FI110724B - JTAG-testausjärjestely - Google Patents

Description

JTAG-testausjärjestely 1 10 7 2 4

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy JTAG-testaukseen, erityisesti JTAG-testauksen sovellusalan laajentamiseen.

5 Erilaisten piirilevyjen ja niihin liitettyjen komponenttien ja integroitu jen piirien testaukseen on kehitetty yleiskäyttöinen standardi IEEE 1149.1, joka tunnetaan myös standardin laatineen konsortiumin nimellä JTAG (Joint Test Action Group). JTAG on ns. reunaskannausmenetelmä (boundary scan), jossa piirilevyn yhteen reunanastaan (boundary pin) syötetään sisäänmeno-10 signaali ja toisesta reunanastasta mitataan ulostulosignaali. JTAG:in perusajatuksena on siis siirtää ennalta määritettyä sarjamuotoista datasekvenssiä piirilevyn tai sen osan IC-komponenttien läpi ja näytteistää ulostuleva data. Koska testattavan piirilevyn komponenttien keskinäinen topologia ja loogiset toiminnot tiedetään etukäteen, voidaan myös määrittää oletettu ulostulo. Tes-15 tilaitteisto voi verrata testattavan laitteen DUT (Device Under Test) ulostulevaa dataa oletettuun ulostuloon ja mikäli nämä täsmäävät, toimii testattava laite DUT oikein. Jos taas ulostuleva data ei vastaa oletettua ulostuloa, testattava piiri saattaa olla avoin, siihen saattaa liittyä jokin ulkopuolinen signaali tai jokin piirin komponentti on viallinen. Tällöin vika voidaan tyypillisesti määrittää aja-ν' : 20 maila erilaisia testidatasekvenssejä testattavan laitteen läpi ja analysoimalla :. saadut ulostulot testilaitteiston käsittämällä ohjelmistolla.

JTAG-standardissa määritetään sekä JTAG-ohjaimen käsittävälle testilaitteistolle että testattavalle laitteelle DUT samanlainen liityntärajapinta : · “ · TAP (Test Access Port), joiden välillä on kiinteä synkroninen linja, joka käsittää 25 vähintäin viisi johdinta viittä pakollista signaalia varten: kellosignaali TCK (Test ClocK), testimoodin valintasignaali TMS (Test Mode Select), sisäänmenevä testidata TDI (Test Data Input), ulostuleva testidata TDO (Test Data Output) ja maareferenssisignaali GND (Ground). Lisäksi JTAG-standardin mukaan linjalla voidaan optionaalisesti välittää myös testin nollaussignaali TRST (Test Re-30 SeT). Testattava laite DUT ja testilaitteisto asetetaan toistensa läheisyyteen siten, että ne voidaan kytkeä toisiinsa synkronisen linjan muodostavalla, vähintäin mainitut viisi johdinta käsittävällä kaapelilla, minkä jälkeen laitteen tes-.... * taus voidaan aloittaa.

Ongelmana yllä kuvatussa järjestelyssä on sellaisten laitteiden tes-: 35 taus, joiden yhteyteen testilaitteistoa on vaikeaa tai mahdotonta järjestää kiin teällä liitynnällä. Tämä korostuu esimerkiksi avaruusteknologiassa, jossa mah- 2 110724 dollisuus yksinkertaiseen piirilevyjen testaukseen ja vikojen analysointiin olisi erityisen tärkeää. Esimerkiksi kiertoradalle laukaistuun tietoliikennesatelliittiin ilmaantuneiden vikojen analysointi täytyy tapahtua mahdollisimman nopeasti. Satelliitit ja muut avaruusteknologiaan liittyvät laitteet halutaan tyypillisesti pi-5 tää niin yksinkertaisina ja keveinä kuin mahdollista, jolloin testilaitteiston asentaminen laitteisiin kiinteästi ei ole suotavaa. Täten on olemassa tarve piirilevyjen testaamiselle testilaitteistolla kaukokäyttönä ilman kiinteää yhteyttä testattavaan laitteeseen.

Ongelmaksi muodostuu tällöin JTAG-standardin mukaisesti määri-10 telty synkroninen linja testilaitteiston JTAG-ohjaimen ja testattavan laitteen DUT liityntärajapintojen TAP välillä. Jos testilaitteisto ja testattava laite DUT sijaitsevat kaukana toisistaan, voidaan näiden välillä välittää informaatiota tyypillisesti vain asynkronisen, usein langattoman yhteyden avulla. Tällöin JTAG-standardin mukaisen testilaitteiston käyttö piirilevyjen testaamiseen kauko-15 käyttönä on mahdotonta.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää järjestelmä ja laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoitteet saavutetaan järjestelmällä ja laitteistolla, joille on tunnusomaista se, mitä sano-20 taan itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patentti-: [' ‘ vaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu siihen, että JTAG-standardin mukaista testausta .··· rajoittava kiinteä synkroninen linja voidaan välttää siten, että käytetään sekä 25 testilaitteistossa että testattavassa laitteessa DUT lähetin-vastaanottimia, jotka sovittavat rajapinnalta TAP tulevat signaalit välitettäväksi asynkronisen siirtotien kautta siten, että vastaanotetut signaalit voidaan taas synkronoida rajapinnan TAP edellyttämään muotoon.

