[go: up one dir, main page]

RU2703493C1 - Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation - Google Patents

Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2703493C1
RU2703493C1 RU2018147591A RU2018147591A RU2703493C1 RU 2703493 C1 RU2703493 C1 RU 2703493C1 RU 2018147591 A RU2018147591 A RU 2018147591A RU 2018147591 A RU2018147591 A RU 2018147591A RU 2703493 C1 RU2703493 C1 RU 2703493C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
jtag
microcircuits
output
terminals
input
Prior art date
Application number
RU2018147591A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Гречишников
Александр Александрович Курицкий
Алексей Дмитриевич Бутько
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва"
Priority to RU2018147591A priority Critical patent/RU2703493C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703493C1 publication Critical patent/RU2703493C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: electronic equipment.
SUBSTANCE: invention relates to production and diagnostics of highly integrated electronic modules in aircraft and space industry. Proposed device comprises personal computer with software connected via JTAG controller to JTAG interface of tested electronic module and contactless current sensor in the form of magnetic field converter to electric signal connected to inputs of non-inverting and inverting amplifiers. Output of the non-inverting amplifier through the first diode and the output of the inverting amplifier through the second diode are connected to the load resistance, to the input of the electronic switch and to the second input of the voltage comparator. Output of the electronic switch is connected to the analogue memory input, the output of which is connected to the resistive voltage divider by the middle point connected to the first input of the voltage comparator. Electronic switch control inputs, sampling and storage circuits, voltage comparator output and device activation button are connected to the appropriate JTAG cells of the microcircuit. JTAG interface of the microcircuit chip is connected to the JTAG interface of the entire device.
EFFECT: localization of short-circuit faults between outputs of JTAG chips connected in parallel to the information bus, high reliability of results of the localization process and its complete automation.
5 cl, 6 dwg, 4 tbl

Description

Предлагаемое изобретение предназначено для локализации дефектов короткого замыкания между выводами микросхем с JTAG (Joint Test Action Group) интерфейсом, параллельно подключенных к информационной шине при производстве высоко интегрированных электронных модулей в авиации и космонавтике.The present invention is intended to localize short circuit defects between the terminals of microcircuits with JTAG (Joint Test Action Group) interface, connected in parallel to the information bus in the production of highly integrated electronic modules in aviation and space.

Электронные модули в авиации и космонавтике для повышения надежности функционирования выполняются в виде нескольких параллельно работающих однотипных каналов преобразования и обработки информации, обеспечивая «горячее резервирование». Функционал таких каналов реализован на сверхбольших интегральных микросхемах (СБИС), выполненных чаще всего в корпусах BGA (Ball Grid Array). Программное кон Фигурирование СБИС после изготовления модуля, как правило, выполняется через JTAG интерфейс, описанный в стандарте IEEE 1149.1 (IEEE Std 1149.1-2001 IEEE Standard Test Access Port and Boundary-Scan Atchitecture).Electronic modules in aviation and astronautics to increase the reliability of operation are performed in the form of several parallel working channels of the same type for converting and processing information, providing “hot standby”. The functionality of such channels is implemented on ultra-large integrated circuits (VLSI), most often implemented in BGA (Ball Grid Array) cases. Software configuration VLSI after the module is manufactured is usually performed through the JTAG interface described in the IEEE 1149.1 standard (IEEE Std 1149.1-2001 IEEE Standard Test Access Port and Boundary-Scan Atchitecture).

Пример электронного модуля с горячим резервированием в виде параллельной трехканальной структуры на трех интегральных микросхемах (ИМС1-ИМС3) с информационной шиной показан на Фиг. 1.An example of a hot-standby electronic module in the form of a parallel three-channel structure on three integrated circuits (IMS1-IMS3) with an information bus is shown in FIG. one.

В процессе автоматизированной пайки микросхем в корпусах BGA могут возникать дефекты в виде короткого замыкания (КЗ) между их выводами, находящимися в подкорпусном пространстве микросхем (Фиг. 1), то есть в зоне физической недоступности. Для устранения данных дефектов вследствие неизвестности нахождения дефектов КЗ под конкретными корпусами микросхем удаляют все микросхем с платы, что существенно повышает процент брака, стоимость и время ремонта электронных модулей.During the automated soldering of microcircuits in the BGA cases, short-circuit defects (short circuits) can occur between their terminals located in the subcircuit space of the microcircuits (Fig. 1), that is, in the zone of physical inaccessibility. To eliminate these defects due to the unknown location of faults under specific microcircuit cases, all microcircuits are removed from the board, which significantly increases the percentage of defects, the cost and time of repair of electronic modules.

JTAG интерфейс кроме выполнения функции программирования микросхем может быть использован для поиска различных дефектов в линиях связи информационных шин, например, методом граничного (периферийного) сканирования (ГС) (Тестирование и тестопригодное проектирование. А. Городецкий. Компоненты и технологии. №2, 2009 г. стр. 6-7.).The JTAG interface, in addition to performing the function of programming microcircuits, can be used to search for various defects in the communication lines of information buses, for example, by the method of boundary (peripheral) scanning (GS) (Testing and testable design. A. Gorodetsky. Components and technologies. No. 2, 2009 p. 6-7.).

Результат поиска дефектов методом ГС в виде обнаружения пар линий связи (ЛС): ЛС2-ЛС3, ЛС3-ЛС4 и ЛС2-ЛС4 в информационной шине, между которыми выявлен дефект короткого замыкания, показан на Фиг. 1 -Трехканальная структура электронного модуля с информационной шиной.The result of a defect search by the HS method in the form of detecting pairs of communication lines (LS): LS2-LS3, LS3-LS4 and LS2-LS4 in the information bus, between which a short circuit defect is detected, is shown in FIG. 1 - Three-channel structure of the electronic module with the information bus.

Однако применение метода ГС не позволяет определить, между выводами какой конкретно микросхемы, параллельно подключенной к линиям связи информационной шины с другими микросхемами, имеется дефект КЗ. Это приводит к неоправданным затратам средств и времени при устранении дефектов пайки, так как демонтажу с платы подвергаются все микросхемы, в том числе и не имеющие дефектов КЗ.However, the application of the GS method does not allow us to determine between the terminals of which particular microcircuit that is parallelly connected to the communication lines of the information bus with other microcircuits, there is a short circuit defect. This leads to unjustified expenses of time and money in eliminating soldering defects, since all microcircuits, including those without short-circuit defects, are removed from the board.

В технике известны различные способы локализации дефектов типа КЗ в линиях связи. Например, в приборах для обнаружения мест короткого замыкания в электрических схемах Toneohm 950 (Polar Toneohm Model 950. http://www.sovtest.ru/sites/default/files/Polar950.pdf) и Toneohm 970 (Toneohm 970. http: //www, polarinstruments. com/products/toneohm/toneohm970. html) фирмы Polar Instrument (Великобритания) используется высокочувствительный миллиомметр с векторным сопровождением поиска места локализации дефекта. В область предполагаемого расположения дефекта КЗ на плате подается питание и отслеживается зависимость изменений тока при перемещении пробника на плате. Поиск обеспечивают три указателя: цифровой, звуковой и векторный. Цифровой индикатор показывает значение тока, звуковой изменяет тональность по мере приближения к дефекту, а векторный - указывает направление движения тестового пробника.Various techniques are known in the art for localizing faults of the type KZ in communication lines. For example, in devices for detecting short circuits in electrical circuits Toneohm 950 (Polar Toneohm Model 950. http://www.sovtest.ru/sites/default/files/Polar950.pdf) and Toneohm 970 (Toneohm 970. http: / / www, polarinstruments.com / products / toneohm / toneohm970.html) from Polar Instrument (Great Britain) uses a highly sensitive milliometer with vector support for finding the location of the defect. Power is supplied to the area of the alleged location of the fault defect on the board and the dependence of current changes when the probe is moved on the board is monitored. Search is provided by three pointers: digital, sound and vector. The digital indicator shows the current value, the sound indicator changes the tone as it approaches the defect, and the vector indicator indicates the direction of movement of the test probe.

