Was ist ein Boundary Scan?
Ein Boundary-Scan ist eine Methode zum Testen aller Verbindungen auf Leiterplatten (PCBs) unter Verwendung von Boundary-Scan-Zellen anstelle von physischen Sonden. Es ist ein von Elektronikunternehmen weit verbreiteter Standard. Das Debuggen von Prototypen und das Produktdesign können auch von Boundary-Scans profitieren.
In den frühen 1980er Jahren vertrauten die Hersteller von Leiterplatten auf In-Circuit-Tester und physische Nagelbett-Vorrichtungen, um Komponenten zu testen. Mit dem Aufkommen von zunehmend miniaturisierten Bauteilen, einer größeren Dichte von Bauelementen, Mehrschichtplatinen und oberflächenmontierten Gehäusen wurde es immer schwieriger, physisch auf alle Verbindungen auf einer Leiterplatte zuzugreifen. Die Prüfung im Stromkreis ist wichtig, um Herstellungsfehler wie Unterbrechungen und Kurzschlüsse sowie beschädigte oder fehlende Komponenten zu untersuchen. Es wurde notwendig, eine andere Methode zum Testen von Leiterplatten zu entwickeln, ohne dass physisch auf alle Komponenten auf der Platine zugegriffen werden muss.
Die von der Joint Test Action Group (JTAG) entwickelte Lösung bestand darin, den physischen Zugriff auf alle Komponenten im Gerät selbst aufzubauen. Diese Gruppe von Ingenieuren hat in den 1980er Jahren das Verfahren für Boundary-Scan-Tests entwickelt. Im Jahr 1990 wurde es als IEEE Std standardisiert. 1149.1-1990.
Während die JTAG das Konzept selbst nicht erfunden hat, haben sie maßgeblich dazu beigetragen, die Grundidee in einen internationalen Standard umzusetzen. Derzeit wird ein Boundary Scan auch als JTAG bezeichnet. Eine Überarbeitung des IEEE Std. 1149.1 wurde 1993 eingeführt und hieß 1149.1a. Diese spezielle Überarbeitung bestand aus bestimmten Verbesserungen und Klarstellungen. Später wurde 1994 eine Ergänzung hinzugefügt, die die Boundary-Scan Description Language (BSDL) beschreibt.
Der physische Zugriff wurde in das Gerät integriert, indem interne serielle Schieberegister an den Grenzen eingefügt wurden. Diese Register werden Boundary-Scan-Register genannt und können als virtuelle Nägel betrachtet werden. Sie können verwendet werden, um alle Verbindungen auf der Leiterplatte zu testen. Boundary-Scan-Register befinden sich am Anfang und am Ende der Bereiche, die bei der Platinenmontage am wahrscheinlichsten beschädigt werden. Dies wird auch als Verbindungsbereich bezeichnet.
Diese Boundary-Scan-Register oder Zellen können Daten von den Pins eines Geräts erzwingen und erfassen. Die auf diese Weise erhaltenen Daten werden mit den erwarteten Ergebnissen verglichen, um die Karte auf Fehler zu testen. Dies ist eine viel einfachere Möglichkeit, Komponenten auf ordnungsgemäße Verbindung, Funktionsfähigkeit und Ausrichtung zu testen. Boundary-Scans wurden ursprünglich in der Produktionsphase eines Produktlebenszyklus verwendet. Aufgrund des IEEE-1149.1-Standards werden sie derzeit über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg verwendet.
Der Vorteil der Verwendung von Boundary-Scans zum Testen von Leiterplatten sind niedrigere Gerätekosten, die die Entwicklung beschleunigen. kurze Testzeiten; bessere Testabdeckung; und höhere Produktqualität. Weltweit verlassen sich Elektronikhersteller auf Boundary-Scans, um Leiterplatten effektiv und kostengünstig zu testen.