Keksinnön mukaisella järjestelmällä saavutetaan huomattavia etuja. 30 Keksinnön mukainen järjestely mahdollistaa JTAG-testauksen myös etäkäyttönä ilman synkronista tiedonsiirtoyhteyttä testilaitteiston ja testattavan laitteen välillä. Testauksessa pystytään käyttämään jo olemassa olevia IEEE1149.1-standardin mukaisia JTAG-ohjaimia ja niiden ohjelmistoja. Edelleen etuna on se, että asynkronisen yhteyden mahdollistavien lähetin-vastaanottimien ra-35 kenne voidaan pitää yksinkertaisena ja halpana, jolloin JTAG-testauksen käyttömahdollisuuksia voidaan lisätä huomattavasti. Vielä keksinnön erään 3 110724 edullisen suoritusmuodon etuna on se, että lähetin-vastaanottimien sisäisellä viivejärjestelyllä voidaan testijärjestelyä käyttää erityyppisillä asynkronisilla yhteyksillä, joilla voi olla erilaisia viiveitä, jolloin testaaminen onnistuu myös kellosignaaliin nähden hitailla yhteyksillä.

5 Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: kuvio 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista järjestelyä JTAG-testauksen suorittamiseksi; 10 kuvio 2 esittää keksinnön mukaista järjestelyä asynkronisen siirto tien käyttämiseksi JTAG-testauksessa; kuvio 3 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista uplink-suunnan lähetin-vastaanottimen rakennetta; kuvio 4 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista 15 testisignaalien näytteistystä kellosignaalin tahdissa; kuvio 5 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista downlink-suunnan lähetin-vastaanottimen rakennetta; kuvio 6 esittää virtuaalisen reunaskannaussoluketjun periaatetta; ja kuvio 7 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista v 20 virtuaalisen reunaskannaussoluketjun toteutusta.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus ,·. Kuviossa 1 esitetään tunnetun tekniikan mukainen järjestely testat- ,··· tavan laitteen DUT testaamiseksi JTAG-ohjaimen käsittämällä testilaitteistolla.

Sekä JTAG-ohjain C että testattava laite DUT käsittävät JTAG-määrittelyn mu-25 kaisen rajapinnan TAP, joiden kautta JTAG-ohjain ja testattava laite DUT yhdistetään synkronisen yhteyden tarjoavalla kaapelilla Cb. Kaapelin Cb avulla välitetään JTAG-ohjaimelta testattavalle laitteelle DUT ainakin kolme signaalia, kellosignaali TCK, testimoodin valintasignaali TMS ja sisäänmenevä testidata TDI. Testattavalta laitteelta DUT välitetään lisäksi ulostuleva testidata TDO " 30 JTAG-ohjaimelle ja siitä edelleen testilaitteiston käsittämälle testiohjelmistolle ' analysoitavaksi. Näiden lisäksi linjalla tulee olla myös maareferenssijohdin GND ja linjalla voidaan optionaalisesti välittää myös testin nollaussignaali TRST. Testaamisen lisäksi JTAG-standardin mukaista järjestelyä voidaan tunnetusti käyttää myös vikojen analysointiin tai ulkopuolisen laitteen ohjelmoin-35 tiin.

I * · 4 110724

Sekä JTAG-ohjain että testattava laite käsittävät tyypillisesti siirtore-kistereistä muodostettuja reunaskannaussoluja BSC (Boundary Scan Cell), joita ketjutetaan käskyrekisterin IR (Instruction Register) ohjeiden mukaisesti. Reunaskannaussolujen BSC toimintaa säätelee reunaskannausrekisteri, joka 5 siirtää testidataa eri solujen BSC kesken. Reunaskannausrekisteriä ohjataan TAP-ohjaimella, joka on 16 erilaista toimintatilaa käsittävä tilakone. TAP-ohjaimen tiloja taas ohjataan sisääntulevalla kellosignaalilla TCK ja testimoo-din valintasignaalilla TMS. Lisäksi JTAG-ohjain käsittää läpipääsyrekisterin BPR (By-Pass Register) sekä mahdollisesti muita datarekistereitä. Läpi-10 pääsyrekisterin BPR avulla sisäänmenevä testidata TDI voidaan tarvittaessa siirtää nopeasti testattavan laitteen DUT läpi ohittamalla reunaskannausrekisteri. Reunaskannaussolujen BSC läpi kulkenut sisäänmenevä testidatase-kvenssi TDI synkronoidaan ulostulevaan testidataan TDO. Jos useita testattavia piirejä testataan kerralla, tulee piirien myös käsittää JTAG-ohjaimet, jotta 15 datan siirto piirien välillä voidaan pitää synkronissa. Testilaitteisto käsittää tyypillisesti ulkopuolisen ohjauslaitteen, kuten tietokoneen PC, jolla JTAG-ohjainta voidaan tyypillisesti kontrolloida. JTAG-ohjaimen kontrollointiin ja erilaisten testaustilanteiden kuvaamiseen ja määrittelyyn voidaan käyttää reu-naskannauskuvauskieltä BSDL (Boundary Scan Description Language). Tieto-, , 20 koneen muistiin tallennetaan myös kullekin testattavalle piirille ja sen kom- ';' ponenteille BSDL-kuvaus.