Недостатками данного способа определения местоположения дефекта КЗ являются:The disadvantages of this method of determining the location of a fault defect are:

- необходимость физического контактирования элементов прибора с проводниками платы, имеющими защитное покрытие, при подключении внешнего тестового источника или щупов микровольтметра. Подключение к элементам схемы может оказаться невозможным на платах с высокой плотностью монтажа и минимальными размерами проводников;- the need for physical contact of the elements of the device with the conductors of the board having a protective coating when connecting an external test source or probes of a microvoltmeter. Connection to circuit elements may not be possible on boards with a high density of installation and minimum dimensions of conductors;

- использование человека - оператора в процессе поиска дефекта, увеличивающее время и стоимость диагностики.- the use of a human operator in the process of finding a defect, increasing the time and cost of diagnosis.

В способе определения места положения дефекта короткого замыкания (Авторское свидетельство №941910, кл. G01R 31/02, 1982 г.) основным информационным источником является датчик напряжения, определяющий падение напряжения на участках линии связи при последовательной коммутации вдоль линии связи источника тока с датчиком тока.In the method for determining the location of a short-circuit defect (Copyright certificate No. 941910, class G01R 31/02, 1982), the main information source is a voltage sensor that detects the voltage drop in the sections of the communication line during serial switching along the communication line of the current source with the current sensor .

Недостатком данного метода определения местоположения дефекта КЗ является необходимость использования датчика напряжения микровольтового уровня для определения падения напряжения на проводниках печатной платы длиной 5-10 мм и необходимость его подключения к участкам печатных проводников, имеющих поверхностное защитное покрытие. Кроме того, для выявления местоположения нескольких дефектов КЗ в линии связи необходимо предварительно обнаруженный дефект устранять, что замедляет и усложняет процесс диагностики.The disadvantage of this method for determining the location of a fault fault is the need to use a microvolt level voltage sensor to determine the voltage drop on the conductors of a printed circuit board with a length of 5-10 mm and the need to connect it to areas of printed conductors having a surface protective coating. In addition, to identify the location of several short-circuit defects in the communication line, it is necessary to eliminate the previously detected defect, which slows down and complicates the diagnostic process.

В методе локализации дефекта КЗ (Авторское свидетельство №1041963 А, кл. G01R 31/02, 1983 г. ) используются два датчика тока, жестко связанных между собой механически и четыре генератора напряжения, подключаемые к проводникам печатной платы. Наличие двух связанных датчиков тока и подключение 4-х генераторов импульсного напряжения к проводникам печатной платы требует достаточного пространства на печатной плате, которого может не быть при монтаже высокой плотности. Кроме того, в данном методе невозможно локализовать несколько дефектов КЗ, так как при этом будет возникать зона с отсутствием в проводниках линии связи токов между двумя дефектами короткого замыкания, что приведет к нарушению работы алгоритма.The short-circuit fault localization method (Author's certificate No. 1041963 A, class G01R 31/02, 1983) uses two current sensors that are mechanically rigidly interconnected and four voltage generators connected to the conductors of the printed circuit board. The presence of two connected current sensors and the connection of 4 pulse voltage generators to the conductors of the printed circuit board requires sufficient space on the printed circuit board, which may not be present during the installation of high density. In addition, in this method it is impossible to localize several short-circuit defects, since this will create a zone with no current in the communication line between two short-circuit defects, which will lead to disruption of the algorithm.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство и способ, описанные в (Патент №US 20080215942 A1, United States, 2008 г.). Сущность излагаемого в патенте способа локализации дефектов КЗ между выводами микросхем заключается в использовании метода граничного (периферийного) сканирования. Встроенный в микросхемы производителем JTAG интерфейс позволяет использовать выводы микросхем в качестве источников и приемников тестовых сигналов.The closest technical solution (prototype) is the device and method described in (Patent No. US 20080215942 A1, United States, 2008). The essence of the method for localizing short-circuit defects between the terminals of microcircuits described in the patent is to use the method of boundary (peripheral) scanning. The interface built into the microcircuit by the JTAG manufacturer allows the use of microcircuit pins as sources and receivers of test signals.

Диагностический комплекс устройства (прототипа), состоит из тестируемой платы, подключенной через контроллер USB (Universal Serial Bus)/JTAG интерфейса к управляющему компьютеру с программным обеспечением, содержащим: диагностические модели компонент (Boundary Scan Description Language (BSDL) файлы); файл межкомпонентных связей (net-list); программу формирования и анализа тестовых наборов, встроенные скрипты пользователя (script) и драйвер контроллера JTAG интерфейса.The diagnostic complex of the device (prototype) consists of a test board connected via a USB controller (Universal Serial Bus) / JTAG interface to a control computer with software containing: diagnostic component models (Boundary Scan Description Language (BSDL) files); interconnect file (net-list); a program for generating and analyzing test suites, built-in user scripts (script), and a driver for the JTAG interface controller.

В описании прототипа - патента (таблицы 1 и 2) приводятся алгоритмы определения короткого замыкания между выводами микросхем без использования дополнительного измерительного оборудования на основе анализа тестовых откликов тестируемой схемы.The description of the prototype patent (tables 1 and 2) provides algorithms for determining a short circuit between the terminals of microcircuits without the use of additional measuring equipment based on the analysis of test responses of the tested circuit.

Недостатком предлагаемого в прототипе - патенте способа определения дефектов короткого замыкания является невозможность точной локализации дефекта КЗ между выводами нескольких конкретных микросхем, параллельно подключенных к линиям связи. Это приводит к неоправданным потерям средств и времени при выполнении операций по устранению выявленных дефектов КЗ.The disadvantage of the method for determining short circuit defects proposed in the prototype patent is the impossibility of accurately localizing a fault defect between the terminals of several specific microcircuits connected in parallel to communication lines. This leads to unjustified loss of funds and time when performing operations to eliminate identified short-circuit defects.

Целью предлагаемого способа является локализации дефектов короткого замыкания выводов интегральных микросхем с JTAG интерфейсом, подключенных параллельно к линиям связи информационных шин высокоинтегрированных электронных модулей.The aim of the proposed method is the localization of short circuit defects of the terminals of integrated circuits with a JTAG interface connected in parallel to the communication lines of the information buses of highly integrated electronic modules.

Цель достигается за счет того, что: используется метод граничного сканирования для выявления пар линий связи в информационной шине с параллельно подключенными микросхемами, в которых имеется дефект короткого замыкания (на Фиг. 1 пары линий связи ЛС2-ЛС3, ЛС3-ЛС4 и ЛС2-ЛС4).The goal is achieved due to the fact that: the boundary scanning method is used to identify pairs of communication lines in the data bus with parallel-connected microcircuits that have a short circuit defect (in Fig. 1, pairs of communication lines LS2-LS3, LS3-LS4 and LS2-LS4 )

Кроме того для тестирования произвольно выбирают две линии связи - первая и вторая линия связи, в которой выявлен дефект КЗ, например, линии связи ЛС2 и ЛС3 на Фиг. 1.In addition, two communication lines — a first and a second communication line in which a short-circuit defect is detected, for example, the communication lines LS2 and LS3 in FIG. one.

Суть технического решения поясняется следующим чертежом:The essence of the technical solution is illustrated by the following drawing:

На фиг. 1 изображена трехканальная структура электронного модуля с информационной шиной;In FIG. 1 shows a three-channel structure of an electronic module with an information bus;

на фиг. 2 показаны первая и вторая линии связи с подключенными JTAG ячейками «n» микросхем;in FIG. 2 shows the first and second communication lines with connected JTAG cells "n" chips;

на фиг. 3 представлена эквивалентная схема для расчета токов в проводниках первой ЛС;in FIG. 3 presents an equivalent circuit for calculating currents in the conductors of the first drug;

на фиг. 4 изображены эквивалентные схемы расчета токов в проводниках левой границы (А) и правой границы (Б) первой линии связи;in FIG. 4 shows equivalent circuits for calculating currents in the conductors of the left boundary (A) and the right boundary (B) of the first communication line;

на фиг. 5 показан структурная схема устройство для реализации способа локализации дефектов КЗ выводов JTAG микросхем;in FIG. 5 shows a block diagram of a device for implementing a method for localizing fault defects of terminals of JTAG microcircuits;

на фиг. 6 представлена функциональная схема бесконтактного датчика тока.in FIG. 6 is a functional diagram of a non-contact current sensor.

