschlußstift 228 von dem Anschluß stift 232 unabhängig ist. Dieses Verfahren zum Bestimmen der Abhängigkeit von Nicht-Boundary-Scan-Knoten in den Sätzen T₁ bis T_x wird entweder vor oder während dem Testen wiederholt, bis alle Nicht-Boundary-Scan-Knoten in den Sätzen T₁ bis T_x getestet sind.

Es sollte offensichtlich sein, daß nicht alle der Sätze T₁ bis T_x unabhängige Nicht-Boundary-Scan-Knoten in irgendeinem anderen Satz T haben werden. In anderen Worten heißt das, einige Nicht-Boundary-Scan-Knoten können nicht parallel mit anderen Nicht-Boundary-Scan-Knoten getestet werden, ohne die Testdaten zu vermengen. In diesen Fällen enthält die Gruppe S nur einen Nicht-Boundary-Scan-Knoten. Wenn alle Nicht- Boundary-Scan-Knoten in den Sätzen T₁ bis T_x in einer Gruppe S₁ bis S_y enthalten waren, kann das Testen gemäß der vorlie genden Erfindung beginnen.

Verfahren 1

Ein Flußdiagramm eines ersten Beispielprogramms ist in Fig. 5 gezeigt. In diesem Flußdiagramm bezeichnet X den speziel len Boundary-Scan-Knoten und T bezeichnet einen entsprechen den Satz von Nicht-Boundary-Scan-Knoten, die dem Boundary- Scan-Knoten x zugeordnet sind. N ist gleich der Gesamtzahl der Boundary-Scan-Knoten, die getestet werden sollen. Um den Test zu beginnen, wird an die Schaltung, die getestet werden soll, eine Leistung angelegt. Im wesentlichen zur gleichen Zeit wird die Uhr 56 zurückgestellt und beginnt, die Zeit seit dem Zuführungsbeginn der Leistung zu zählen. X ist auf Null eingestellt, und wird dann um Eins erhöht, um es auf Eins einzustellen. Danach wird ein Satz T₁ von Nicht-Bounda ry-Scan-Knoten von einem Prozessor in der Steuer-/Ablauf steuer-Vorrichtung 54 oder von dem Ferncomputer 14 (in Fig. 1 gezeigt) unter Verwendung des Algorithmusses, der oben erörtert ist, und (X,Y) oder der Positionsdaten, die vorher eingegeben werden, berechnet, während die Schaltung auf vol le Leistung kommt.

Wie oben angedeutet, könnte diese Berechnung auch durchge führt werden, bevor der Test in Verbindung mit dem Sortieren der Boundary-Scan-Knoten durchgeführt wird. In diesem Fall würde der Schritt das Übertragen der Daten, die die Knoten betreffen, die in den Sätzen T enthalten sind, umfassen. Beim Verfahren 1 wird die Gruppe S der unabhängigen Nicht- Boundary-Scan-Knoten nicht verwendet, so daß diese Daten nicht übertragen werden müssen. Einer der Treiber 37 wird jedem Knoten im Satz T₁ zugeordnet und durch Schließen eines der Relais 34 mit dem Knoten verbunden. Während die Relais 34 verändert werden, wird der Boundary-Scan-Kern durch die Testvorrichtung 12 initialisiert. Der logische Null-Wert wird ausgewählt, da es am wahrscheinlichsten ist, daß er die meisten Schaltungen am wenigsten beschädigt, wie zum Bei spiel TTL-Schaltungen (TTL = Transistor Transistor Logic = Transistor-Transistor-Logik). Wenn bestimmt wird, daß ein anderer Wert weniger wahrscheinlich eine Beschädigung her vorruft, würde dieser Wert ausgewählt werden.

Der Wert, der ausgewählt wurde, wird unter Verwendung schal tungsinterner Standardübersteuerungstechniken angelegt, so daß ein Wert garantiert werden kann, was auch immer die Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtung, wie z. B. 204, versucht, mit dem dazugehörigen Nicht-Boundary-Scan-Knoten, wie z. B. 228, zu tun. Der Boundary-Scan-Test läuft dann ab. Vorzugsweise ist die Boundary-Scan-EXTEST-Funktion der Boundary-Scan- Testablauf. Die Boundary-Scan-EXTEST-Fuhktion bringt jeden Boundary-Scan-Treiber auf eine logische Eins, die Antworten der entsprechenden Boundary-Scan-Empfänger auf den entspre chenden Knoten werden eingefangen, danach werden die Bounda ry-Scan-Treiber auf eine logische Null gebracht, während die Nicht-Boundary-Scan-Testvorrichtungstreiber auf eine logi sche "Eins" geändert werden und die Antworten der Empfänger eingefangen werden. Dieser Test ist oben als Boundary-Scan- Kern bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben.