‘ JTAG-standardin mukaista testausta rajoittava kiinteä synkroninen • » » linja voidaan keksinnön mukaisesti välttää siten, että käytetään sekä testilait-* __ :, ’. teistossa että testattavassa laitteessa DUT lähetin-vastaanottimia, jotka sovit- :* ’ 25 tavat rajapinnalta TAP tulevat signaalit välitettäväksi asynkronisen siirtotien ’ kautta siten, että vastaanotetut signaalit voidaan taas synkronoida rajapinnan TAP edellyttämään muotoon.

Tätä havainnollistetaan kuvion 2 avulla. Testilaitteiston TS, joka käsittää JTAG-ohjaimen C, ja testattavan laitteen DUT TAP-rajapintojen siirtotien 30 puolelle on liitetty lähetin-vastaanottimet TR1 ja TR2, jotka sovittavat lähetet-‘ tävät signaalit asynkroniselle siirtotielle ATP ja synkronoivat vastaanotetut sig

naalit TAP-rajapintamäärittelyn mukaiseen muotoon. Testilaitteiston JTAG-ohjaimeen liitetty uplink-suunnan lähetin-vastaanotin TR1 lähettää siirtotielle testimoodin valintasignaalia TMS ja sisäänmenevää testidataa TDI sekä synk-• * 35 ronoi testattavalta laitteelta DUT vastaanotetun ulostulevan testidatan TDO

: TAP-rajapinnan edellyttämään synkroniin sisäänmenevän testidatan TDI

5 110724 kanssa. Kellosignaalia TCK ei edullisesti välitetä asynkronisen väylän kautta, vaan kellosignaali TCK generoidaan downlink-suunnan lähetin-vastaanottimella TR2, joka vastaanottaa testimoodin valintasignaalin TMS ja sisäänmenevän testidatan TDI ja generoi näiden perusteella kellosignaalin 5 TCK myöhemmin kuvattavalla tavalla. Lähetin-vastaanotin TR2 myös synkronoi ulostulevan testidatan TDO ja sovittaa tämän lähetettäväksi asynkronisen siirtotien ATP kautta lähetin-vastaanottimelle TR1.

Mainittu asynkroninen siirtotie voi sinänsä olla langaton tai langallinen; olennaista on sovittaa siirtotiellä välitetyt signaalit TAP-rajapinta-10 määrittelyn mukaiseen muotoon siten, että käytettävä siirtotie on transparentti sekä JTAG-ohjaimelle että testattavalle laitteelle DUT. Myöskään siirtotiellä käytettävällä tiedonsiirtoprotokollalla ei ole merkitystä keksinnön toteutuksen suhteen, sillä JTAG-testauksessa käytettävien signaalien sovittaminen mihin tahansa tunnettuun tiedonsiirtoprotokollaan on alan ammattimiehelle sinänsä 15 tunnettua.

Seuraavassa selostetaan kuvion 3 avulla keksinnön mukaisen up-link-suunnan lähetin-vastaanottimen 300 erästä mahdollista toteutusta. JTAG-ohjaimen TAP-rajapinnalta viedään lähetin-vastaanottimelle 300 sisään kello-signaali TCK, testimoodin valintasignaali TMS ja sisäänmenevä testidata TDI, 20 jotka ohjataan edelleen pakkausyksikölle 302. Pakkausyksikön 302 tehtävänä on pakata testimoodin valintasignaalia TMS ja sisäänmenevää testidataa TDI ' kellosignaalin TCK tahdissa paketteihin, jotka voidaan tarvittaessa sovittaa ·'... edelleen siirtotiellä käytettävään ylempään tiedonsiirtoprotokollaan (ATP pro- tocol) enkooderissa 304. Lähetettävä data viedään edelleen lähettimelle 306, : ’ ’ ’ 25 joka lähettää datan edelleen siirtotielle.