На Фиг. 2 отдельно показаны первая и вторая линии связи информационной шины, к которым через JTAG ячейки параллельно подсоединены выводы «n» микросхем ИМС(1) -ИМС(n). Микросхемы подключены к первой и второй ЛС через встроенные в них JTAG ячейки регистра граничного сканирования: C11/C1,2 - ИМС(1)… Cn,1/Cn,2 - ИМС(n). Первый индекс JTAG ячейки указывает номер ИМС, подключенной к ЛС, второй индекс JTAG ячейки указывает номер ЛС (первая или вторая ЛС). Для примера, на Фиг. 2 показано наличие дефектов КЗ между выводами 2,1/2,2 - ИМС(2); между выводами n-1,1/n-1,2 - ИМС(n-1); между выводами n,1/n,2-ИМС(n).In FIG. Figure 2 separately shows the first and second communication lines of the information bus to which the terminals “n” of the IC (1) -IMC (n) microcircuits are connected in parallel through the JTAG cells. The microcircuits are connected to the first and second drugs via the JTAG built-in cells of the boundary scan register: C 11 / C 1,2 - IC (1) ... C n, 1 / C n, 2 - IC (n). The first JTAG cell index indicates the number of the IC connected to the LAN, the second JTAG cell index indicates the number of the LAN (first or second LAN). As an example, in FIG. 2 shows the presence of short-circuit defects between the terminals 2.1 / 2.2 - IC (2); between the terminals n-1,1 / n-1,2 - IC (n-1); between the terminals n, 1 / n, 2-IC (n).

Все JTAG ячейки выводов микросхем, подключенных к линиям связи с выявленными дефектами короткого замыкания, отключают, переводом их в высокоимпендансное состояние (Z).All JTAG cells of the terminals of microcircuits connected to communication lines with detected short-circuit defects are turned off by transferring them to the high-impedance state (Z).

Произвольно выбирают три рядом расположенные микросхемы с JTAG интерфейсом, выводы которых подключены к первой и второй линиям связи информационной шины. На Фиг. 2 показаны произвольно выбранные три рядом расположенные микросхемы: ИМС(i-1); ИМС(i) и ИМС(i+1).Arbitrarily choose three adjacent chips with a JTAG interface, the conclusions of which are connected to the first and second communication lines of the information bus. In FIG. 2 shows randomly selected three adjacent chips: IC (i-1); IMS (i) and IMS (i + 1).

JTAG ячейку Ci,2 средней из трех выбранных микросхем, подключенную к второй ЛС устанавливают в состояние логического нуля, JTAG ячейки выбранных трех микросхем, подключенные к первой линии связи - Ci-1,1; Ci,1; Ci+1,1 стимулируют тестовыми наборами вида: ZZ1; Z1Z; Z11; 1ZZ; 11Z; 111. В тестовом наборе выключенному состоянию JTAG ячейки соответствует символ Z, состояние логической единицы JTAG ячейки соответствует символ 1. Всего формируют шесть тестовых наборов, исключая тестовый набор ZZZ. В результате стимуляции тест наборами трех JTAG ячеек выбранных трех микросхем на участках первой ЛС, между микросхемами ИМС(i-1)/ ИМС(i) и ИМС(i) ИМС(i+1) будут протекать токи Ii-1,1; Ii,1 (Фиг. 2) для определенных тест наборов.JTAG cell C i, 2 of the middle of the three selected microcircuits connected to the second LAN is set to a logical zero state; JTAG cell of the selected three microcircuits connected to the first communication line - C i-1,1 ; C i, 1 ; C i + 1,1 stimulate with test sets of the form: ZZ1; Z1Z; Z11; 1ZZ; 11Z; 111. In the test set, the JTAG cell state is turned off; the Z symbol corresponds to it; the logical unit state of the JTAG cell corresponds to the symbol 1. In total, six test sets are formed, excluding the ZZZ test set. As a result of stimulation, a test with sets of three JTAG cells of the selected three microcircuits in the areas of the first drug, between the microcircuits IC (i-1) / IC (i) and IC (i) IC (i + 1) currents I i-1,1 will flow; I i , 1 (Fig. 2) for specific test kits.

Эквивалентная схема для расчета токов в проводниках первой ЛС показана на Фиг. 3An equivalent circuit for calculating the currents in the conductors of the first LAN is shown in FIG. 3

JTAG ячейка в состоянии логической «1» представлена на эквивалентной схеме источником напряжения Е, внутренним сопротивлением драйверов R0 и положением замкнутого ключа «1» (Фиг. 3). JTAG ячейка в состоянии логического «0» представлена внутренним сопротивлением драйверов R0 и положением ключа «0». JTAG ячейки, отключенные от ЛС в высокоимпендансном состоянии Z представлены разомкнутыми ключами в положении «Z» (Фиг. 3).The JTAG cell in the logical “1” state is represented on the equivalent circuit by the voltage source E, the internal resistance of the drivers R 0 and the position of the closed key “1” (Fig. 3). The JTAG cell in the logical “0” state is represented by the internal resistance of the drivers R 0 and the key position “0”. JTAG cells disconnected from the drug in the high-impedance state Z are represented by open keys in the “Z” position (Fig. 3).

В эквивалентной схеме (Фиг. 3) для упрощения принято равенство токов: I1=Ii-1,1; ток I2=Ii,1.In the equivalent circuit (Fig. 3), for simplicity, the equality of currents is accepted: I 1 = I i-1,1 ; current I 2 = I i, 1 .

Амперметры А1 и А2 измеряют токи I1 и I2 соответственно и имеют нулевое внутреннее сопротивление, моделируя работу бесконтактного измерителя тока.Ammeters A1 and A2 measure the currents I 1 and I 2, respectively, and have zero internal resistance, simulating the operation of a non-contact current meter.

В таблице №1 приведены значения нормированных токов I1/IMAX и I2/IMAX в проводниках первой линии связи при условии отсутствия дефекта КЗ между выводами ИМС(i) (JTAG ячейка Ci,2 установлена в состояние логического 0). Максимальный ток IMAX, определяется из условия протекания тока между соседними ячейками первой ЛС, находящимися в состоянии логической «1» и логического «0» соответственно (например между Ci-1,1 и Ci,1):Table 1 shows the values of the normalized currents I 1 / I MAX and I 2 / I MAX in the conductors of the first communication line, provided that there is no short-circuit defect between the terminals of the IC (i) (JTAG cell C i, 2 is set to logic 0). The maximum current I MAX is determined from the condition of the current flowing between neighboring cells of the first drug in the logical “1” and logical “0” states, respectively (for example, between C i-1,1 and C i, 1 ):

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

В таблице №2 приведены нормированные значения токов I1/IMAX и IMAX в проводниках первой линии связи при условии наличия дефекта КЗ между выводами ИМС(i) (JTAG ячейка Ci,2=0).Table 2 shows the normalized values of currents I 1 / I MAX and I MAX in the conductors of the first communication line, provided that there is a fault between the terminals of the IC (i) (JTAG cell C i, 2 = 0).

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

По полученным значениям токов выполняют расчет контрольного числа К для всех сочетаний состояния выводов трех выбранных микросхем (таблицы №1 и №2):According to the obtained values of the currents, the control number K is calculated for all combinations of the state of the outputs of the three selected microcircuits (tables No. 1 and No. 2):

Figure 00000005
Figure 00000005

N=1…7 - номер тестового набора (таблицы №1, №2);N = 1 ... 7 - the number of the test set (table No. 1, No. 2);

Х1, Х2 - логические переменные для нормированных токов I1/IMAX иX 1 , X 2 - logical variables for normalized currents I 1 / I MAX and

I2/IMAX соответственно;I 2 / I MAX, respectively;

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Значения контрольных чисел K, приведенные в таблицах №1 и №2, рассчитывают по формуле (2) с учетом условий (3).The values of the control numbers K given in tables No. 1 and No. 2 are calculated by the formula (2) taking into account the conditions (3).