Z. B. ist gemäß Fig. 2 der Boundary-Scan-Treiber auf dem An schlußstift 241 der Boundary-Scan-Vorrichtung 202, der mit dem Knoten 223 verbunden ist, auf eine logische Eins einge stellt, die durch den Boundary-Scan-Empfänger auf dem An schlußstift 243 der Vorrichtung 203 eingefangen werden muß, während die dazugehörigen Nicht-Boundary-Scan-Knoten, die mit den Vorrichtungsanschlußstiften 231, 232, 233 und 234, das heißt den Nicht-Boundary-Scan-Knoten in Gruppe T₁) ver bunden sind, auf eine logische Null getrieben werden. Dann wird der Treiber der Vorrichtung 202 auf eine logische Null eingestellt, die Testvorrichtungstreiber, die mit den Vor richtungsanschlußstiften 231, 232, 233 und 234 gekoppelt sind, werden auf eine logische Eins getrieben und die logi sche Null muß durch den Empfängeranschlußstift 243 der Vor richtung 203 eingefangen werden.

Unmittelbar nachdem der Boundary-Scan-Kern läuft, wird die Öffnung der Relais, die an den Nicht-Boundary-Scan-Knoten angebracht sind, begonnen. Während die Relais geöffnet wer den, werden die Testergebnisse analysiert. Die Ergebnisse werden durch einen Prozessor in der Steuer-/Abfolgesteuer- Vorrichtung 54 oder durch den Computer 14 (gezeigt in Fig. 1) ausgelesen. Der Zustand der Boundary-Scan-Knoten wird nur an den Punkten, die relevant für den Test sind, untersucht: das heißt, wenn der Boundary-Scan-Knoten 223 an Vorrich tungsanschlußstiften, mit anderen Boundary-Scan-Vorrichtun gen verbunden wäre, wobei keine Nicht-Boundary-Scan-Vorrich tungsanschlußstifte in dem Radius R existieren würden, würde der Wert, den die Boundary-Scan-Empfänger an diesen Vorrich tungsanschlußstiften einfangen, für das Testbild irrelevant sein und nicht untersucht werden. Dies kann den Test be trächtlich verkürzen, wenn es ein Übergewicht an Boundary- Scan-Vorrichtungen gibt.

Während des Boundary-Scan-Kerns existiert ein Problem ent weder mit dem entsprechenden Boundary-Scan-Treiber oder seiner zugehörigen Verbindung, wenn die Treiber für den Satz T₁ auf die logische Null eingestellt sind, wenn die logische Eins des Boundary-Scan-Treibers nicht eingefangen ist. Wenn eine logische Eins der Boundary-Scan-Treiber nicht eingefan gen ist, ist es möglich, daß zwischen einem oder mehreren der Knoten T₁ und des Boundary-Scan-Knoten eine Kurzschluß bedingung existiert. Wenn während des zweiten Durchgangs keine logische Null der Boundary-Scan-Treiber eingefangen wird, wenn der Knoten auch während des ersten Durchgangs ausfiel, ist bekannt, daß eine Kurzschlußbedingung zwischen einem oder mehreren der Knoten T₁ und des Boundary-Scan-Kno tens existiert.

Wenn der Satz T₁ besteht, wird die Uhr 56 überprüft. Wenn der Satz T₁ den Test nicht besteht, das heißt, wenn während des Boundary-Scan-Kerns (vorausgesetzt die Nicht-Boundary- Scan-Treiber sind auf eine logische Null eingestellt) keine logische Eins eingefangen wird, wird eine Fehlermeldung erzeugt, die den Boundary-Scan-Knoten, der getestet wird, und den Satz T₁ identifiziert, bevor die Uhr 56 überprüft wird. Neben dem Überprüfen der Uhr 56, wenn ein Beschädi gungskriterium vorliegt, das heißt, wenn eine der Zeitgren zen, die zu einem beliebigen der Boundary-Scan-Knoten ge hört, die noch nicht getestet wurden, abgelaufen ist, oder wenn eine beliebige der Zeitgrenzen, die zu einem beliebigen der Boundary-Scan-Knoten gehört, die getestet wurden und den Test nicht bestanden haben, abgelaufen ist, oder wenn die Gesamtschaltungszeitgrenze abgelaufen ist, wird die Leistung abgeschaltet. Es sei zu bemerken, daß der Ablauf einer Zeit grenze, während eine Schleife durchgeführt wird, im allge meinen kein Problem darstellt. Im allgemeinen sind die Zeit grenzen verglichen mit der Zeit, die benötigt wird, um eine Schleife durchzuführen, relativ groß, und die Unsicherheit oder der Spielraum bei der Bestimmung der Zeitgrenzen ist im allgemeinen viel größer, als die Schleifendurchführungszeit.