' Vastaavasti siirtotieltä tuleva testidatasignaali vastaanotetaan vas- taanottimessa 308, jonka jälkeen vastaanotettu signaali dekoodataan dekoo-derissa 310, jolloin varsinainen testidata TDO saadaan erotettua siirtotiellä käytettävästä ylemmästä tiedonsiirtoprotokollasta. Varsinaisena lähetin-30 vastaanotin-osiona (306, 308) käytetään siten aina siirtotiespesifistä lähetin-_ ‘ vastaanotinta, joka on siis riippuvainen siirtotien fyysisestä toteutuksesta, tyy- ; pillisesti myös siirtotien protokollan toteutuksesta, ja jota voidaan keksinnön periaatteellisen toteutuksen kannalta kuvata yleisellä lähetin-vastaanottimella • USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter). Esi- 35 merkiksi langattoman tiedonsiirron yhteydessä lähetin-vastaanotin-osion ra-diotaajuusosat on sovitettava käytettävän tiedonsiirtoprotokollan mukaisiksi.

6 110724

Lisäksi käytettävään protokollaan voidaan edullisesti määrittää ylimääräinen yhteyskäytäntö, jolla voidaan vaihtaa normaali datasignalointi lähettimen ja vastaanottimen välillä JTAG-testaukseen ja päinvastoin, jolloin tiedonsiirto on edullisesti aina rajoitettu jompaan kumpaan tarkoitukseen.

5 Testidata TDO viedään viivepiirille 312, joka tuottaa testidatalle TDO tarvittavan synkronisen viiveen siten, että TAP-rajapinnalle vietävä TDO-signaali on rajapintamäärittelyn mukaisesti synkronissa sisäänmenevän testi-datan TDI kanssa. Viivepiiriä 312 ohjataan sekä kellosignaalin TCK että reu-naskannaustilakoneen 314 avulla. Reunaskannaustilakone 314 on edullisesti 10 ainakin osittain yhteensopiva JTAG-ohjaimen kanssa siten, että se käsittää ainakin JTAG-standardin reunaskannauskuvauskielen BSDL perustoiminnallisuudet, jotka mahdollistavat sen liittämisen JTAG-ohjaimeen osaksi kontrolloitavaa reunaskannaussolujen BSC ketjua. Kulloinkin käytettävän viiveen suuruus on riippuvainen testattavasta piiristä ja siirtotiellä tapahtuvasta vii-15 veestä. Reunaskannauskuvauskielen BSDL kannalta sekä viivepiirin 312 että tilakoneen 314 tulee muodostaa loogisesti osa testattavaa laitetta DUT, vaikka se sijaitseekin uplink-suunnan lähetin-vastaanottimessa liitettynä JTAG-ohjaimeen (mitä on kuvattu katkoviivalla). Tämä johtuu siitä, että normaalissa JTAG-standardin mukaisessa testauksessa ulostulevaan testidataan TDO 20 muodostuva viive luodaan testattavan laitteen DUT reunaskannaussolujen : . BSC ketjun avulla, jolloin TAP-ohjain kontrolloi viiveen syntyä.

Uplink-suunnan lähetin-vastaanotin voidaan täten toteuttaa raken-';·· teeltaan melko yksinkertaisena, joko olemassaolevaan testilaitteistoon integ- roiden tai erillisenä laitteena, joka liitetään testilaitteiston JTAG-ohjaimen ja :... 25 siirtotien väliin. Uplink-suunnan lähetin-vastaanottimen toteutuksessa koko, , kustannukset tai rakenteen monimutkaisuus ei yleensäkään ole niin ehdotto mia kriteereitä kuin downlink-suunnan lähetin-vastaanottimessa.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti kellosignaalia TCK ei lähetetä lainkaan testattavalle laitteelle DUT, vaan kellosignaali generoidaan 30 downlink-suunnan lähetin-vastaanottimessa vastaanotettujen testimoodin va-lintasignaalin TMS ja sisäänmenevän testidatan TDI perusteella. Asynkronisella siirtotiellä signaaliin syntyy aina viivettä, jolloin JTAG-ohjaimen ja generoidun kellosignaalin välinen tarkka ajoitus luonnollisesti menetetään, mutta siirrettävien signaalien TMS ja TDI bittikohtainen synkronointi suhteessa kello-V 35 signaaliin säilytetään.

7 110724 Tätä kuvataan kuvion 4 mukaisella kaaviolla, jossa kuvataan testi-moodin valintasignaalin TMS ja sisäänmenevän testidatan TDI näytteistystä kellosignaalin TCK tahdissa. Signaalit TMS ja TDI täytyy pakata siten, että näytteet pysyvät siirrettäessä yhtenäisinä aikatason suhteen. Kuvion 4 mukai-5 sesti näytteistys tapahtuu aina kellosignaalin nousevalla reunalla, jolloin yhtä kellosignaalin jaksoa kuvataan kaksibittisellä esityksellä (400 - 406), joka käsittää signaalien TMS ja TDI arvot kellosignaalin nousevan reunan kohdalla. Nämä kaksibittiset kentät voidaan edelleen yhdistää esimerkiksi neljän kello-signaalijakson osalta kahdeksanbittisiksi tavuiksi (408), jolloin data voidaan 10 helposti sovittaa lähetettäväksi esimerkiksi RS-232-määrittelyn mukaisena yleisen lähetin-vastaanottimen USART kautta.