Определяют наличие дефекта короткого замыкания между выводами «i,1»и «i,2» (Фиг. 2, 3) центральной ИМС(i) из равенства контрольного числа K=945.Determine the presence of a short circuit defect between the terminals "i, 1" and "i, 2" (Fig. 2, 3) of the central IC (i) from the equality of the control number K = 945.

Эквивалентные схемы расчета токов в проводниках левой IЛГ и правой IПГ границ первой ЛС (Фиг. 2) приведены на Фиг. 4А и 4Б соответственно.Equivalent schemes for calculating the currents in the conductors of the left I LG and right I PG of the boundaries of the first LS (Fig. 2) are shown in Fig. 4A and 4B, respectively.

В таблице №3 приведены нормированные значения токов IЛГ/IMAX в левом граничном проводе первой линии связи для всех вариантов наличия дефектов КЗ между выводами ИМС(1) и ИМС(2); JTAG ячейка C1,2 установлена в состояние логического «0».Table 3 shows the normalized values of currents I LG / I MAX in the left boundary wire of the first communication line for all options for the presence of short-circuit defects between the terminals of the IC (1) and the IC (2); JTAG cell C 1,2 is set to logical “0”.

В таблице №4 приведены нормированные значения токов IПГ/IMAX в правом граничном проводе первой линии связи для всех вариантов наличия дефектов КЗ между выводами ИМС(n-1) и ИМС(n); JTAG ячейка Cn,2 установлена в состояние логического «0».Table 4 shows the normalized values of the currents I PG / I MAX in the right boundary wire of the first communication line for all variants of the presence of short-circuit defects between the terminals of the IC (n-1) and IC (n); JTAG cell C n, 2 is set to logical "0".

Контрольное число КЛГ для токов левой границы первой ЛС рассчитываются из выражения:The control number K LG for the currents of the left boundary of the first drug are calculated from the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Контрольное число КПГ для токов правой границы первой ЛС рассчитываются из выражения:The control number K GH for currents of the right boundary of the first drug are calculated from the expression:

Figure 00000011
Figure 00000011

N=1…7 - номер тестового набора (таблица №3, №4);N = 1 ... 7 - number of the test set (table No. 3, No. 4);

ХЛГ, ХПГ - логические переменные для нормированных токов IЛГ/ IMAX и IПГ/ IMAX соответственно;X LG , X PG - logical variables for normalized currents I LG / I MAX and I PG / I MAX, respectively;

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Определяют наличие дефекта короткого замыкания между выводами ИМС(1), установленной на левой границе ЛС из равенства контрольного числа KЛГ=1260.Determine the presence of a short circuit defect between the terminals of the IC (1) installed on the left border of the drug from the equality of the control number K LG = 1260.

Определяют наличие дефекта короткого замыкания между выводами ИМС(n), установленной на правой границе ЛС из равенства контрольного числа KПГ=5040.Determine the presence of a short circuit defect between the terminals of the integrated circuit (n) installed on the right border of the drug from the equality of the control number K PG = 5040.

Наличие или отсутствие токов в проводниках первой ЛС определяют бесконтактным способом с использованием преобразователей напряженность магнитного поля Н, возбуждаемого протекающим в проводнике током в электрический сигнал.The presence or absence of currents in the conductors of the first drug is determined in a non-contact way using transducers, the magnetic field H, excited by the current flowing in the conductor into an electrical signal.

С целью увеличения достоверности локализации дефектов КЗ осуществляют: предварительную идентификацию места определения тока на первой линии связи на участках первой ЛС и выбор порогового уровня то, соответствующего протеканию тока в проводнике.In order to increase the reliability of fault defects localization, the following is carried out: preliminary identification of the current detection location on the first communication line in the areas of the first LAN and the choice of the threshold level then corresponding to the current flow in the conductor.

Идентификацию места определения тока на первой линии связи выполняют последовательным формированием уровней логической «1» и логического «0» в двух JTAG ячейках рядом расположенных микросхем, подключенных к первой ЛС. Формирование начинают с JTAG ячеек C1,1 и С2,1 (Фиг. 2), устанавливая ячейку C1,1 состояние логической «1», ячейку С2,1 - в состояние логического «0». Все остальные JTAG ячейки находятся в отключенном высокоимпендансном состоянии (Z). В результате этого на участке первой ЛС между ИМС(1) и ИМС(2) будет протекать ток амплитудой IMAX, значение которой определяется из выражения (1). Сканирование следующих участков первой ЛС током IMAX осуществляется последовательным выбором вдоль первой ЛС стимулируемых JTAG ячеек: С2,1(«1»)/С3,1(«0»), остальные ячейки находятся в отключенном состоянии «Z». Последние стимулируемые ячейки в первой ЛС: Cn-1,1(«1») и Cn,1(«0») (Фиг. 2). В процессе последовательного сканирования первой ЛС выходной сигнал в виде логической «1» будет появляться в момент времени, когда стимулируются JTAG ячейки двух рядом расположенных микросхем, между которыми осуществляется бесконтактный способ определения наличия тока в проводнике.The identification of the current detection location on the first communication line is carried out by sequential formation of the logical “1” and logical “0” levels in two JTAG cells of adjacent microcircuits connected to the first LAN. Formation begins with JTAG cells C 1,1 and C 2,1 (Fig. 2), setting cell C 1,1 state logical "1", cell C 2,1 - in the state logical "0". All other JTAG cells are in a high impedance state (Z). As a result of this, a current of amplitude I MAX will flow between the IC (1) and the IC (2) in the area of the first drug, the value of which is determined from expression (1). Scanning of the following sections of the first drug with I MAX current is carried out by sequential selection of stimulated JTAG cells along the first drug: C 2.1 ("1") / C 3.1 ("0"), the remaining cells are in the off state "Z". The last stimulated cells in the first drug: C n-1 , 1 ("1") and C n, 1 ("0") (Fig. 2). In the process of sequential scanning of the first drug, the output signal in the form of a logical “1” will appear at the time when the JTAG cells of two adjacent chips are stimulated, between which a non-contact method for determining the presence of current in the conductor is carried out.

Определение порогового уровня, соответствующего протеканию тока в проводнике первой ЛС выполняют запоминанием напряжения UMAX, пропорционального максимальному току IMAX, протекающему в проводнике на участке первой ЛС, на котором в данный момент времени осуществляется определение его наличия. Пороговое значение напряжения U0 в соответствие с условиями (3) и (6) формируют путем четырехкратного деления напряжения UMAX:The threshold level corresponding to the current flow in the conductor of the first drug is determined by storing the voltage U MAX proportional to the maximum current I MAX flowing in the conductor in the area of the first drug, at which its presence is currently determined. The threshold voltage value U 0 in accordance with the conditions (3) and (6) is formed by quadrupling the voltage U MAX :

Figure 00000014
Figure 00000014

SБДТ - коэффициент связи между током в проводнике IMAX и напряжением UMAX в бесконтактном способе определения наличия тока.S BDT is the coupling coefficient between the current in the conductor I MAX and the voltage U MAX in a non-contact method for determining the presence of current.

Определение порогового уровня наличия тока в ЛС позволяет уменьшить влияние дестабилизирующих факторов на результат определения тока в проводнике в виде нестабильности взаимного положения проводников и преобразователей напряженность магнитного поля в электрический сигнал.Determination of the threshold level of the presence of current in the drug allows you to reduce the influence of destabilizing factors on the result of determining the current in the conductor in the form of instability of the mutual position of the conductors and converters the magnetic field into an electric signal.