Wenn kein Beschädigungskriterium vorliegt, wird der Wert von X überprüft, um zu sehen, ob alle Boundary-Scan-Knoten gete stet wurden, und wenn dies nicht der Fall ist, wird X um Eins erhöht und der nächste Boundary-Scan-Knoten wird gete stet. Wenn alle Boundary-Scan-Knoten getestet worden sind, wird eine Fehlermeldungsaufzeichnung durchgeführt, und wenn keine Fehlermeldung erzeugt worden ist, wird ein Bestanden- Signal eingestellt, das anzeigt, daß die Platte den Test bestanden hat, und der Test wird beendet.

Wenn im Hauptprogramm eine Fehlermeldung eingestellt ist und die Leistung nicht aufgrund des Ablaufs einer Zeitgrenze ab geschaltet wurde, wird beim ersten Ausführungsbeispiel ein Knotenzerlegungsunterprogramm betreten. Ein Beispiel eines Knotenzerlegungsunterprogrammes ist detailliert in der eben falls anhängigen Anmeldung Seriennummer 08/088,279 beschrie ben. Nachdem der obige Test vollendet wurde, wird ein Stan dard-Boundary-Scan-Verbindungstest durchgeführt, der aus schließlich die Unversehrtheit der Boundary-Scan-Knoten al lein verifiziert.

Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Testvor richtung 12 eine Testvorrichtung HP 3070 von Hewlett Packard und der Computer 14 ist ein Computer HP 9000 von Hewlett Packard, obwohl andere geeignete Testvorrichtungen und Com puter verwendet werden könnten. Der Computer HP 9000 ist mit Dateneingabevorrichtungen 16 und Datenausgabevorrichtungen 18, wie z. B. einer Tastatur, Platten- und Band-Laufwerken und einer Anzeige ausgestattet.

Verfahren 2

Fig. 6 stellt ein Flußdiagramm für ein bevorzugtes Testver fahren dar, das die genaue Position beliebiger fehlerbehaf teter Knoten identifiziert, ohne eine Knotenauflösungsunter routine zu erfordern. Im Schritt 601 wird der Schaltungs platine eine Leistung angelegt, und ein Z-Zähler, der die Anzahl der Testzyklen zählt, wird auf Null initialisiert. Bei jedem Testzyklus werden alle Nicht-Boundary-Scan-Knoten in einer Gruppe S₁ bis S_y getestet. Eine Anzahl von Test zyklen, in diesem Fall Y, werden durchgeführt, bis alle Sätze S₁ bis S_y getestet sind. Im Schritt 603 wird der Z-Zähler um Eins erhöht, und im Schritt 604 werden die Re lais 34 (gezeigt in Fig. 1) der Testvorrichtungstreiber als Vorbereitung für das Anlegen der Leistung an die Nicht-Boun dary-Scan-Knoten geschlossen. Der Boundary-Scan-Kern (in Fig. 3 gezeigt) wird im Schritt 606 durchgeführt.

Die Testergebnisse können unmittelbar analysiert werden, oder können für eine spätere Analyse abhängig von den Be dürfnissen des Benutzers gespeichert werden. Die Tester gebnisse werden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Schritt 510 analysiert, der zur gleichen Zeit stattfindet, in der die Boundary-Scan-Kette für den nächsten Testzyklus initialisiert wird, was die Zeit 704 in Fig. 7 ist. Wenn während des Tests ein Fehler auftritt, wird im Schritt 611 eine Fehlermeldung erzeugt, die Positionsinformationen, die den Standort des Fehlers betreffen, enthält.

Es sei daran erinnert, daß die Koordinaten- oder Positions- Daten jedes Vorrichtungsanschlußstiftes oder Knotens der Testvorrichtung zu Beginn des Testzyklus im Schritt 401 (ge zeigt in Fig. 4) gegeben wurde. Da das Verfahren der vorlie genden Erfindung Sätze und Gruppen von unabhängigen Nicht- Boundary-Scan-Knoten erzeugt, vermischt es die Daten des Antwortvektors nicht, selbst wenn die Nicht-Boundary-Scan- Knoten parallel getestet werden. Folglich kann die Testvor richtung eine Fehlermeldung liefern, die die Koordinaten Standort-Informationen für jeden Knoten oder Anschlußstift, der fehlerhaft ist, zurückgibt.

