在线测试仪的针床和IEEE 1149.1测试接入口提供的两种接入方式，哪一种将在电路板结构测试中占支配地位呢？ 

　　在利用电子手段检测PCB（印制电路板）的结构缺陷方面，在线测试(ICT)系统一直处于领先地位。ICT系统用针床夹具同时连接多达7000个左右电路节点。但是，随 多层电路板和球栅阵列(BGA)封装的广泛应用，电路通路不再是安装有双列直插式封装(DIP)和分立元件的单面PCB时代了。为了弥补连接电测试点的物理通路的不足，边界扫描应运而生，它能连接夹具探针不能连接的节点。此外，即使在有通路时，边界扫描也是一种无夹具的测试方法。
　　边界扫描于1985年被首次提出，并在1990年成为IEEE 1149.1标准。但是它的普及速度一直很慢，因为它需要IC制造商生产与边界扫描规范相兼容的器件。每个器件必须包括按该标准定义的4引脚测试接入口(TAP)、每个引脚用的内部边界扫描存储单元以及相关的内部边界扫描寄存器和其他电路。此外，器件供应商还必须提供描述芯片边界扫描功能的操作方式的边界扫描描述语言(BSDL) 文件。这可能造成芯片复杂性增加而使IC制造商不愿意制造，及芯片成本增加而使顾客不愿意支付。然而，与制造经济实惠的与边界扫描兼容的数字器件相比，PCB测试点通路问题则更加难以克服，因此电路板设计师目前可选择多种多样与边界扫描兼容的器件应用于电路板上。
　　甚至在设计师开始把符合边界扫描的器件用于PCB时，测试工程师也很少能够充分利用边界扫描的功能。JTAG Technologies公司总监Harry Bleeker说，这是因为传统的ATE公司使用这一技术仅仅是为了改善ICT的质量，从而通过针床来提供边界扫描矢量，我们被称之为边界在线测试(BICT) 的技术。
　　BICT的目的是加快测试程序开发的速度。ASSET InterTech的创始人、总裁兼首席执行官Glenn Woppman指出，在20世纪90年代早期，测试工程师为Intel '386微处理器那样的复杂器件开发一种ICT技术可能需要几个星期。对于符合边界扫描的Intel '386来说，测试开发时间可能会缩短到数小时。Woppman说，那时，电路板设计师和ATE供应商都不去努力实现一个基于边界扫描的综合测试，因此设计师没有完成器件到器件的扫描链。
　　ATE供应商把每个符合边界扫描的器件或一组符合和不符合边界扫描的器件看作一个隔离的边界扫描岛。当90% ～100%的测试点可与针床连接时，这样做是行得通的。但是，针床的覆盖范围正在缩小。Woppman估计，一块电路板上的节点大约有50%可通过针床来连接，而且这个数字到2005年将减少到仅为10%。
　　由于接入口有限，设计师正在连接扫描链并通过低成本连接器来获得扫描信号。正是这些连接器，才使低成本的边界扫描测试硬件和软件有可能进行电路板测试，生产这种软硬件的公司有Acculogic公司、ASSET InterTech公司、Corelis公司、Goepel Electronics公司、Intellitech公司和JTAG Technologies公司。

 边界扫描能利用ICT针把测试信号传送到安装在PCB上的器件，如左侧的器件。球栅阵列封装，如右边所示的封装，要求信号通过PCB上的印制线和一个测试接入口连接器来传送（底部）。

一个针床和TAP连接器是如何传送边界扫描测试矢量的。该TAP来自包括：测试数据输入(TDI)、测试模式选择(TMS)、时钟(CLK)和测试数据输出(TDO) 4种信号；有些TAP还包括一个复位信号。这些信号控制边界扫描存储单元（用黄色表示）的状态，每个器件的I/O引脚都分配有一个存储单元。正常操作时，这些存储单元将I/O引脚连接到器件内部电路。
　　建立TMS信号就可使配置成串行移位寄存器的各个存储单元传送测试数据，这种测试数据以每个时钟周期一位的速率经由TDI线和TDO移入和移出器件。多个互连器件的扫描存储单元寄存器组成一个扫描链；安装有边界扫描器件的PCB可能有几个扫描链，也可能一个也没有。
　　如果一块PCB没有扫描链，那就必须用BICT对符合边界扫描的器件进行边界扫描测试。为了用BICT测试图1中的IC1，针床中的针接触每个器件的焊接区（用灰色表示）。在选定测试模式的情况下，驻留在每个器件I/O引脚（蓝色）上的，可用TDI信号 和 TDO信号移入和输出器件的测试数据值，应该等于与相应焊接区连接的针所测量的数据值。这两个数据值不相等表示焊接点不良。
　　然而，BICT不适用于IC2，因为IC2的焊球隐藏在IC2球栅阵列封装之下。不过，你可通过TAP使测试数据信号在IC2的 I/O引脚之间传送--假如你的PCB设计师把TAP信号传送给一个外部连接器（图1中的绿色导线）以完成一个扫描链。在这种情况下，一个边界扫描测试控制器把来自TAP连接器的测试数据移入IC1。九个时钟周期以后，顺序测试数据将开始出现在输出端A上。这种模式应该同时出现在IC2输入端B和其关联的扫描存储单元。外部测试硬件可以验证这种模式，因为该模式将在10个时钟周期后开始出现在TDO上。如果预期的模式没有出现，那么A焊点、B焊点、连接A和B焊点的印制线或两个器件之一的内扫描电路就有缺陷。
　　因此，一块符合边界扫描的电路板似乎为你提供了两种测试方法：要么使用一个价值数千美元的针床夹具以及一个售价好几万美元的ICT ATE系统，要么使用一个价值几百美元的边界扫描控制器插件和一个可能只值几美分的TAP连接器。