Последовательным применением алгоритма, состоящего из определения местоположения бесконтактного способа индикации тока, калибровки порогового уровня, соответствующего наличию тока в проводнике и определения наличия токов в проводниках между стимулируемыми JTAG ячейками трех рядом расположенных микросхем с последующим расчетом контрольных чисел и их сравнении с эталонными значениями к каждой микросхеме, подключенной к первой и второй ЛС, определяют наличие или отсутствие дефектов короткого замыкания выводов для каждой тестируемой микросхемы первой и второй ЛС.The consistent application of the algorithm, consisting of locating a non-contact current indication method, calibrating the threshold level corresponding to the presence of current in the conductor and determining the presence of currents in the conductors between JTAG-stimulated cells of three adjacent circuits, followed by calculation of control numbers and their comparison with reference values for each microcircuit connected to the first and second drugs, determine the presence or absence of short-circuit defects of the terminals for each tested m kroskhemy first and second drugs.

Последовательным применением алгоритма локализации дефектов короткого замыкания выводов всех микросхем, подключенных к первой и второй линиям связи информационной шины, определяют наличие или отсутствие дефекта короткого замыкания между выводами всех микросхем, подключенных ко всем линиям связи информационной шины, между которыми предварительно были выявлены дефекты короткого замыкания.The successive application of the algorithm for the localization of short circuit defects of the terminals of all microcircuits connected to the first and second communication lines of the information bus determines the presence or absence of a short circuit defect between the terminals of all microcircuits connected to all communication lines of the information bus between which short circuit defects were previously detected.

Для реализации предлагаемого способа локализации дефектов короткого замыкания выводов микросхем с JTAG интерфейсом в известное устройство (Патент № US 20080215942 A1, United States, 2008 г.) содержащее (Фиг. 5): персональный компьютер 1 (ПК), с установленным программным обеспечением 2, включающим: диагностические модели компонент (BSDL файлы); файл межкомпонентных связей (net-list), программу формирования и анализа тестовых наборов (Test software), встроенные скрипты пользователя (scripts), подключенный через JTAG контроллер 3 к JTAG интерфейсу 4 тестируемого электронного модуля 5 с информационной шиной 6, с целью определения наличия токов в проводниках линий связи информационной шины 6, введен бесконтактный датчик тока 7 (Фиг. 5). Бесконтактный датчик тока (БДТ) 7 связан посредством магнитного поля Н с током I, протекающим в проводниках линий связи информационной шины 6. Для синхронизации всех операций выполнения алгоритма локализации дефектов КЗ бесконтактный датчик тока 7 связан с персональным компьютером 1 интерфейсом JTAG 4 через контроллер JTAG интерфейса 3.To implement the proposed method for the localization of short circuit defects of the terminals of microcircuits with a JTAG interface into a known device (Patent No. US 20080215942 A1, United States, 2008) containing (Fig. 5): personal computer 1 (PC), with installed software 2, including: diagnostic component models (BSDL files); inter-component communications file (net-list), test suite generation and analysis program (Test software), built-in user scripts (scripts), connected via JTAG controller 3 to JTAG interface 4 of the tested electronic module 5 with information bus 6, in order to determine the presence of currents in the conductors of the communication lines of the information bus 6, a non-contact current sensor 7 is introduced (Fig. 5). The contactless current sensor (BDT) 7 is connected via a magnetic field H to the current I flowing in the conductors of the information bus 6. The contactless current sensor 7 is connected to the personal computer 1 via the JTAG 4 interface via the JTAG interface controller 3.

Бесконтактный датчик тока 7 устройства локализации дефектов КЗ между выводами JTAG микросхем (Фиг. 5) выполнен в виде (Фиг. 6): преобразователя магнитного поля в электрический сигнал 8, неинвертирующего 9 и инвертирующего 10 усилителей напряжения; первого 11 и второго 12 диодов, электронного ключа 13, нагрузочного сопротивления R3, схемы выборки и хранения (СВХ) 14, делителя напряжения 15 на резисторах R1 и R2, компаратора напряжения 16, микросхемы с JTAG интерфейсом 17 и кнопки активации работы устройства 18.The non-contact current sensor 7 of the fault location device between the terminals of the JTAG microcircuits (Fig. 5) is made in the form (Fig. 6): a magnetic field transducer into an electric signal 8, non-inverting 9 and inverting 10 voltage amplifiers; the first 11 and second 12 diodes, an electronic switch 13, a load resistance R3, a sampling and storage circuit (TSW) 14, a voltage divider 15 on resistors R1 and R2, a voltage comparator 16, a chip with a JTAG interface 17, and an activation button for the device 18.

Преобразователь магнитного поля в электрический сигнал 8 выполнен на основе одного из физических эффектов: индукционного, эффекта Холла, магниторезистивного или гигантского магниторезистивного эффекта Giant Magneto-Resistive (GMR) (Бараночников М.Л. Микромагнитоэлектроника. Т. 1. - М: ДМК Пресс, 2001. - 544 с. ил.).The magnetic field to electric signal converter 8 is based on one of the physical effects: induction, Hall effect, magnetoresistive or giant magnetoresistive effect Giant Magneto-Resistive (GMR) (Baranochnikov ML Micromagnetoelectronics. T. 1. - M: DMK Press, 2001 .-- 544 pp. Ill.).

Выход преобразователя 8 подключен к входам неинвертирующего 9 и инвертирующего 10 усилителей. Выходы неинвертирующего усилителя 9 через первый диод 11 и выход инвертирующего усилителя 10 через второй диод 12 подключены к нагрузочному сопротивлению R3, к входу электронного ключа 13 и второму входу (вх2) компаратора напряжений 16. Выход электронного ключа 13 соединен с входом аналоговой памяти - схемой выборки и хранения (СВХ) 14, выход которой подключен к резистивному делителю напряжения 15 на сопротивлениях R1 и R2. Средняя точка делителя напряжений 15 подключена к первому входу (вх1) компаратора напряжений 16. Кнопка активации работы устройства 18 подключена одним выводом к шине земля, другим выводом через резистор R4 к источнику положительного напряжения и к JTAG ячейке «е» микросхемы 17. Входы управления электронного ключа 13, схемы выборки и хранения 14 и выход компаратора напряжения 16 подключены к соответствующим JTAG ячейкам «d», «с», «b» и «а» микросхемы 17. JTAG интерфейс микросхемы 17 соединен с JTAG интерфейсом 4 всего устройства (Фиг 5).The output of the converter 8 is connected to the inputs of a non-inverting 9 and inverting 10 amplifiers. The outputs of the non-inverting amplifier 9 through the first diode 11 and the output of the inverting amplifier 10 through the second diode 12 are connected to the load resistance R3, to the input of the electronic key 13 and the second input (input 2) of the voltage comparator 16. The output of the electronic key 13 is connected to the input of the analog memory - sample circuit and storage (TSW) 14, the output of which is connected to a resistive voltage divider 15 at resistances R1 and R2. The midpoint of the voltage divider 15 is connected to the first input (input 1) of the voltage comparator 16. The activation button of the device 18 is connected with one terminal to the ground bus, the other terminal through the resistor R4 to the positive voltage source and to the JTAG cell "e" of the microcircuit 17. Electronic control inputs the key 13, the sampling and storage circuits 14 and the output of the voltage comparator 16 are connected to the corresponding JTAG cells "d", "c", "b" and "a" of the microcircuit 17. The JTAG interface of the microcircuit 17 is connected to the JTAG interface 4 of the entire device (Fig 5 )

Использование инвертирующего усилителя 10, первого 11 и второго 12 диодов позволяет сделать схему БДТ нечувствительной к направлению тока в проводе ЛС, то есть не учитывать знаки токов (таблицы №№1-4) в формулах (2), (4), (5) для расчета соответствующих контрольных чисел.Using an inverting amplifier 10, the first 11, and the second 12 diodes makes it possible to make the BDT circuit insensitive to the direction of the current in the drug wire, that is, to ignore the signs of currents (tables No. 1-4) in formulas (2), (4), (5) to calculate the corresponding control numbers.

Номинал нагрузочного сопротивления R3 выбран равным номиналу сопротивления R2. В этом случае, при отсутствии тока в проводе ЛС напряжения на резисторах R2 и R3 равны нулю и выходное напряжение компаратора 16 принимает значений логического нуля, соответствующего отсутствию тока в проводнике первой ЛС.The load resistance value R3 is chosen equal to the resistance value R2. In this case, in the absence of current in the LAN wire, the voltage across resistors R2 and R3 is equal to zero and the output voltage of the comparator 16 takes a logical zero value corresponding to the absence of current in the conductor of the first LAN.