Vor Schritt 617 wird die Testuhr vorzugsweise überprüft, um zu bestimmen, ob Beschädigungskriterien vorliegen, und die Leistung wird, wenn notwendig, abgeschaltet, wie bezugneh mend auf Fig. 5 beschrieben ist. Diese Schritte sind bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung optional und zur Ver einfachung des Verstehens sind diese Schritte in Fig. 6 nicht gezeigt.

Wenn keine Beschädigungskriterien vorliegen, springt das Programm zu Schritt 617, um den Z-Zähler zu überprüfen, um zu bestimmen, ob alle Gruppen S₁ bis S_y getestet wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Z-Zähler erhöht und das Testen setzt sich durch Wiederholen der Schritte 603 bis 616 fort. Wenn alle Gruppen getestet wurden, springt das Programm zu Schritt 618, der eine Überprüfung durchführt, um zu sehen, ob irgendein Fehler auftritt (das heißt, während des Schritts 611 eine beliebige Fehlermeldung erzeugt wird). Wenn eine Fehlermeldung auftritt, wird sie im Schritt 621 dem Benutzer geliefert. Wenn keine Fehlermeldung auftritt, wird im Schritt 619 dem Benutzer eine Bestanden-Meldung ge sendet. In jedem Fall wird das Testen im Schritt 614 been det, wenn der Benutzer über den Schaltungszustand informiert ist.

Zeitablauf

Die Testzeit, oder die verstrichene Zeit, die benötigt wird, um eine Schaltungsplatine zu testen, ist extrem wichtig. Gleichfalls ist es sehr wichtig, daß die Testvorrichtung die Schaltungsplatine während des Testens nicht beschädigt, so daß Ausfälle oder Fehler, die erfaßt werden, repariert wer den können. Die vorliegende Erfindung begegnet diesen beiden Angelegenheiten durch sorgfältige Koordination der Bounda ry-Scan- und Nicht-Boundary-Scan-Testvorrichtungstreiber während des Testverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ermöglicht es das vorliegende Verfahren den Testvorrichtungstreibern, Spannungen von gewöhnlich kurzer Dauer an die Nicht-Boundary-Scan-Knoten anzulegen, während zur gleichen Zeit genaue Daten eingefangen werden.

Fig. 7 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das den relativen Zeit ablauf und die Dauer der Ereignisse, die bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben sind, zeigt. Die obere Signalform stellt die Ausgabe der Boundary-Scan-Treiber 213 dar. Die gestri chelte Linie zeigt an, daß die Boundary-Scan-Treiber 213 in einem unbestimmten Zustand sind. Die untere Signalform stellt die Ausgabe der Testvorrichtungstreiber 37 (in Fig. 1 gezeigt) zu den Nicht-Boundary-Scan-Knoten dar. Die gestri chelte Linie zeigt an, daß sich die Testvorrichtungstreiber in einem Zustand hoher Impedanz oder einem Tristate befin den.

Die Initialisierungszeitperiode 704 stellt die Dauer des Schritts 301 dar, in welchem die Boundary-Scan-Kette mit Spannungen, die dem logischen "Eins" entsprechen, gefüllt wird.

Zum Zeitpunkt 705 wird der Aktualisierungsschritt 302 durch geführt, der bewirkt, daß sich die Boundary-Scan-Treiber von einem Zustand hoher Impedanz während der Zeitperiode 704 auf eine Spannung einer logischen Eins zum Zeitpunkt 705 bewe gen. Zum Zeitpunkt 706 werden die Testvorrichtungstreiber eingeschaltet, wobei bewirkt wird, daß sich die Boundary- Scan-Knoten, an denen sie angebracht sind, auf eine Span nung, die einem logischen "Null" entspricht, bewegen.

Zum Zeitpunkt 707, wird gemäß Schritt 304 in Fig. 3 der Ant wortvektor eingefangen, und zum Zeitpunkt 708 werden gemäß Schritt 306 von Fig. 3 die Testvorrichtungstreiber abge schaltet. Vorzugsweise ist die gesamte verstrichene Zeit zwischen den Zeitpunkten 706 und 708 in Fig. 7 klein, z. B. kleiner als 200 Nanosekunden. Während der Zeitperiode 709 wird der Antwortvektor herausgeschoben, und der zweite logi sche Zustand (das heißt, die logische "Null" in Fig. 3 und Fig. 7) wird in das Boundary-Scan-Register geschoben, was den Schritten 308 und 309 in Fig. 3 entspricht.