　　无明显赢家
　　选用哪种测试方法不如你所想象的那样明确。生产ICT ATE的 Agilent Technologies 公司和 Teradyne公司预测，边界扫描和ICT将长期共存，因为它们在密度日益提高的PCB内部完成的功能是相互补充的。
　　边界扫描系统公司的看法各不相同，有的认为边界扫描测试如果不能代替ICT，就将独立于ICT，有的认为一种"假如你不能战胜他们，就参加到他们中去"，从而预测在边界扫描测试中ICT将起主要作用。后一种看法的例证是：前年秋天Agilent公司和边界扫描供应商ASSET InterTech公司宣告结盟。边界扫描系统制造商Acculogic公司总裁Saeed Taheri说，该公司将为第三方ICT系统开发测试方法，由此取得的收入将占总收入的30 ～ 40%。独立的边界扫描测试的作用体现在Intellitech公司支持的一种方法中，这种方法利用嵌入式测试去完成独立于ICT平台的数字测试。ICT平台将继续提供简单的制造缺陷分析和模拟测试。除了LogicVision公司和松下半导体公司开发的IC以外，模拟电路都不适合于边界扫描测试，尽管IEEE批准了作为最初1149.1数字标准的附加部分的模拟标准。
　　Intellitech公司总裁C.J. Clark详细阐述了本公司的论据："数字测试和逻辑配置时间正在增加，如果一个可用边界扫描测试的PCB的数字测试和配置时间比模拟测试和处理时间还长，则在ICT上进行数字测试就没有意义了"。他解释说，如果包括FPGA，CPLD和闪存配置在内的边界扫描测试需要100s，模拟测试需用5 s，那么一种只有ICT的方法，其测试速率为每105 s测试一块PCB。
　　他说，较好的选择是在PCB本身内嵌入边界扫描测试功能，这样边界扫描测试只需要提供电源就行了。使用这种方法时，先在在ICT上进行5s的模拟测试，然后将PCB从ICT夹具中取出，并和经过全程边界扫描自测试过程的其他PCB一起接上电源。
　　在最初20块PCB经过了模拟测试(20 x 5 s) 以后，第一块PCB将会完成它的数字边界扫描自测试和配置。在另一个5 s里，第二块经过边界扫描自测试的PCB将完成它的测试，以此类推。在对最初20个PCB进行测试后，嵌入式测试与配置就把数字测试时间取消了，于是PCB测试速率就变为每5 s测试一块PCB，而这5 s是用于模拟测试和处理的。
　　为了使这种方法能得以实现，Intellitech公司于去年6月推出了其已申请专利的SystemBIST配置与测试处理器，该处理器能在一块PCB内或多PCB系统内嵌入自测试功能以及FPGAs和CPLDs的系统内配置功能。Clark说，处理器所提供的全嵌入式测试功能可在整个器件寿命期内使用，从而可在制造原型期间，在加速老化试验期间，在大量生产期间提供诊断信息。
　　SystemBIST处理器与任何符合IEEE 1149.1或IEEE 1532标准的器件兼容。Clark说，采用144引脚TQFP IC封装的SystemBIST处理器在PCB上所占的面积只有基于PROM的替代品的一半。

ICT传送扫描向量
　　其他公司则认为在线测试仪仍然是传送边界扫描信号的一种可行的方法。正是为了利用ICT的优点，ASSET InterTech公司 和Agilent Technologies 公司于前年秋季宣布了他们的结盟协议。ASSET InterTech公司的Woppman也许默认了Clark关于边界扫描价值与ICT无关的看法，但他开玩笑地说他等待ICT淘汰已等了十几年，而且他不打算再等十几年。他却较为认真地把ICT用户看作不愿冒险的一类人，他们不可能用边界扫描测试方法替代他们目前的测试方法。
　　一种革新的方法也许能减小这类人的担心。Acculogic的Taheri看到，边界扫描在ICT内的重要性在逐步增大，而ICT的价值却随时间而愈来愈小。他最终认为，与浮动探头或功能测试结合在一起的边界扫描加电测试技术正在成为主流PCB测试技术，因为这些技术可用ICT获得故障覆盖率和诊断分辨力。为了追求这些目标，Acculogic公司已开发出一种允许边界扫描信号通过几米长的电缆传送的自适应同步系统，而这几米电缆是浮动探头所必需的，或者是为了在一个人造环境中进行功能测试所必需的。
　　Corelis公司总裁Menachem Blasberg已经看到客户正在放弃ICT--他说客户们先进行边界扫描测试，随后进行全面功能测试，以确保适当的实时数字与模拟性能。Acculogic公司的Taheri更进一步把边界扫描定义为测试执行程序，用以建立适当的内部PCB逻辑状态，辅助模拟功能测试。
　　由于越来越依赖于合同制造商(CM)，来提供测试服务，使得有关ICT的争论更为复杂了。Intellitech公司的Clark说，他认为CM会抵制边界扫描，因为他们还想推销他们已安装的ICT系统。然而，JTAG Tech-nologies的Bleeker指出，为了降低成本，聪明的CM客户指定要进行边界扫描测试，CM必须听从。他说，仅用ICT方法是保留给没有按照边界扫描标准进行设计的客户使用的。

