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边界扫描测试技术在物联网和工业4.0大环境下的发展机遇

当今,云计算、大数据、人工智能等新技术的应用催生出了更多的业务形态,市场需求也因此发生了变化。随着传统企业以及现代化企业数字化转型进程的推进,用户对于云服务的需求也在逐年递增,加速了云服务器的采购,也推动了云服务商在数据中心方面的建设和投资。最近研究机构SynergyResearch发现,2017年实际上是全球新的超大规模数据中心的一个“爆发年”,全球范围内的超大规模数据中心已经超过390个,比一年前的300个增加了一大批。中国的腾讯和百度今年也建立了超大规模的数据中心。按照目前的速度,到2019年底全球超大规模数据中心的数量有望突破500个。美国市场规模最大,中国增长潜力最强且增速远高于国际水平。数据中心已经成为互联网业务发展的重要支撑。在云计算、大数据和人工智能时代,一切运行的基础都源于计算,其核心设备就是服务器,相当于人的大脑。由此服务器市场得到了良好的发展,增长势头强劲。

服务器市场中,持续增加的产量要求、缩短产品上市时间要求、更严格的质量要求,在面对产品复杂度日益增加的情况下,面临着巨大的挑战。芯片技术在小型化、速度和复杂性方面的发展也在几何级别上升。多核芯片, 新型复杂封装和3D  ICs使得设计、测试、验证和调试过程更加复杂。传统的测试方式,如功能测试和ICT(in-circuittest)正在失去效力。历史上,测试电子系统的最直接的方法是功能测试,然而其始终存在着测试效率低,无法精准定位工艺缺陷的问题。而ICT测试在物理访问丢失、细间距部件、主板密度增大和高速信号等因素下,成本正在显著增加,而测试有效性在逐渐降低。一种新的测试技术正在广泛应用在目前的服务器生产测试中,联合测试行为组织(JointTestActionGroup)简称JTAG定义这种新的测试方法即边界扫描测试。边界扫描测试是克服传统测试限制的巧妙方法,已被公认为测试的必要环节和未来趋势。

边界扫描测试是一种基于软件的测试解决方案,硬件干预非常少。其优点包括 :一个是方便芯片的故障定位,迅速准确地测试两个芯片管脚的连接是否可靠,提高测试检验效率;另一个是,具有 JTAG接口的芯片,内置一些预先定义好的功能模式,通过边界扫描通道来使芯片处于某个特定的功能模式,以提高系统控制的灵活性和方便系统设计。现在,所有复杂的 IC 芯片几乎都具有JTAG控制接口,JTAG控制逻辑简单方便,易于实现。

于IEEE1149.1/1149.5/6的标准,在JTAG原理基础上,英业达公司研发了一整套针对研发/生产/测试的边界 扫描测边界扫描测试技术在物联网和工业4.0大环境下的发展机遇刘冰—英业达公司www.emasia-china.com | 2018年3-4月 44asia Special Report  特别报道试工具(Boundary Scan Tools)。支持电路板多种I/O 插槽的测试(DIMM/PCIE/SAS/SATA/USB/RJ45/VGA/HDMI/DP/M.2/SD),覆盖CPU<->DIMM,CPU<->CPU,DIMM<->DIMM,CPU<->PCIE slot, PCH<->PCIE/USB/SATA slot等,支持1CPU,2CPU,4CPU多架构服务器主板测试,具备兼容IEEE1149.1/1149.6的I/O测试功能,涵盖GND和Power信号检测。引脚级的错误定位和报告,并直接指明错误原因。在服务器生产测试中得到了非常广泛的应用,为主流服务器做测试把关。

其应用方式为单独一个站位,位于ICT和FCT测试之间。旨在对ICT进行必要补充,以其高覆盖率降低ICT治具成本,提升测试稳定性和可靠性。大幅缩减FCT测试时间,降低测试成本。

边界扫描的应用价值正在逐渐提升,体现在几个方面:

1、精准的错误定位和报告:引脚级错误定位,可直接查明错误原因(open or short)

2、超高的测试覆盖率:以DIMMDDR4为例,在每个slot的288个pin上,可覆盖287个pin的开短路,IO、Power、GND等信号均可测试。在PCIEslot测试方面覆盖率也可大于95%,SATA、USB等更是达到100%的测试覆盖。

3、超短的测试时间:从主板上电到整个主板测试完成,仅需要1-2分钟,大大的节省测试时间和成本,转化为实实在在的商业价值。

4、更低的成本:在边界扫描测试成为标准的测试站位之后,后站Functional Test的测试成本大大降低,FPY有了明显提升。前站ICT可参考边界扫描所覆盖的范围后,去掉已经覆盖的部分,减少探针,节省成本并增加测试可靠性和稳定性。

5、快速的设计、开发和实施:边界扫描测试仪身材小巧,仅需市电,不仅适用于研发人员在办公室快速验证原型机、小批量试产时快速检测、大规模生产时单独作为测试站,还能帮助维修人员精确定位故障IC至引脚级别提高维修效率。且边界扫描测试程序开发简单,无需掌握ICT知识。

边界扫描测试技术,凭借自身特点,已经成为当今最主流测试方法之一。在电路板接入减少的情况下,测试解决方案已经从硬件转向基于软件的策略,边界扫描所提供的测试范围将会远远高于其他所有的电气技术,被誉为测试的未来。现今,边界扫描技术已应用在计算机和服务器电路板测试、网络通信电路板测试、航空航天和国防、汽车电子测试、工业电子测试、医疗器械测试等领域,持续发挥着价值。

技术发展正在改变我们的生活,我们的出行方式、购物方式、以及我们与周围世界的沟通方式。同时也改变着商业模式的方方面面。整个市场可以因为一项创新而消失。今天,只有加速创新,并提升创新技术的能力才能继续保持竞争优势。

 

2018年EM Award创新奖

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