Keksinnön mukaisen downlink-suunnan lähetin-vastaanottimen 500 erästä mahdollista toteutusta selostetaan kuvion 5 avulla. Tämän downlink-suunnan lähetin-vastaanottimen 500 tehtävänä on signaalien TMS ja TDI 15 muodostaminen vastaanotetuista TMS-TDI-paketeista, sisäisen kellosignaalin generointi synkronissa vastaanotettujen TMS- ja TDI-signaalien kanssa sekä testattavan laitteen reunaskannaussoluketjun ulostulosta saatavan testidatan TDO lähettäminen edelleen siirtotielle. Siirtotieltä tulevat TMS-TDI-paketit vastaanotetaan vastaanottimessa 502, jonka jälkeen vastaanotetut signaalit ... 20 dekoodataan dekooderissa 504, jolloin testimoodin valintasignaalin TMS ja si- ; säänmenevän testidatan TDI muodostamat paketit saadaan erotettua siirto- [ tiellä käytettävästä ylemmästä tiedonsiirtoprotokollasta (ATP protocol). TMS- ·· TDI-paketteja käytetään paikallisoskillaattorin 506 synkronointiin, jolla paikal- ’ lisoskillaattorilla muodostetaan sisäinen kellosignaali TCK. Paikallisoskillaattori 25 synkronoidaan olennaisesti samaan taajuuteen JTAG-ohjaimen kellosignaalin ’ kanssa varmistamalla sen, että TMS-TDI-pakettia kohti luodaan yksi kellosig naalin jakso. Purkuyksikössä 508 signaalit TMS ja TDI erotetaan toisistaan ja lähetetään testattavan laitteen DUT TAP-rajapinnalle paikallisoskillaattorin syöttämän kellosignaalin TCK laskevan reunan tahdissa. Testattavan laitteen 30 DUT tilakoneita taas ohjataan kellosignaalin TCK nousevalla reunalla.

!.. Testattavan laitteen DUT TAP-rajapinnalta ulostuleva testidatasig- ·; . naali TDO viedään kellosignaalisynkronoinnin 510 kautta edelleen enkoode- y· rille 512, joka tarvittaessa sovittaa signaalin TDO edelleen siirtotiellä käytettä- ·:··. vään ylempään tiedonsiirtoprotokollaan. Koodattu data viedään lähettimelle V 35 514, joka lähettää datan edelleen siirtotielle.

8 110724 Täten downlink-suunnan lähetin-vastaanottimen rakenne on voidaan edullisesti pitää melko yksinkertaisena. Riippuen testattavan laitteen DUT rakenteesta, downlink-suunnan lähetin-vastaanotin voidaan toteuttaa erilliskomponenteista tai ohjelmoimalla se toimimaan osana jotakin FPGA:ta 5 (Field Programmable Gate Array) tai PLD:tä (Programmable Logic Device ) esimerkiksi VHDL-kielen (VHSIC Hardware Description Language) avulla. Näin lähetin-vastaanotin voidaan toteuttaa pienikokoisena ja edullisena valmistaa eikä siitä ole haittaa testattavan laitteen muulle toiminnalle.

Eräs keksinnön perustavia ajatuksia on pystyä käyttämään jo ole-10 massa olevia IEEE 1149.1-standardin mukaisia JTAG-ohjaimia ja niiden ohjelmistoja. Varsinkin suurempia kellosignaalitaajuuksia käytettäessä siirtotiellä syntyvät viiveet aiheuttavat sen, että TAP-rajapinnan edellyttämän synkronoinnin saavuttamiseksi uplink-suunnan lähetin-vastaanottimeen on järjestettävä vastaanotetulle testisignaalille TDO viiveen muodostus ennen testisig-15 naalin TDO viemistä TAP-rajapinnalle. Jos siirtotien viive yhteen suuntaan olisi lyhyempi kuin käytetyn kellosignaalijakson puolikas, pystyttäisiin vastaanotettu testisignaali TDO synkronoimaan TAP-rajapinnalle ilman mitään erityisjärjestelyjä. Käytännössä näin lyhyisiin viiveisiin ei päästä varsinkaan suuremmilla kellotaajuuksilla.

20 Tämän vuoksi on olennaista, että uplink-suunnan lähetin- vastaanotin järjestetään muodostamaan sopivan mittainen viive vastaanotetulle testisignaalille TDO ennen kuin TDO-signaali viedään JTAG-ohjaimelle. Tämä voidaan keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaisesti toteuttaa virtuaalisen reunaskannaussoluketjun avulla siten, että testattavan laitteen :... 25 DUT reunaskannaussoluketjuun liitetään ylimääräinen, ’’virtuaalinen” reunas- kannaussoluketju, joka toteutetaan uplink-suunnan lähetin-vastaanottimen yhteyteen. Kun tämä ’’virtuaalinen” reunaskannaussoluketju lisätään JTAG-ohjaimen käsittämään testattavan laitteen DUT BSDL-kuvauksen, näyttää koko reunaskannaussoluketju JTAG-ohjaimen kannalta pidemmältä kuin se to-30 dellisuudessa on, jolloin todellisen TDO-signaalin siirtoa viivästetään sen ver-!.. ran, että siirtotien viive voidaan kompensoida.

