IJTAG互操作性可為芯片和電路板工程師創(chuàng)造巨大價(jià)值

IEEE 1687標(biāo)準(zhǔn)(即Internal JTAG，或簡稱為IJTAG)正在改變企業(yè)對互操作性的思維方式。例如，IJTAG互操作性在芯片級和電路板級都極具價(jià)值，因?yàn)榭芍貜?fù)利用嵌入式儀器知識產(chǎn)權(quán)(IP)。而且，當(dāng)芯片級和板級IJTAG工具具有雙向或正反互操作性時(shí)，流程中的所有工具都會(huì)變得比自身更強(qiáng)大。這稱之為協(xié)同作用的力量。

將板級和芯片級IJTAG工具交互應(yīng)用到復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)意味著借助高級診斷來驗(yàn)證設(shè)計(jì)，從而使設(shè)計(jì)師可以快速地在芯片或電路板上找出問題的根源。

IJTAG的儀器網(wǎng)絡(luò)

IJTAG標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)始于數(shù)年前，因?yàn)楣こ處熜枰环N更好的方法來接入、管理和控制嵌入硅中的儀器。那時(shí)，越來越多的儀器被集成到復(fù)雜的片上系統(tǒng)(SoC)和其他不太復(fù)雜的設(shè)備。這些嵌入式儀器過去是現(xiàn)在仍然是用來表征和驗(yàn)證芯片功能性的最有效方法。

遺憾的是，許多這樣的儀器不能相互通信。根據(jù)IP來源地，每臺(tái)儀器可能具有自己的接入方法。此外，最缺失的是可移植性。如果沒有為新的芯片重新設(shè)計(jì)IP，則無法輕松地在其他芯片設(shè)計(jì)中重新部署儀器IP.換言之，嵌入式儀器難以供工程師使用。

通過指定片上網(wǎng)絡(luò)，IJTAG標(biāo)準(zhǔn)可解決上述問題和其他問題，該標(biāo)準(zhǔn)的儀器連接語言(ICL)對此作了說明。此外，IJTAG還為儀器IP和操作儀器語言(即程序描述語言(PDL))定義了標(biāo)準(zhǔn)化接口。IJTAG的上述方面簡化并改進(jìn)了工程師應(yīng)用嵌入式儀器的方式，并確保儀器本身以及與每個(gè)IJTAG儀器相關(guān)的操作矢量的可移植性，因此又為工程師節(jié)省了寶貴的時(shí)間。

為什么互操作性如此重要

芯片級IJTAG工具之間的互操作性(例如Mentor Tessent IJTAG解決方案提供的工具以及應(yīng)用于ASSET ScanWorks啟用的電路板的工具)遠(yuǎn)不止提供一種便利的方式在工具之間傳輸數(shù)據(jù)。雙級雙向互操作性對芯片和電路板工程師而言是強(qiáng)大的優(yōu)勢，原因如下。第一，確?？稍陔娐钒逶O(shè)計(jì)中重新利用為驗(yàn)證或測試芯片設(shè)計(jì)而開發(fā)的儀器IP，從而降低成本并加快產(chǎn)品上市時(shí)間。第二，芯片和電路板工具之間的雙向反饋回路意味著整個(gè)工具流程現(xiàn)在具有高級診斷能力，從而隔離芯片或電路板設(shè)計(jì)問題的根源。換句話說，該IJTAG工具流程可避免基于猜測來確定是芯片還是電路板存在問題。

圖1. IJTAG工具流程從在芯片插入儀器擴(kuò)展到電路板裝配，并包括用于啟用高級診斷的反饋路徑。

該流程始于可插入和驗(yàn)證芯片IJTAG和JTAG資源的可測試性設(shè)計(jì)(DFT)自動(dòng)化工具。JTAG是必要的，因?yàn)樾酒腏TAG測試接入端口(TAP)將用于接入IJTAG儀器片上網(wǎng)絡(luò)。IJTAG并不只限定于作為其接入方法的JTAG，但目前JTAG是唯一受批準(zhǔn)的IJTAG標(biāo)準(zhǔn)支持的機(jī)制。未來，IJTAG標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)增加其他接入方法。

DFT自動(dòng)化流程支持自動(dòng)插入設(shè)計(jì)的RTL或門級網(wǎng)表。插入的IJTAG資源包括嵌入式儀器和分層接入網(wǎng)絡(luò)(支持從通用芯片級接入點(diǎn)接入任何儀器)。DFT工具還支持重定向以及合并多個(gè)IP塊的PDL命令。重定向到芯片引腳的命令可轉(zhuǎn)換為自動(dòng)測試設(shè)備(ATE)測試向量格式或Verilog進(jìn)行仿真驗(yàn)證。還可通過交互式調(diào)試工具(例如Tessent SiliconInsight)接入芯片級PDL測試向量。

在完成插入和仿真驗(yàn)證之后，通常在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)上部署芯片設(shè)計(jì)，以便在硬件中仿真和測試硅。再次應(yīng)用在模擬階段之前生成的測試來驗(yàn)證將變成片上IJTAG網(wǎng)絡(luò)(如ICL中所述)以及儀器特定操作流程(如PDL中所述)的內(nèi)容的完整性。之后，在ATE系統(tǒng)中進(jìn)行典型的硅測試和驗(yàn)證。

仿真、ATE測試和驗(yàn)證階段對DFT和ATE工具之間的互操作性至關(guān)重要。ATE工具可以使用通過DFT工具插入的相同儀器來驗(yàn)證、測試和調(diào)試電路板設(shè)計(jì)。此外，工具之間的互操作性可將ATE工具在流程后半部分捕獲的板級數(shù)據(jù)較早地在硅模擬和驗(yàn)證階段反饋到DFT工具。

如果SoC沒有在板級經(jīng)過全面測試和驗(yàn)證，則根本無法得到充分的驗(yàn)證。通過板級ATE工具發(fā)現(xiàn)的問題可以追溯至芯片，也可歸因于電路板設(shè)計(jì)缺陷。這種板級反饋的巨大優(yōu)勢是隔離芯片或電路板設(shè)計(jì)中的問題，從而使芯片和電路板工程師避免相互指責(zé)。反饋回路使芯片設(shè)計(jì)師可在批量生產(chǎn)芯片之前糾正缺陷。當(dāng)然，也可以糾正板級缺陷。

該IJTAG流程在電路板制造過程中完結(jié)，即ATE系統(tǒng)能夠利用SoC中的IJTAG儀器在裝配線上驗(yàn)證和測試電路板。

協(xié)同互操作性

芯片級和板級IJTAG工具協(xié)同工作的能力可提高整個(gè)IJTAG流程(從芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證一直到系統(tǒng)制造過程中的板級測試)的有效性。通過這種互操作性啟用的雙向反饋回路(正向和反向)對快速識別和隔離設(shè)計(jì)問題根源至關(guān)重要，從而及時(shí)向市場交付新系統(tǒng)。