Sobald die zweiten logischen Zustände in das Boundary-Scan- Register geladen sind, kehrt das Programm zum Aktualisie rungsschritt 302, der in Fig. 3 gezeigt ist, zurück, und zum Zeitpunkt 716 werden die Nicht-Boundary-Scan-Knoten-Test vorrichtungstreiber auf den logischen Wert eingestellt, der zu dem der Boundary-Scan-Knoten (das heißt, die logische "Eins" in Fig. 7) entgegengesetzt ist, eingestellt. Während die Testvorrichtungstreiber eingeschaltet sind, wird die Einfangfunktion zum Zeitpunkt 717 durchgeführt, und die Testvorrichtungstreiber werden zum Zeitpunkt 718 unmittelbar abgeschaltet. Die verstrichene Zeit zwischen dem Zeitpunkt 716 und dem Zeitpunkt 718 ist wiederum von sehr kurzer Dau er, vorzugsweise kürzer als 200 Nanosekunden. Während der Zeit 719 wird der Antwortvektor, der in den Empfängerschal tungen eingefangen ist, herausgeschoben. An diesem Punkt ist das Testen der ausgewählten Nicht-Boundary-Scan-Knoten voll endet, eine weitere Gruppe S von unabhängigen Nicht-Bounda ry-Scan-Knoten wird ausgewählt und das Testen wird fortge setzt.

3. Schluß

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Verwendung des Kurzschlußradius eine große Reduzierung der Anzahl der Knoten, die getestet werden müssen, ermöglicht. Wie oben er wähnt wurde, kann es hunderte oder tausende von Knoten und Nägeln in typischen Schaltungen, die getestet werden sollen, geben. Eine große Mehrheit dieser Knoten und Nägel wird we gen der fehlenden physikalischen Nähe nicht in der Lage sein, einen Kurzschluß mit einem gegebenen Zielknoten aufzu weisen. Die Verwendung der Positionsdaten in Verbindung mit dem Testverfahren schließt Kurzschlüsse, deren tatsächliches Auftreten sehr unwahrscheinlich ist, aus. Es ermöglicht der Software, eine kleine Untermenge der Nägel auszuwählen, um sie gegenüber jedem Ziel-Boundary-Scan-Knoten zu betrachten. Die Kleinheit dieser Untermenge reduziert die Anzahl der digitalen Betriebsmittel, die bereitgestellt werden müssen und parallel gesteuert werden müssen, den Betrag an Diagno seinformationen, die analysiert und gedruckt werden müssen, und die erforderliche Zeit, um einen endgültigen Test durch zuführen. Folglich reduziert die Erfindung den Aufwand des Testens einer Schaltung verglichen mit bekannten Test-Vor richtungen und -Verfahren stark.

Die Testzeit wird gemäß der vorliegenden Erfindung ferner reduziert, indem bestimmt wird, welche Nicht-Boundary-Scan- Knoten unabhängig sind, und indem unabhängige Knoten paral lel getestet werden. Dies liefert eine effiziente Verwendung der Testvorrichtungsfähigkeiten, welche gewöhnlich an viele Knoten gleichzeitig Testspannungen anlegen kann.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, das ein Ergebnis der geringeren Testzeit ist, besteht darin, daß jeder Nicht-Boundary-Scan-Knoten nur bei einer logischen Null und bei einer logischen Eins getestet wird. In anderen Worten heißt das, es müssen nur zwei Spannungen an jeden Knoten angelegt werden, wobei trotzdem eine genaue Lokali sierung der Kurzschlüsse bestimmt wird. Dies reduziert die Testzeit gegenüber bekannten Verfahren stark, die bis zu 10 Testspannungen benötigen, die an jeden Nicht-Boundary-Scan- Knoten angelegt werden, um zu bestimmen, welcher Knoten auf einer Platte ausgefallen ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Kurz schlüsse so früh wie möglich gefunden werden, wobei das Ri siko einer damit verbundenen Beschädigung minimiert ist. Dies ist ein Ergebnis der Reihe der Tests, die durchgeführt werden, das heißt, der leistungslosen Kurzschlußtests, des Tests der vorliegenden Erfindung und des Boundary-Scan-Ver bindungstests, und ferner der Reihenfolge der Knoten, die in dem Test getestet werden sollen, und der Verwendung der Zeitgrenzen, um die Leistung temporär herunterzufahren.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Eliminierung ei ner Diagnosevermischung, die eine Folge des bekannten Boun dary-Scan-Testens von Schaltungen, die sowohl Boundary-Scan- und Nicht-Boundary-Scan-Komponenten aufweisen, ist. Bei dem bekannten Testen würden Kurzschlüsse, die vorliegen würden, Wechselwirkungen zwischen Boundary-Scan-Komponenten und un gesteuerten Nicht-Boundary-Scan-Schaltungskomponenten verur sachen, wobei diese Wechselwirkungen nicht vorhergesagt, wiederholt oder analysiert werden könnten. Bei dem Test ge mäß der Erfindung ist eine solche Unsicherheit und Vermi schung durch Isolieren der Boundary-Scan-Knoten, Reduzieren der Nicht-Boundary-Scan-Knoten auf eine verwaltbare Anzahl, die bekanntermaßen nicht miteinander kurzgeschlossen sind, und Zwingen der Nicht-Boundary-Scan-Knoten in garantierte Zustände, reduziert.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sie unter Verwendung von Testvorrichtungen und Computern, die allgemein in Testeinrichtungen erhältlich sind, realisiert werden kann. Ferner sind die Techniken und die Programmie rung, die erforderlich sind, relativ einfach durch das Test personal zu verstehen. Eine hochentwickelte Mathematik ist nicht erforderlich.

