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Dossiers

Le test des circuits numériques

Publication: Octobre 2009

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Le compromis boundary-scan...
 

Comme l’ont dit plusieurs experts du secteur ces dernières années : « l’époque de la méthode de test universelle semble bel et bien révolue. » Pour la plupart des responsables ayant à tester même une gamme modeste de produits, la formulation d’une politique ou philosophie de test revient dans le meilleur des cas à rechercher un délicat compromis. James Stanbridge, Directeur commercial de JTAG Technologies au Royaume-Uni, et Steve Lees, Directeur général d’ATE Solutions, examinent les différentes solutions.

Ceux qui ont jusqu’ici lourdement investi dans des équipements de test In-situ sont naturellement réticents à abandonner cette méthode, bien que les points de test disponibles soient souvent beaucoup moins nombreux que les noeuds de circuit.

De même, les responsables commerciaux se demandent souvent pourquoi un équipement qui leur a coûté plusieurs centaines de milliers d’euros il y a quelques années n’est pas capable aujourd’hui de tester les tout derniers circuits des concepteurs ou des OEM.

Pour de nombreux responsables de test confrontés à ce dilemme, la solution ne consiste pas à délaisser leur méthode de test actuelle mais à simplement lui adjoindre une capacité supplémentaire.

L’un des grands favoris dans ce rôle est le test boundaryscan, qui évite la nécessité d’un accès physique (en tout cas sur la plupart des circuits numériques) et convient donc idéalement au test des interconnexions noyées entre les boîtiers BGA.

En outre, boundary-scan (alias JTAG) a pour avantages annexes la possibilité de programmer in-situ des composants tels que les CPLD et les PROM série. Même les composants non boundary-scan, comme les mémoires flash NOR et NAND, répondent au traitement JTAG et le matériel le plus performant peut fournir aussi une solution de programmation efficace pour ces composants.

Une fois secondé par le test boundary-scan, le test insitu classique peut être conservé pour couvrir les défauts parmi les éléments à signaux mixtes et/ou circuits passifs. En outre, cela permet de réduire considérablement la complexité des interfaces de test et par conséquent leur prix.

De plus, l’utilisation de boundary-scan pour le test de circuits numériques complexes dispense souvent de recourir à une modélisation des circuits intégrés et/ou à des interfaces sophistiquées autorisant des méthodes sans contact, à l’exemple de TestJet™ ou Q-Test™, autant de facteurs de surcoût.

Cependant, boundary-scan n’est pas seulement un complément viable du test in-situ. D’autres méthodes de test et d’inspection peuvent elles aussi en bénéficier. Par exemple, l’inspection optique automatique (AOI) et les testeurs à sondes mobiles (qui sont aujourd’hui parfois combinés) peuvent offrir une bonne couverture (quoique lente) sur l’intégrité des joints et l’orientation des composants.

En fait, ces deux méthodes testent pratiquement tout élément qu’il est possible de « voir » ou de « toucher  ». L’ajout de capacités boundary-scan/JTAG ainsi que des alimentations électriques nécessaires dans ces systèmes permet alors d’étendre la couverture du test aux éléments « invisibles » (situés par exemple sous des BGA, CSP, etc.).

L’avantage du test boundary-scan tient à la possibilité de l’intégrer à tout stade de la production et à la disponibilité d’outils facilitant cette intégration. En outre, comparé au test in-situ et au test fonctionnel, boundary-scan opère à un coût sensiblement inférieur par noeud couvert. Certains avancent que le signalement des défauts au niveau noeud assuré par boundary-scan n’est pas aussi concis que celui, au niveau composant, des tests in-situ classiques.

Or, avec l’arrivée de puissants outils de visualisation graphique de la disposition des cartes, tels que JTAG Technologies Visualizer, les interconnexions défectueuses sont visibles instantanément et peuvent être suivies à travers les différentes couches de la carte de façon à déterminer l’emplacement le plus évident du défaut.

De fait, au sein même de la gamme de JTAG Technologies, il existe des produits d’intégration – les kits JTAG Technologies Symphony – permettant aux ingénieurs de test d’ajouter des fonctions performantes de test boundary-scan et de programmation in-situ aux systèmes de test In-situ et à sondes mobiles.

Des kits d’intégration Symphony sont aujourd’hui disponibles pour les testeurs in-situ Agilent 3070, les stations de test Teradyne 228x et 12x et les stations à sondes mobiles Takaya.

JTAG Technologies compte par ailleurs de nombreux partenaires OEM proposant un choix de systèmes de test in-situ et à sondes mobiles qui intègrent ses produits. Résultats : tous les avantages d ‘une solution intégrée (moins d’encombrement au sol, réduction de la manipulation des cartes, interface utilisateur unifiée, réduction des besoins de formation), plus l’assurance que les outils matériels et logiciels authentiques de JTAG Technologies sont mis au service des performances boundary-scan.

Parmi ces produits OEM figurent les systèmes avancés de test de fabrication Aeroflex 4220 et 5800, la série Digitaltest MTSxxx, ainsi que les stations à sondes mobiles Seica et Spea.

De même, si votre philosophie privilégie le test fonctionnel par rapport au test structurel, boundary-scan peut là encore combler le fossé entre les deux techniques. Grâce à des contrôleurs de test boundary-scan aux formats PXI, PCI, Ethernet et USB, ainsi que des drivers pour les outils logiciels courants de National Instrument tels que LabView et TestStand, les tests boundary-scan de JTAG Technologies peuvent être appliqués en conjonction avec des tests analogiques.

Du reste, un test boundary-scan structurel d’interconnexion est une première étape logique vers le test de cluster boundary- scan, la configuration composant/carte (via la programmation des CPLD et composants flash) et enfin le test fonctionnel d’unité.

A titre d’exemple, ATE Solutions a récemment fourni à un opérateur de télécommunications une interface sur mesure pour le test d’une gamme entière de cartes. Cette interface incorporait des alimentations, des canaux d’E/S numériques compatibles JTAG ainsi que les ports TAP pour contrôleur JTAG, le tout associé à des connecteurs de ressources génériques pouvant être routés vers l’unité sous test via des interfaces personnalisées.

Pour les applications fonctionnelles intégrant boundaryscan, ATE Solutions offre également des programmes de test reposant sur LabView. C’est ainsi qu’un autre de ses clients, fabricant de trieuses de denrées alimentaires (par exemple des cacahuètes) présente des besoins totalement différents du secteur des télécoms.

D’une part, le système [de test] de la société nécessite toujours des stimuli et mesures via des instruments analogiques analogiques et, d’autre part, le traitement haute densité du signal doit être testé au moyen de boundary-scan. Un système combiné de test fonctionnel et boundaryscan reposant sur LabView constituait donc la solution idéale.

En résumé, si vous cherchez à remédier à une lacune dans la couverture de test de vos circuits numériques, alors le test boundary-scan pourrait bien vous apporter la solution. Comme nous l’avons vu plus haut, après intégration de boundary-scan dès le stade de la conception, il est simple de développer des programmes de test en faisant appel aux outils commerciaux de JTAG Technologies ou bien aux compétences de prestataires comme ATE Solutions.

Une fois développé, les tests peuvent être exécutés séparément ou incorporés à un système de test in-situ ou de test fonctionnel. De plus, boundary-scan est relativement peu coûteux (des systèmes sont disponibles dans une fourchette allant de 5.000 à 20.000 €) et sa portabilité en fait le partenaire idéal pour la plupart des stratégies de test existantes.

Web : http://www.jtag.com

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