Циклами работ БДТ 7 через JTAG интерфейс 4 устройства управляет программа пользователя «script» (Фиг. 3), интегрированная в программный пакет 2 управляющего компьютера 1. Это позволяет синхронизировать процессы стимуляции JTAG ячеек тестируемых микросхем электронного модуля 5 и работу бесконтактного датчика тока 7 (Фиг. 5).The operation cycles of the BDT 7 through the JTAG interface 4 of the device are controlled by the user program “script” (Fig. 3), integrated into the software package 2 of the control computer 1. This allows you to synchronize the JTAG stimulation processes of the cells of the tested chips of the electronic module 5 and the operation of the non-contact current sensor 7 (Fig. . 5).

Бесконтактный датчик тока 7 (Фиг. 6) работает следующим образом.Contactless current sensor 7 (Fig. 6) works as follows.

В исходном состоянии кнопка активации работы устройства 18 разомкнута и JTAG ячейкой «е» микросхемы 17 считывается логическая «1», которая переводит ПК 1 устройства в режим ожидания. В этом режиме БДТ 7 устанавливается на выбранный участок первой ЛС между двух ИМС. Выходное напряжение компаратора напряжений 16 вследствие отсутствия стимуляции JTAG ячеек и токов в проводниках первой ЛС соответствует логическому «0».In the initial state, the activation button of the device 18 is open and the JTAG cell “e” of the microcircuit 17 reads logical “1”, which puts the PC 1 of the device into standby mode. In this mode, the BDT 7 is installed on a selected section of the first LAN between two ICs. The output voltage of the voltage comparator 16 due to the lack of stimulation of JTAG cells and currents in the conductors of the first LAN corresponds to a logical "0".

При замыкании кнопки 18 JTAG ячейка «е» микросхемы 17 считывает значение логического «0» в ПК 1, и активирует работу программы локализации дефекта КЗ «script».When the JTAG button 18 closes, the cell “e” of the microcircuit 17 reads the value of the logical “0” in PC 1, and activates the operation of the fault defect localization program “script”.

В режиме «Идентификация местоположения и калибровка порогового уровня БДТ» сигналами JTAG ячеек «d» и «с» микросхемы 17 (Фиг. 6) выполняется размыкание электронного ключа 13 и обнуление выходного напряжения СВХ 14. При этом выполняется программа «script», которая последовательно формирует пары логических сигналов «1» и «0» для всех JTAG ячеек, подключенных к первой ЛС (Фиг. 2).In the mode "Location identification and calibration of the threshold level of BDT" signals JTAG cells "d" and "c" of the chip 17 (Fig. 6) is the opening of the electronic key 13 and zeroing the output voltage of the TSW 14. In this case, the program is run "script", which sequentially generates pairs of logical signals "1" and "0" for all JTAG cells connected to the first LAN (Fig. 2).

При стимуляции очередной пары JTAG ячеек, между микросхемами которых установлен БДТ (например, между ИМС(i) и ИМС(i+1) - Фиг. 2), на выходе преобразователя магнитного поля в электрический сигнал 8, на выходе неинвертирующего усилителя 9 и на входе 2 компаратора напряжений 16 появится напряжение положительной полярности, соответствующее положительному направлению тока от JTAG ячейки Ci,1 к ячейке Ci+1,1 (Фиг. 2). Так как напряжение на входе 1 компаратора 16 равно нулю, его выходное напряжение примет значение логической «1», которое будет считано через JTAG ячейку «а» микросхемы 17 в ПК 1.When stimulating the next pair of JTAG cells between the microcircuits of which the BDT is installed (for example, between the IC (i) and the IC (i + 1) - Fig. 2), at the output of the magnetic field to electric signal 8 converter, at the output of the non-inverting amplifier 9 and input 2 of the voltage comparator 16 appears a voltage of positive polarity corresponding to the positive direction of the current from the JTAG cell C i, 1 to the cell C i + 1,1 (Fig. 2). Since the voltage at input 1 of the comparator 16 is zero, its output voltage will take a logical value of “1”, which will be read through JTAG cell “a” of the microcircuit 17 in PC 1.

Таким образом, по совпадению моментов времени появления логической «1» на выходе компаратора 16 и номерам стимулируемых в данный момент времени JTAG ячеек определяется точное местоположение БДТ 7 между микросхемами, подключенными к первой ЛС.Thus, by the coincidence of the time of occurrence of the logical “1” at the output of the comparator 16 and the numbers of the JTAG cells currently stimulated, the exact location of the BDT 7 between the microcircuits connected to the first LAN is determined.

При считывании сигнала логической «1» на выходе компаратора 16 программой «script» в JTAG ячейке «d» микросхемы 17 формируется сигнал замыкания ключа 13, а в ячейке «b» - сигнал записи напряжения с выхода неинвертирующего усилителя 9 в аналоговую память - СВХ 14. Напряжение UCBX на выходе СВХ 14 (Фиг. 6) при этом пропорционально максимальному току IMAX в проводнике первой ЛС в соответствие с (7). Делитель напряжения 15 формирует на резисторе R2 пороговое напряжение U1=0,25*UCBX в соответствие с условиями (3) и (6). Пороговое напряжение U1, будет удерживаться СВХ 14 в течение всего цикла формирования тестовых наборов для определения наличия или отсутствия токов в проводнике первой ЛС в режиме локализации дефектов КЗ. Таким образом, осуществляется калибровка порогового уровня U1 БДТ 7.When the logical signal “1” is read out at the output of the comparator 16 by the script program in the JTAG cell “d” of the microcircuit 17, the key 13 closure signal is generated, and in the cell “b” - the voltage recording signal from the output of the non-inverting amplifier 9 to the analog memory - TSW 14 The voltage U CBX at the output of the TSW 14 (Fig. 6) is proportional to the maximum current I MAX in the conductor of the first LAN in accordance with (7). The voltage divider 15 generates a threshold voltage U 1 = 0.25 * U CBX on the resistor R2 in accordance with conditions (3) and (6). The threshold voltage U 1 will be maintained by the TSW 14 during the entire cycle of formation of test sets to determine the presence or absence of currents in the conductor of the first LAN in the mode of fault defect localization. Thus, the calibration of the threshold level U 1 BDT 7.

В режиме «Локализация дефектов КЗ» сигналом с JTAG ячейки «d» размыкается электронный ключ 13 и программой «script» на ПК 1 выполняется последовательная генерация тестовых наборов для JTAG ячеек (согласно таблицам №№1-4) в выбранных трех рядом находящихся ИМС, подключенных к первой ЛС (Фиг. 2). Для положительного направления тока от ИМС(i) к ИМС(i+1) положительное напряжение формируется на выходе неинвертирующего усилителя 9. Для обратного направления тока положительное напряжение формируется на выходе инвертирующего усилителя 10. Отрицательные напряжения на выходах усилителей 9 и 10 отсекаются соответствующими диодами 11 и 12. Таким образом, в режиме локализации дефектов КЗ на второй вход (вх2) компаратора напряжения 16 подается только положительное напряжение, независимо от направления тока в проводнике первой ЛС. Если напряжение на втором входе (вх.2) компаратора напряжений 16 будет больше опорного напряжения U1 на его первом входе (вх.1), то на выходе компаратора 16 формируется напряжение логической «1», соответствующее наличию тока в контролируемом проводнике, если меньше, на выходе компаратора 16 формируется напряжение логического «0», соответствующее отсутствию тока в контролируемом проводнике. Выходные напряжения компаратора 16 считываются через JTAG ячейку «а» микросхемы 17 в ПК 1 и используются программой «script» для расчета контрольных чисел K, KЛГ и KПГ (таблицы №№1-4) по формулам (2), (4) и (5).In the “Local fault defects localization” mode, the electronic key 13 is opened with the JTAG signal from cell “d” and the script program on PC 1 sequentially generates test sets for JTAG cells (according to tables Nos. 1–4) in the selected three adjacent ICs, connected to the first LAN (Fig. 2). For the positive direction of the current from the IC (i) to the IC (i + 1), a positive voltage is generated at the output of the non-inverting amplifier 9. For the reverse direction of the current, a positive voltage is generated at the output of the inverting amplifier 10. Negative voltages at the outputs of the amplifiers 9 and 10 are cut off by the corresponding diodes 11 and 12. Thus, in the short-circuit fault localization mode, only a positive voltage is supplied to the second input (input 2) of the voltage comparator 16, regardless of the direction of the current in the conductor of the first LAN. If the voltage at the second input (input 2) of the voltage comparator 16 will be greater than the reference voltage U 1 at its first input (input 1), then a logical “1” voltage corresponding to the presence of current in the controlled conductor is generated at the output of the comparator 16, if less , at the output of the comparator 16 a logical “0” voltage is generated, corresponding to the absence of current in the monitored conductor. The output voltages of the comparator 16 are read through JTAG cell "a" of the microcircuit 17 in PC 1 and are used by the script program to calculate the control numbers K, K LG and K PG (tables No. 1-4) according to formulas (2), (4) and (5).