Es wurde eine neuartige Vorrichtung und neuartige Verfahren zum Boundary-Scan-Testen von Schaltungen, die ein genaues, endgültiges und schnelles Testen von komplexen Schaltungen liefern, und viele andere Vorteile aufweisen. Es ist of fensichtlich, daß Fachleute zahlreiche Verwendungen und Modifikationen des spezifischen beschriebenen Ausführungs beispiels machen können, ohne vom erfinderischen Konzept abzuweichen. Z.B. können andere Einrichtungen, die die Sätze von Knoten, die unter Verwendung von (X,Y)-Informationen getestet werden sollen, konstruiert werden, da es nun offen sichtlich ist, daß es möglich ist, die (X,Y)-Daten zum Ver einfachen des Testens von Schaltungen zu verwenden. Ferner könnten andere Testvorrichtungen und Computer verwendet wer den, oder andere elektrische Komponenten könnten ersetzt werden. Weitere Merkmale können hinzugefügt werden, oder das eine oder andere der optionalen Merkmale können entfernt werden.

Claims

1. Verfahren zum Testen einer Schaltungsplatine (20; 200), die folgende Merkmale aufweist:

(i) eine Mehrzahl von Nicht-Boundary-Scan-Vorrich tungen (NBS-Vorrichtungen) (26, 28; 204, 206, 207, 208, 209, 211), wobei jede der NBS-Vorrich tungen eine Anzahl von Vorrichtungsanschlußstif ten (226, 227, 228, 208, 233, 234, 231, 232) zum elektrischen Koppeln mit der Schaltungsplatine aufweist;
(ii) eine Mehrzahl von Boundary-Scan-Vorrichtungen (BS-Vorrichtungen) (22, 24; 201, 202, 203), wo bei jede BS-Vorrichtung eine Anzahl von Vorrich tungsanschlußstiften (242, 243) zum elektrischen Koppeln mit der Schaltungsplatine, eine Anzahl von Empfängerschaltungen (38; 212), die mit zu mindest einigen der Vorrichtungsanschlußstifte gekoppelt sind, und eine Anzahl von Treiber schaltungen (37; 213), die mit zumindest einigen der Vorrichtungsanschlußstifte gekoppelt sind, aufweist, wobei die Empfänger und Treiberschal tungen auf der Mehrzahl der BS-Vorrichtungen vorgesehen sind, wobei alle Empfängerschaltungen und Treiberschaltungen gekoppelt sind, um einen seriellen Datenstrom zu einem Datenprozessor (14) zu liefern;
(iii) eine Anzahl von BS-Knoten (222, 223), wobei-je der BS-Knoten sowohl mit einer Empfängerschal tung als auch mit einer Treiberschaltung gekop pelt ist; und
(iv) eine Anzahl von NBS-Knoten (226, 227), die Kno ten sind, die nicht BS-Knoten sind, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Liefern von Positionsdaten für jeden der Vor richtungsanschlußstifte der BS- und NBS-Vorrich tungen auf der Schaltungsplatine zu einer Test vorrichtung (12);
Gruppieren der NBS-Knoten in Sätze von Knoten (402-408), wobei jeder Satz von Knoten die Gesamtzahl der NBS-Knoten aufweist, die sich innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von einem der BS-Knoten befinden;
Anlegen einer ersten Spannung an die Schaltung unter Verwendung der BS-Treiberschaltungen;
Anlegen einer zweiten Spannung an zumindest ei nen NBS-Knoten;
Veranlassen der Empfängerschaltungen, Spannungen auf den Vorrichtungsanschlußstiften, mit denen die Empfängerschaltungen gekoppelt sind, einzu fangen;
Analysieren der eingefangenen Spannungen unter Verwendung des Datenprozessors, um fehlerhafte Anschlußstifte und Knoten zu bestimmen; und
Erzeugen einer Meldung (611), was die Zurückgabe der Positionsdaten der Vorrichtungs-Anschluß stifte und -Knoten, die während des Analysier schrittes als fehlerhaft bestimmt wurden, ein schließt.

2. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Lieferns von Positionsdaten das Liefern von zwei kartesischen Koordinaten für jeden der Vorrich tungsanschlußstifte auf der Schaltungsplatine (20; 200) einschließt.

3. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Lieferns der Positionsdaten das Liefern nu merischer Nachbarschaftsdaten einschließt.

4. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 1, bei dem die vor bestimmte Entfernung in dem Bereich von 1 bis 5 mm liegt.

5. Verfahrens zum Testen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zumindest einige der Mehrzahl der Nicht- Boundary-Scan-Vorrichtungen (26, 28; 204, 206, 207, 208, 209, 211) integrierte Schaltungen mit analogen Eingängen und Ausgängen sind.

6. Das Verfahren zum Testen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zumindest einige der Mehrzahl der Nicht-Boundary-Scan-Vorrichtungen (26, 28; 204, 206, 207, 208, 209, 211) diskrete elektronische Vorrich tungen sind.

7. Das Verfahren zum Testen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Schritt des Anlegens einer zweiten Spannung an zumindest einen NBS-Knoten (226, 227) in weniger als 200 Nanosekunden vollendet wird.

8. Verfahren des Testens gemäß Anspruch 7, bei dem der Schritt des Anlegens einer zweiten Spannung an zumin dest einem NBS-Knoten (226, 227) schaltungsinterne Übersteuerungstechniken verwendet.

9. Verfahren zum Testen einer Schaltungsplatine (20; 200), die folgende Merkmale aufweist:

(i) eine Mehrzahl von Nicht-Boundary-Scan-Vorrich tungen (NBS-Vorrichtungen) (26, 28; 204, 206, 207, 208, 209, 211), wobei jede der NBS-Vor richtungen eine Anzahl von Vorrichtungsan schlußstiften (208, 226, 227, 228, 231, 232, 233, 234) zum elektrischen Koppeln mit der Schaltungsplatine aufweist;
(ii) eine Mehrzahl von Boundary-Scan-Vorrichtungen (BS-Vorrichtungen) (22, 24; 201, 202, 203), wobei jede BS-Vorrichtung eine Anzahl von Vorrichtungsanschlußstiften (242, 243) zum elektrischen Koppeln mit der Schaltungspla tine, einen Anzahl von Empfängerschaltungen (38, 212), die mit zumindest einigen der Vor richtungsanschlußstifte gekoppelt sind, und eine Anzahl von Treiberschaltungen (37; 213), die mit zumindest einigen der Vorrichtungsan schlußstifte gekoppelt sind, aufweist, wobei die Empfänger- und Treiber-Schaltungen auf der Mehrzahl der BS-Vorrichtungen vorgesehen sind, wobei alle Empfängerschaltungen und Treiber schaltungen seriell gekoppelt sind, um einen Abtastpfad zum Liefern eines seriellen Daten stroms, der einen gewünschten Zustand der Treiberschaltungen und einen resultierenden Zustand der Empfängerschaltungen darstellt, zur Analyse zu einem Datenprozessor (14), zu bilden;
(iii) eine Anzahl von BS-Knoten (222, 223), wobei jeder BS-Knoten sowohl mit einer Empfänger schaltung als auch mit einer Treiberschaltung gekoppelt ist, und
(iv) eine Anzahl von NBS-Knoten (226, 227), die Knoten sind, die keine BS-Knoten sind, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Liefern von Nachbarschaftsdaten (401) für je den der Vorrichtungsanschlußstifte der BS- und NBS-Vorrichtungen auf der Schaltungsplatine zu einer Testvorrichtung (12);
Gruppieren der NBS-Knoten in Sätze von Knoten (402-408) unter Verwendung der Nachbar schaftsdaten, wobei jeder Satz von Knoten alle NBS-Knoten einschließt, die zu einem der BS- Knoten benachbart sind;
Gruppieren der NBS-Knoten in Gruppen von unab hängigen NBS-Knoten (409-412), so daß keine zwei Mitglieder einer beliebigen unabhängigen Gruppe benachbart zum gleichen Boundary-Scan- Knoten sind;
Anlegen einer ersten Spannung an die BS-Knoten der Schaltung unter Verwendung der BS-Treiber schaltung;
Anlegen einer zweiten Spannung an alle NBS- Knoten in einer Gruppe von unabhängigen NBS- Knoten;
Veranlassen der Empfängerschaltungen, Spannun gen auf den Vorrichtungsanschlußstiften, mit denen die Empfängerschaltungen gekoppelt sind, aufzunehmen;
Veranlassen des Erfassungspfades, einen ersten Datenstrom zu dem Datenprozessor zu liefern; und
Analysieren des ersten Datenstroms unter Ver wendung des Datenprozessors.

10. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Lieferns von Nachbarschaftsdaten (401) das Liefern von zwei kartesischen Koordinaten für jeden Vorrichtungsanschlußstift auf der Schaltungsplatine (20; 200) umfaßt.

11. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 10, bei dem der Schritt des Lieferns von Nachbarschaftsdaten (401) fer ner das Liefern eines Radius R, der eine Entfernung darstellt, die der maximal erwarteten Größe von Defek ten auf der Schaltungsplatine (20; 200) entspricht und in dem Bereich von 1 bis 5 mm liegt, umfaßt.

12. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Lieferns von Nachbarschaftsdaten (401) das Liefern von numerischen Nachbarschaftsdaten ein schließt.

13. Verfahren zum Testen gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem zumindest einige der Mehrzahl der Nicht- Boundary-Scan-Vorrichtungen (26, 28; 204, 206, 207, 208, 209, 211) integrierte Schaltungen mit analogen Eingängen und Ausgängen sind.

14. Verfahren zum Testen gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem zumindest einige der Mehrzahl der Nicht- Boundary-Scan-Vorrichtungen (26, 28; 206, 207, 208, 209, 211) diskrete elektronische Vorrichtungen sind.

15. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 9, bei dem der Schritt des Anlegens einer zweiten Spannung an zumin dest einen NBS-Knoten (226, 227) in weniger als 200 Nanosekunden vollendet wird.

16. Verfahren zum Testen gemäß Anspruch 15, bei dem der Schritt des Anlegens einer zweiten Spannung an zumin dest einen NBS-Knoten (226, 227) schaltungsinterne Übersteuerungstechniken verwendet.

17. Verfahren zum Testen einer Schaltungsplatine (20; 200), die folgende Merkmale aufweist:

(i) eine Anzahl von Boundary-Scan-Knoten (BS-Kno ten) (222, 223) und
(ii) eine Anzahl von Nicht-Boundary-Scan-Knoten (NBS-Knoten) (226, 227), die Knoten sind, die keine BS-Knoten sind, wobei das Verfahren fol gende Schritte aufweist:
Liefern von Positionsdaten für jeden der An zahl der BS- und NBS-Knoten auf der Schal tungsplatine zu einer Testvorrichtung (12);
Liefern eines vorbestimmten Abstandes (R) zu der Testvorrichtung, wobei R in dem Bereich von 1 bis 5 mm liegt;
Bestimmen einer Gruppe von unabhängigen NBS- Knoten (409-412), so daß jeder BS-Knoten auf der Schaltungsplatine innerhalb des vorbe stimmten Abstandes von nur einem NBS-Knoten in der unabhängigen Gruppe ist;
Anlegen einer vorbestimmten Spannung, die ei nem ersten logischen Zustand entspricht, an die BS-Knoten;
Anlegen einer vorbestimmten Spannung, die ei nem zweiten logischen Zustand entspricht, an alle NBS-Knoten der Gruppe der unabhängigen NBS-Knoten;
Einfangen der Spannungen auf den BS-Knoten, während die vorbestimmte Spannung, die einem zweiten logischen Zustand entspricht, angelegt ist; und
Analysieren der eingefangenen Spannungen, um elektrische Kurzschlüsse zwischen einem be liebigen der NBS-Knoten in der unabhängigen Gruppe und einem BS-Knoten zu erfassen.

18. Verfahren zum Testen einer Schaltungsplatine (20; 200), die zumindest einen Boundary-Scan-Knoten (222, 223) und zumindest einen Nicht-Boundary-Scan-Knoten (226, 227) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte auf weist:
Anlegen einer ersten Testspannung an den zumindest ei nen Boundary-Scan-Knoten;
Anlegen einer zweiten Testspannung an den zumindest ei nen Nicht-Boundary-Scan-Knoten;
Speichern einer ersten resultierenden Spannung auf dem zumindest einen Boundary-Scan-Knoten;
Anlegen der zweiten Testspannung an den zumindest einen Boundary-Scan-Knoten;
Anlegen der ersten Testspannung an den zumindest einen Nicht-Boundary-Scan-Knoten;
Speichern einer zweiten resultierenden Spannung auf dem zumindest einen Boundary-Scan-Knoten; und
Erzeugen einer Fehlermeldung, wenn sowohl i) die erste resultierende Spannung der zweiten Testspannung ent spricht, als auch ii) die zweite resultierende Spannung der ersten Testspannung entspricht.