IEEE 1687标准(即Internal JTAG,或简称为IJTAG)正在改变企业对互操作性的思维方式。例如,IJTAG互操作性在芯片级和电路板级都极具价值,因为可重复利用嵌入式仪器知识产权(IP)。而且,当芯片级和板级IJTAG工具具有双向或正反互操作性时,流程中的所有工具都会变得比自身更强大。这称之为协同作用的力量。

将板级和芯片级IJTAG工具交互应用到复杂的系统设计意味着借助高级诊断来验证设计,从而使设计师可以快速地在芯片或电路板上找出问题的根源。

IJTAG的仪器网络

IJTAG标准的开发始于数年前,因为工程师需要一种更好的方法来接入、管理和控制嵌入硅中的仪器。那时,越来越多的仪器被集成到复杂的片上系统(SoC)和其他不太复杂的设备。这些嵌入式仪器过去是现在仍然是用来表征和验证芯片功能性的最有效方法。

遗憾的是,许多这样的仪器不能相互通信。根据IP来源地,每台仪器可能具有自己的接入方法。此外,最缺失的是可移植性。如果没有为新的芯片重新设计IP,则无法轻松地在其他芯片设计中重新部署仪器IP.换言之,嵌入式仪器难以供工程师使用。

通过指定片上网络,IJTAG标准可解决上述问题和其他问题,该标准的仪器连接语言(ICL)对此作了说明。此外,IJTAG还为仪器IP和操作仪器语言(即程序描述语言(PDL))定义了标准化接口。IJTAG的上述方面简化并改进了工程师应用嵌入式仪器的方式,并确保仪器本身以及与每个IJTAG仪器相关的操作矢量的可移植性,因此又为工程师节省了宝贵的时间。

为什么互操作性如此重要

芯片级IJTAG工具之间的互操作性(例如Mentor Tessent IJTAG解决方案提供的工具以及应用于ASSET ScanWorks启用的电路板的工具)远不止提供一种便利的方式在工具之间传输数据。双级双向互操作性对芯片和电路板工程师而言是强大的优势,原因如下。第一,确保可在电路板设计中重新利用为验证或测试芯片设计而开发的仪器IP,从而降低成本并加快产品上市时间。第二,芯片和电路板工具之间的双向反馈回路意味着整个工具流程现在具有高级诊断能力,从而隔离芯片或电路板设计问题的根源。换句话说,该IJTAG工具流程可避免基于猜测来确定是芯片还是电路板存在问题。



图1. IJTAG工具流程从在芯片插入仪器扩展到电路板装配,并包括用于启用高级诊断的反馈路径。


该流程始于可插入和验证芯片IJTAG和JTAG资源的可测试性设计(DFT)自动化工具。JTAG是必要的,因为芯片的JTAG测试接入端口(TAP)将用于接入IJTAG仪器片上网络。IJTAG并不只限定于作为其接入方法的JTAG,但目前JTAG是唯一受批准的IJTAG标准支持的机制。未来,IJTAG标准还会增加其他接入方法。

DFT自动化流程支持自动插入设计的RTL或门级网表。插入的IJTAG资源包括嵌入式仪器和分层接入网络(支持从通用芯片级接入点接入任何仪器)。DFT工具还支持重定向以及合并多个IP块的PDL命令。重定向到芯片引脚的命令可转换为自动测试设备(ATE)测试向量格式或Verilog进行仿真验证。还可通过交互式调试工具(例如Tessent SiliconInsight)接入芯片级PDL测试向量。

在完成插入和仿真验证之后,通常在现场可编程门阵列(FPGA)上部署芯片设计,以便在硬件中仿真和测试硅。再次应用在模拟阶段之前生成的测试来验证将变成片上IJTAG网络(如ICL中所述)以及仪器特定操作流程(如PDL中所述)的内容的完整性。之后,在ATE系统中进行典型的硅测试和验证。

仿真、ATE测试和验证阶段对DFT和ATE工具之间的互操作性至关重要。ATE工具可以使用通过DFT工具插入的相同仪器来验证、测试和调试电路板设计。此外,工具之间的互操作性可将ATE工具在流程后半部分捕获的板级数据较早地在硅模拟和验证阶段反馈到DFT工具。

如果SoC没有在板级经过全面测试和验证,则根本无法得到充分的验证。通过板级ATE工具发现的问题可以追溯至芯片,也可归因于电路板设计缺陷。这种板级反馈的巨大优势是隔离芯片或电路板设计中的问题,从而使芯片和电路板工程师避免相互指责。反馈回路使芯片设计师可在批量生产芯片之前纠正缺陷。当然,也可以纠正板级缺陷。

该IJTAG流程在电路板制造过程中完结,即ATE系统能够利用SoC中的IJTAG仪器在装配线上验证和测试电路板。

协同互操作性

芯片级和板级IJTAG工具协同工作的能力可提高整个IJTAG流程(从芯片设计验证一直到系统制造过程中的板级测试)的有效性。通过这种互操作性启用的双向反馈回路(正向和反向)对快速识别和隔离设计问题根源至关重要,从而及时向市场交付新系统。