Для микросхемы ИМС(1) (Фиг. 2) электронного модуля 4 (Фиг. 5), расположенной на левой границе ЛС расчет контрольного числа KЛГ выполняется только для положения БДТ 7 между ИМС(1) и ИМС(2). Равенство контрольного числа KЛГ эталонному значению 1260 указывает на наличие дефекта КЗ меду выводами ИМС(1).For the IC chip (1) (Fig. 2) of the electronic module 4 (Fig. 5), located on the left border of the drug, the calculation of the control number K LG is performed only for the position of the BDT 7 between the IC (1) and the IC (2). The equality of the control number K LH to a reference value of 1260 indicates the presence of a short-circuit defect between the terminals of the IMS (1).

Для микросхемы ИМС(n) (Фиг. 2) электронного модуля 4 (Фиг. 5), расположенной на правой границе ЛС расчет контрольного числа KПГ выполняется только для положения БДТ 7 между ИМС(n-1) и ИМС(n) по формуле (4). Равенство контрольного числа KПГ эталонному значению 5040 указывает на наличие дефекта КЗ меду выводами ИМС(n).For the IC chip (n) (Fig. 2) of the electronic module 4 (Fig. 5) located on the right border of the drug, the calculation of the control number K of the steam generator is performed only for the position of the BDT 7 between the IC (n-1) and the IC (n) according to the formula (four). The equality of the control number K of the GHG to the reference value of 5040 indicates the presence of a short-circuit defect between the terminals of the IC (n).

Для микросхем ИМС(2) -ИМС(n-1) (Фиг. 2) электронного модуля 4 (Фиг. 5) расчет контрольного числа K выполняется для двух положений БДТ 7: между ИМС(i-1)/ИМС(i) и между ИМС(i)ИМС(i+1) по формуле (2). Равенство контрольного числа K эталонному значению 945 указывает на наличие дефекта КЗ меду выводами ИМС(i).For ICs (2) -IMC (n-1) (Fig. 2) of the electronic module 4 (Fig. 5), the control number K is calculated for two positions of the BDT 7: between the IC (i-1) / IC (i) and between IMS (i) IMS (i + 1) according to the formula (2). The equality of the control number K to the reference value of 945 indicates the presence of a short-circuit defect between the terminals of the IC (i).

При последующих изменениях положения БДТ 7 между микросхемами ЛС кнопка 18 размыкается и выполнение программы «script» останавливается.With subsequent changes in the position of the BDT 7 between the LS microcircuits, the button 18 opens and the execution of the script program stops.

После диагностики всех микросхем, подключенных к выбранной паре ЛС, тестируют все микросхемы, подключенные к остальным парам ЛС информационной шины, между которыми предварительно методом ГС выявлены дефекты короткого замыкания.After diagnosing all the microcircuits connected to the selected pair of drugs, test all the microcircuits connected to the remaining pairs of drugs on the information bus, between which short circuit defects were previously detected by the HS method.

1. Использование предлагаемого способа контроля дефектов короткого замыкания между выводами JTAG микросхем и устройства для его реализации в виде совокупности отличительных признаков относительно известного способа (Патент №US 20080215942 A1, United States, 2008 г.) позволяет: осуществить локализацию дефектов короткого замыкания между физически недоступными выводами любого количества микросхем, подключенных к линиям связи информационных шин, полностью автоматизировать процесс локализации дефектов КЗ и обеспечить его высокую достоверность, что позволит существенно снизить затраты при производстве дорогостоящих высокоинтегрированных модулей современной электроники.1. The use of the proposed method for monitoring short-circuit defects between the terminals of JTAG microcircuits and devices for its implementation in the form of a set of distinctive features with respect to the known method (Patent No. US 20080215942 A1, United States, 2008) allows you to: localize short-circuit defects between physically inaccessible with the outputs of any number of microcircuits connected to communication lines of information buses, fully automate the process of localizing fault defects and ensure its high reliability, which allows IT significantly reduce costs in the production of highly expensive units of modern electronics.

Claims (5)