; . Virtuaalisen reunaskannaussoluketjun periaatetta voidaan havain nollistaa kuvion 6 mukaisella järjestelyllä. Testattavan laitteen DUT reunas-:··. kannaussoluketju käsittää kaksi JTAG-yhteensopivaa piiriä U1 ja U2, jotka V 35 molemmat käsittävät JTAG-ohjaimen C ja joiden molempien reunaskannaus-; rekisteri käsittää 27 reunaskannaussolua BSC. Kun testi la itteistolta TS ajetaan 9 110724 testidatasekvenssiä TDI mainittujen piirien läpi, testilaitteiston JTAG-ohjain edellyttää jokaisella kellosignaalin jaksolla oikeaa vastetta TDO-signaalilta sen jälkeen, kun testidatasekvenssi TDI on siirretty kaikkien 54 solun (54 kellojaksoa) läpi. Jos kellosignaalin jakso on kokonaisviivettä (uplink+downlink) lyhy-5 empi, TDO-signaalin synkronointi TDI-signaaliin menetetään eikä JTAG-testausta voida suorittaa.

Kun testattavan laitteen DUT BSDL-kuvaukseen lisätään skanna-usketjun loppuun uusi "virtuaalinen” piiri, joka käsittää n kappaletta reunas-kannaussoluja, viivästetään TDO-signaalin siirtoa TAP-rajapinnalle sen verran, 10 että siirtotien viiveet pystytään kompensoimaan ja TDO-signaali voidaan siirtää TAP-rajapinnalle synkronissa TDI-signaaliin. Toisin sanoen, TDO-signaalia ryhdytään siirtämään uplink-suunnan lähetin-vastaanottimelle, kun mainitut 54 kellojaksoa on kulunut, mutta koska JTAG-ohjain olettaa reunaskannaussolu-ketjun käsittävän 54+n solua, siirretään TDO-signaali TAP-rajapinnalle vasta, 15 kun 54+n kellojaksoa on kulunut.

Virtuaalisen piirin käsittämien reunaskannaussolujen lukumäärä, ts. muuttujan n arvo, voidaan edullisesti määrittää kullekin testaustilanteelle erikseen, jolloin muuttujan n arvon määrityksessä on huomioitava viiveet, jotka syntyvät ylemmän tiedonsiirtoprotokollan edellyttämässä enkoodauksessa ja 20 dekoodauksessa, siirtotien viiveinä sekä TDO-signaalin TAP-rajapinta-synkronoinnissa. Lisäksi testaustilanteen aikana saattaa syntyä tilanteita, jol-loin testidataa joudutaan puskuroimaan myös testattavassa laitteessa, mikä tulee myös ottaa viiveenä huomioon. Muuttujan n arvon määrityksessä voi-daan myös ottaa huomioon asynkronisella siirtotiellä syntyvien viiveiden vaih-25 telu, jolloin muuttujan n arvo voidaan edullisesti asettaa hiukan suuremmaksi ’ kuin edellä mainittujen viiveiden summa edellyttäisi.

Käytännössä mainittu virtuaalisen piirin aikaansaama viive voidaan toteuttaa esimerkiksi kuvion 7 mukaisella ratkaisulla. Tällöin viivepiirissä 700 n kappaletta reunaskannaussoluja käsittävä virtuaalinen piiri on käytännössä 30 laskuri 702, jonka arvoa kasvatetaan testilaitteiston JTAG-ohjaimen kellosig-:.. naalin tahdissa. Testattavalta laitteelta tuleva testidata TDO asetetaan pusku- ; . riin 704, jota ohjataan sisäisellä tilakoneella 706. Tilakone 706 saa laskurilta 708 sisääntulevan datan määrän ja kontrolloi laskurin 702 arvoa. Kun arvo saavuttaa määritetyn arvon n, tilakone 706 ohjaa puskurin päästämään pusku-V 35 roitu TDO-data TAP-rajapinnalle. Jotta arvon n asettaminen olisi mahdollista testilaitteistolta käsin BSDL-kieltä käyttäen, täytyy viivepiirin 700 käsittää myös 10 110724 ainakin osittain standardin IEEE1149.1 mukainen tilakone 710, joka edelleen ohjaa sisäistä tilakonetta 706 ja asettaa sille arvon n.