1. Способ локализации дефектов короткого замыкания выводов микросхем с JTAG интерфейсом, подключенных к информационной шине, заключающийся в формировании тестовых сигналов на выходе одной JTAG ячейки, подключенной через вывод микросхемы к линии связи, приеме тестовых сигналов другой JTAG ячейкой, подключенной через вывод микросхемы к другой линии связи и по отличию принятого тестового сигнала от переданного определяют наличие дефекта короткого замыкания между выводами микросхем, отличающийся тем, что все JTAG ячейки микросхем, подключенные к линиям связи информационный шины, между которыми предварительно выявлены дефекты короткого замыкания, отключают, переводом в высокоимпендансное состояние (Z), произвольно выбирают первую и вторую линию связи информационной шины с предварительно выявленным дефектом короткого замыкания, произвольно выбирают три рядом расположенные микросхемы, выводы которых подключены к первой и второй линиям связи, JTAG ячейку средней из трех микросхем, подключенную ко второй линии связи устанавливают в состояние логического нуля; JTAG ячейки выбранных трех микросхем, подключенных к первой линии связи стимулируют тест-наборами (логической единицей) следующего вида: ZZ1; Z1Z; Z11; 1ZZ; 1Z1; 11Z; 111, далее определяют наличие или отсутствие токов в двух проводниках первой линии связи между тремя выбранными микросхемами; рассчитывают контрольное число в виде суммы произведений номеров тестовых наборов (от 1 до 7) для ненулевых значений токов двух проводников первой линии связи и определяют наличие дефекта короткого замыкания между выводами средней из трех выбранных микросхем при условии равенства полученного контрольного числа одному их трех эталонных значений.1. A method for localizing short circuit defects in the terminals of microcircuits with a JTAG interface connected to the information bus, which consists in generating test signals at the output of one JTAG cell connected through the output of the microcircuit to the communication line, receiving test signals by another JTAG cell connected through the output of the microcircuit to another communication lines and by the difference between the received test signal from the transmitted one, determine the presence of a short circuit defect between the terminals of the microcircuits, characterized in that all JTAG cells of the microcircuits connected to to the communication lines of the information bus, between which short-circuit defects were previously detected, they are turned off by transferring to the high-impedance state (Z), the first and second communication lines of the information bus with the previously detected short-circuit defect are randomly selected, three microcircuits are located at random, the terminals of which are connected to the first and second communication lines, a JTAG cell of the middle of the three microcircuits connected to the second communication line is set to a logical zero state; JTAG cells of the selected three microcircuits connected to the first communication line are stimulated with test sets (logical unit) of the following form: ZZ1; Z1Z; Z11; 1ZZ; 1Z1; 11Z; 111, then determine the presence or absence of currents in two conductors of the first communication line between the three selected microcircuits; calculate the control number as the sum of the products of the numbers of test sets (from 1 to 7) for non-zero current values of the two conductors of the first communication line and determine the presence of a short circuit defect between the terminals of the middle of the three selected circuits, provided that the obtained control number is equal to one of their three reference values. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют предварительную идентификацию места определения тока на первой линии связи, выбор порогового уровня тока, соответствующего наличию тока в проводнике, путем последовательного попарного формирования сигналов высокого и низкого уровней JTAG ячеек в каждой из двух соседних микросхем, подключенных к первой линии связи при отключенных всех других, переведенных в высокоимпендансное состояние (Z), JTAG ячеек микросхем, присоединенных к первой и второй линиям связи.2. The method according to p. 1, characterized in that they carry out preliminary identification of the location of the current on the first communication line, the choice of the threshold current level corresponding to the presence of current in the conductor by sequential pairwise generation of signals of high and low levels of JTAG cells in each of two adjacent microcircuits connected to the first communication line with all other switched off, transferred to the high-impedance state (Z), JTAG cells of microcircuits connected to the first and second communication lines. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что последовательным применением указанного алгоритма локализации дефекта короткого замыкания между выводами одной микросхемы определяют наличие или отсутствие дефекта короткого замыкания между выводами всех микросхем, подключенных к первой и второй линиям связи информационной шины.3. The method according to p. 1, characterized in that the sequential application of the specified algorithm for localizing a short circuit defect between the terminals of one microcircuit determines the presence or absence of a short circuit defect between the terminals of all microcircuits connected to the first and second communication lines of the information bus. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что последовательным применением указанного алгоритма локализации дефекта короткого замыкания между выводами всех микросхем первой и второй линий связи определяют наличие или отсутствие дефекта короткого замыкания между выводами всех микросхем, подключенных ко всем линиям связи информационной шины, между которыми предварительно были выявлены дефекты короткого замыкания.4. The method according to p. 1, characterized in that the sequential application of the specified algorithm for localizing a short circuit defect between the terminals of all microcircuits of the first and second communication lines determines the presence or absence of a short circuit defect between the terminals of all microcircuits connected to all communication lines of the information bus, between which previously identified short circuit defects. 5. Устройство, реализующее способ, содержащее персональный компьютер с установленным программным обеспечением, включающим: диагностические модели компонент (BSDL файлы); файл межкомпонентных связей (net-list), программу формирования и анализа тестовых наборов, встроенные скрипты пользователя (scripts), подключенный через JTAG контроллер к JTAG интерфейсу тестируемого электронного модуля, отличающееся тем, что в него введен бесконтактный датчик тока, связанный посредством магнитного поля с проводниками линий связи и содержащий преобразователь магнитного поля в электрический сигнал, неинвертирующий и инвертирующий усилители, первый и второй диоды, сопротивление нагрузки, электронный ключ, схему выборки и хранения, резистивный делитель напряжения, компаратор напряжений, микросхему с JTAG интерфейсом и кнопку активации работы устройства при этом выход преобразователя магнитного поля в электрический сигнал параллельно подключен к входам усилителей, выход неинвертирующего усилителя через первый диод и выход инвертирующего усилителя через второй диод подключены к нагрузочному сопротивлению R3, к входу электронного ключа и к второму входу (вх2) компаратора напряжений, выход электронного ключа соединен с входом схемы выборки и хранения, выход которой подключен к резистивному делителю напряжения на сопротивлениях R1 и R2, средняя точка делителя напряжений соединена с первым входом (вх1) компаратора напряжений; управляющие входы электронного ключа, схемы выборки и хранения, кнопка активации устройства и выход компаратора напряжений присоединены к соответствующим JTAG ячейкам микросхемы, подключенной к JTAG интерфейсу устройства.5. A device that implements a method comprising a personal computer with installed software, including: diagnostic component models (BSDL files); inter-component communication file (net-list), a program for generating and analyzing test sets, built-in user scripts (scripts), connected via the JTAG controller to the JTAG interface of the tested electronic module, characterized in that a non-contact current sensor connected via a magnetic field to conductors of communication lines and containing a magnetic field to electric signal converter, non-inverting and inverting amplifiers, first and second diodes, load resistance, electronic switch, sampling and storage circuit, a resistive voltage divider, a voltage comparator, a chip with a JTAG interface and a device activation button, while the output of the magnetic field to electric signal converter is connected in parallel to the amplifier inputs, the output of the non-inverting amplifier through the first diode and the output of the inverting amplifier through the second diode are connected to the load resistance R3, to the input of the electronic key and to the second input (input 2) of the voltage comparator, the output of the electronic key is connected to the input of the sampling and storage circuit, the output of which is connected to a resistive voltage divider at the resistances R1 and R2, the middle point of the voltage divider is connected to the first input (input 1) of the voltage comparator; control inputs of the electronic key, sampling and storage circuits, the device activation button and the voltage comparator output are connected to the corresponding JTAG cells of the microcircuit connected to the device's JTAG interface.
RU2018147591A 2018-12-28 2018-12-28 Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation RU2703493C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147591A RU2703493C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147591A RU2703493C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703493C1 true RU2703493C1 (en) 2019-10-17

Family

ID=68280389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147591A RU2703493C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703493C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182711C2 (en) * 1995-12-08 2002-05-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Test of jtag paths for transmission of discrete data with use of separable printed circuit boards carrying jtag logic circuits
WO2002042949A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-30 Wind River Systems, Inc. Multiple device scan chain emulation/debugging
RU2191396C2 (en) * 1995-12-19 2002-10-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Testing high-impedance mode for jtag
US20080215942A1 (en) * 2003-10-31 2008-09-04 Dominic Plunkett Testing of integrated circuits using boundary scan
US20170115346A1 (en) * 2015-10-27 2017-04-27 Nvidia Corporation Scan system interface (ssi) module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182711C2 (en) * 1995-12-08 2002-05-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Test of jtag paths for transmission of discrete data with use of separable printed circuit boards carrying jtag logic circuits
RU2191396C2 (en) * 1995-12-19 2002-10-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Testing high-impedance mode for jtag
WO2002042949A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-30 Wind River Systems, Inc. Multiple device scan chain emulation/debugging
US20080215942A1 (en) * 2003-10-31 2008-09-04 Dominic Plunkett Testing of integrated circuits using boundary scan
US20170115346A1 (en) * 2015-10-27 2017-04-27 Nvidia Corporation Scan system interface (ssi) module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5254942A (en) Single chip IC tester architecture
US7036062B2 (en) Single board DFT integrated circuit tester
KR101489542B1 (en) Emulating behavior of a legacy test system
CA2245549C (en) Assembly and method for testing integrated circuit devices
NL1037457C2 (en) A method of and an arrangement for testing connections on a printed circuit board.
TWI746563B (en) Test system, test equipment and test method
EP0714032B1 (en) Manufacturing defect analyzer
WO2001079863A2 (en) Method and apparatus for testing signal paths between an integrated circuit wafer and a wafer tester
US6025708A (en) System for verifying signal voltage level accuracy on a digital testing device
US6724209B1 (en) Method for testing signal paths between an integrated circuit wafer and a wafer tester
EP3290934B1 (en) Scan circuitry with iddq verification
RU2703493C1 (en) Method of localization of short-circuit faults of outputs of microcircuit chips jtag by interface and device for its implementation
Maidon et al. Diagnosis of multifaults in analogue circuits using multilayer perceptrons
US7023366B1 (en) Using a parametric measurement unit for converter testing
Ogg et al. Multiple fault diagnosis in analogue circuits using time domain response features and multilayer perceptrons
KR20070086393A (en) Pin electronics with high voltage function
Hess et al. Modeling of test structures for efficient online defect monitoring using a digital tester
EP0294449A1 (en) Computer-aided probe with tri-state circuitry test capability
NL2006759C2 (en) A method of and an arrangement for automatically measuring electric connections of electronic circuit arrangements mounted on printed circuit boards.
JPS5883282A (en) Method and device for testing electronic assembly
WO2018089124A1 (en) Protection circuit
Schrift Digital bus faults measuring techniques
van de Lagemaat Testing multiple power connections with boundary scan
Newman et al. A low-cost massively-parallel interconnect test method for MCM substrates
Collins Extensions to the IEEE 1149. 1 boundary-scan standard

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201229