Vaihtoehtoisesti viiveen generointi voidaan toteuttaa siten, että ohjelmoidaan testilaitteiston BSDL-ohjelmistolla olemassa olevien piireihin ja nii-5 den komponentteihin ylimääräisiä suorituskomentoja, jotka todellisuudessa ovat nollaoperaatioita, joissa kellojakson aikana dataa ei käsitellä muuten kuin siirtämällä se seuraavaan soluun. Myös näin määrittelemällä reunaskanna-usoluketjuun n kappaletta nollaoperaatioita saadaan aikaiseksi tilanne, jossa JTAG-ohjain olettaa reunaskannaussoluketjun olevan pidempi kuin se todelli-10 suudessa on, jolloin järjestelmän viiveet voidaan kompensoida ja varmistaa TAP-rajapinnan edellyttämä synkronointi. Täten keksinnön toteutuksen kannalta tapa, jolla TDO-signaaliin luodaan viive synkronointia varten, ei olekaan relevantti; olennaista on se, että JTAG-ohjain saadaan olettamaan reunaskan-naussoluketju pidemmäksi kuin se käytännössä on.

15 Keksintöä on edellä selostettu langattoman tiedonsiirron yhteydes sä, mutta keksintöä ei ole rajoitettu vain langattomaan asynkroniseen tiedonsiirtoon, vaan se voidaan toteuttaa millä tahansa asynkronisella tietoliikenneyhteydellä, kuten esimerkiksi parikaapeliyhteydellä. Näin ollen keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi Internet-reitittimien testaamiseen kaukokäyttönä 20 normaalin IP-pohjaisen yhteyden välityksellä.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (20)

1. JTAG-testausjärjestelmä, joka käsittää JTAG-testilaitteiston ja JTAG-yhteensopivan testattavan laitteen, jotka on sovitettu muodostamaan keskenään synkroninen tiedonsiirtoyhteys ennalta määritettyjen rajapintojen 5 välisen siirtotien kautta testidatan välittämiseksi, tunnettu siitä, että mainittu rajapintojen välinen siirtotie on asynkroninen yhteys, ja mainittu testilaitteisto ja mainittu testattava laite käsittävät siirtotien puolelle sovitetun lähetin-vastaanottimen, joka on järjestetty sovittamaan mainitulta rajapinnalta lähetettäväksi tuleva testidata asynkroniselle siirtotielle so-10 pivaan muotoon ja vastaavasti sovittamaan asynkroniselta siirtotieltä vastaanotettavaksi tuleva testidata mainitun rajapinnan edellyttämään synkroniseen muotoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että 15 mainitun testilaitteiston käsittämä lähetin-vastaanotin on järjestetty lähettämään siirtotielle testimoodin valintasignaalia (TMS) ja sisäänmenevää testidataa (TDI) ja synkronoimaan testattavalta laitteelta vastaanotettu ulostu-leva testidata (TDO) mainitun rajapinnan edellyttämään synkroniin sisäänme-... nevän testidatan (TDI) kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, ‘ että mainitun testilaitteiston käsittämä lähetin-vastaanotin käsittää pak-kausyksikön, joka on järjestetty pakkaamaan testimoodin valintasignaalia (TMS) ja sisäänmenevää testidataa (TDI) kellosignaalin (TCK) tahdissa pa-' 25 ketteihin lähetettäväksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että testimoodin valintasignaali (TMS) ja sisäänmenevä testidata (TDI) on järjestetty pakattavaksi siten, että yhtä kellosignaalin jaksoa kuvataan kak-30 sibittisellä esityksellä, joka käsittää testimoodin valintasignaalin (TMS) ja si-·; , säänmenevän testidatan (TDI) arvot kellosignaalin nousevan reunan kohdalla.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2 - 4 mukainen järjestelmä, tun- ;· nettu siitä, että V mainitun testattavan laitteen käsittämä lähetin-vastaanotin on jär- ; 35 jestetty generoimaan kellosignaali (TCK) vastaanotetun testimoodin valinta- signaalin (TMS) ja sisäänmenevän testidatan (TDI) perusteella. 12 110724

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun testattavan laitteen käsittämä lähetin-vastaanotin käsittää paikallisoskillaattorin, joka on järjestetty synkronoitavaksi vastaanotetun testi-5 moodin valintasignaalin (TMS) ja sisäänmenevän testidatan (TDI) perusteella ja jonka avulla kellosignaali (TCK) on järjestetty generoitavaksi.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun testilaitteiston käsittämä lähetin-vastaanotin käsittää vas-10 taanottimen testattavalta laitteelta lähetetyn testidatasignaalin (TDO) vastaanottamiseksi ja dekooderin vastaanotetun testidatasignaalin (TDO) erottamiseksi siirtotiellä käytettävästä tiedonsiirtoprotokollasta.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että 15 mainitun testattavan laitteen käsittämä lähetin-vastaanotin käsittää vastaanottimen testilaitteistolta lähetetyn testimoodin valintasignaalin (TMS) ja sisäänmenevän testidatan (TDI) vastaanottamiseksi ja dekooderin vastaanotetun testimoodin valintasignaalin (TMS) ja sisäänmenevän testidatan (TDI) erottamiseksi siirtotiellä käytettävästä tiedonsiirtoprotokollasta.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun testilaitteiston käsittämä lähetin-vastaanotin käsittää vii-; * veenmuodostusvälineet viiveen muodostamiseksi testattavalta laitteelta vas- * ‘ taanotettuun ulostulevaan testidataan (TDO) mainitun rajapintasynkronoinnin 25 aikaansaamiseksi.

:. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu viive on järjestetty säädettäväksi ainakin yhden seuraavan parametrin perusteella: siirtotien viive ja/tai sen variaatio, testidatan enkoo-30 dauksen/dekoodauksen viive, ulostulevan testidatan (TDO) synkronoinnin vii-, ’ * · ve, testattavan laitteen aiheuttama viive, testauksen puskurointiviive. . 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen järjestelmä, tun- n ettu siitä, että viiveenmuodostusvälineet käsittävät puskurin testattavalta laitteelta 35 vastaanotetun ulostulevan testidatan (TDO) puskuroimiseksi ja kellosignaaliin ! (TCK) synkronoidun laskurin, jolle on asetettu mainitulle viiveelle vasteellinen 110724 raja-arvo, jonka raja-arvon ylityttyä puskuri on järjestetty vapauttamaan puskuroitu testidata (TDO) mainitulle rajapinnalle.

11 110724

12. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että 5 viiveenmuodostusvälineet käsittävät ohjelmalliset välineet tarvitta van viiveen ohjelmoimiseksi testilaitteiston käsittämään testattavan laitteen kuvaukseen siten, että testilaitteisto olettaa testattavan laitteen testauksen kestävän pidempään kuin testattavan laitteen todellinen konfiguraatio edellyttää.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, 10 tunnettu siitä, että järjestelmään on sovitettu ylimääräinen yhteyskäytäntö mainitun testilaitteiston ja mainitun testattavan laitteen välille, jolla yhteyskäytännöllä mainitun testilaitteiston ja mainitun testattavan laitteen välinen datasignalointi on vaihdettavissa JTAG-testaukseen ja päinvastoin.

14. JTAG-testilaitteistoon siirtotien puolelle sovitettavissa oleva lä- hetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että lähetin-vastaanotin on järjestetty sovittamaan JTAG-määrittelyn mukaiselta rajapinnalta lähetettäväksi tuleva testidata asynkroniselle siirtotielle sopivaan muotoon ja vastaavasti sovittamaan asynkroniselta siirtotieltä vas-, · 20 taanotettavaksi tuleva testidata mainitun rajapinnan edellyttämään synkroni seen muotoon.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen lähetin-vastaanotin, tun- '; · n e 11 u siitä, että ’· * lähetin-vastaanotin on järjestetty lähettämään siirtotielle testimoodin • # · ·’... 25 valintasignaalia (TMS) ja sisäänmenevää testidataa (TDI) ja synkronoimaan testattavalta laitteelta vastaanotettu ulostuleva testidata (TDO) mainitun rajapinnan edellyttämään synkroniin kellosignaalin (TCK) kanssa.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että ,·. 30 lähetin-vastaanotin käsittää pakkausyksikön, joka on järjestetty < · pakkaamaan testimoodin valintasignaalia (TMS) ja sisäänmenevää testidataa . (TDI) kellosignaalin (TCK) tahdissa paketteihin lähetettäväksi.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen lähetin-vastaanotin, : tunnettu siitä, että V 35 testimoodin valintasignaali (TMS) ja sisäänmenevä testidata (TDI) » ! on järjestetty pakattavaksi siten, että yhtä kellosignaalin jaksoa kuvataan kak- 110724 sibittisellä esityksellä, joka käsittää testimoodin valintasignaalin (TMS) ja si-säänmenevän testidatan (TDI) arvot kellosignaalin nousevan reunan kohdalla.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 14 - 17 mukainen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että 5 lähetin-vastaanotin käsittää viiveenmuodostusvälineet viiveen muo dostamiseksi testattavalta laitteelta vastaanotettuun ulostulevaan testidataan (TDO) mainitun rajapintasynkronoinnin aikaansaamiseksi.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että 10 mainittu viive on järjestetty säädettäväksi ainakin yhden seuraavan parametrin perusteella: siirtotien viive ja/tai sen variaatio, testidatan enkoo-dauksen/dekoodauksen viive, ulostulevan testidatan (TDO) synkronoinnin viive, testattavan laitteen aiheuttama viive, testauksen puskurointiviive.

20. Patenttivaatimuksen 18 tai 19 mukainen lähetin-vastaanotin, 15 tunnettu siitä, että viiveenmuodostusvälineet käsittävät puskurin testattavalta laitteelta vastaanotetun ulostulevan testidatan (TDO) puskuroimiseksi ja kellosignaaliin (TCK) synkronoidun laskurin, jolle on asetettu mainitulle viiveelle vasteelleen raja-arvo, jonka raja-arvon ylityttyä puskuri on järjestetty vapauttamaan pusku-:> 20 roitu testidata (TDO) mainitulle rajapinnalle. * * t 1 > * t t I · * » > t « 1 t · * t k · • I I t k • l|· f I I » 110724