　　但是，即使在边界扫描设计激增的情况下，ASSET InterTech公司的Woppman仍然认为ICT硬件将继续起作用。他相信ICT制造商已经掌握了大批量生产测试技术。他认为边界扫描能够提高而不是取代目前的ICT方法，而且他的公司为此修改了ScanWorks边界扫描软件，使之能在Agilent公司的3070系列在线测试仪内天衣无缝地工作。

 
 Agilent Technologies' 3070在线测试仪和ASSET InterTech's ScanWorks边界扫描软件协同进行边界扫描和在线测试工作状况。

　　Agilent公司制造测试部产品经理Barry Odbert，指出了ICT的一些优点，而这些优点是分界扫描不能单独提供的。例如，他引证无矢量测试技术，如Agilent公司的TestJet 技术可测量一个被测器件（DUT）金属引线框架和一块外部金属板之间的电容。小于预期的电容值表明焊接点不良。譬如说，如果一个扫描链在图1中用红X表示的那一点断开，那么边界扫描测试仪只能告诉你那个扫描链断开了，而处于关键部位的针却能为你确定缺陷的具体位置。
　　Teradyne公司软件产品经理Alan Albee，介绍了一种把ICT和边界扫描结合在一起的方法的几个优点：ICT驱动器/传感器电路先测试非扫描器件，然后调节这些器件，使它们不干扰随后进行的边界扫描测试；一种既进行ICT测试又进行扫描测试的测试，其容许的BSDL误差要比单独的边界扫描测试大；ICT驱动器可根据每个扫描链的阻抗特性，边界扫描测试TCK信号的转换速率和电压电平，使反射减到最小程度。Teradyne公司既用其GR TestStation系统和Scan Pathfinder软件，又用Spectrum ICT和Victory边界扫描软件来进行组合的ICT和边界扫描测试。
　　Albee说，Teradyne公司目前正寻求把目前购并GenRad公司得到的Scan Pathfinder的特性和Victory的特性组合成为一个可与Teradyne公司的产品一起使用的软件包。而该公司的产品具有综合的原理图和电路板观察功能、测试通路分析功能和分布式测试方法开发功能。Albee说，该公司还计划使Pilot浮动探头测试仪增加标准边界扫描功能。
　　他说，Teradyne公司不打算同边界扫描公司建立一种排它的合作关系："我们相信与独立的边界扫描工具提供商建立合作关系是有价值的，但和Agilent公司不同，我们不认为仅和一个供应商合作对我们是最有利的。我们的大多数客户在工程实验室里已经与他们选择的边界扫描工具提供商合作。他们希望使用他们已经开发的矢量，而不想被迫购买并学习一种不同的边界扫描工具。
　　从边界扫描的角度来说，Corelis公司的Blasberg赞同上述看法。一个与边界扫描工具供应商建立了排他关系的ICT供应商，如果试图使其客户只使用适合于某一特定客户用途的并非最优的边界扫描解决方案，那不仅会损害其客户，而且也会损害自己。 Acculogic公司的Taheri说，ICT供应商应该追求与边界扫描公司建立一种不是一对一的而是一对多的合作，反之亦然。

没有人建议边界扫描控制器与在线测试仪组合在一起，也没有人试图把单独开发的边界扫描和在线测试程序同时使用。原因是因为这样一种方法会使测试开发工作大大复杂化--你将面对两个而不是一个开发任务。此外，你将也无法知道两个测试程序是否提供全故障覆盖率，或者你是否把宝贵的生产测试时间浪费在用两种测试方法查找同一故障上。
　　最后，Odbert指出，你可能会损坏被测的电路板。这样的损坏可能是由ICT电源和边界测试硬件电源之间的隔离问题引起的，或者是由边界扫描系统和ICT系统同时确定一个节点的逻辑信号水平截然不同引起的。Woppman说，一种协同的方法可在边界扫描测试期间把未用的针驱动到高阻抗状态，从而解决这一问题。
　　尽管边界扫描和ICT在测试工作中发挥协同作用，但两者同时使用也并非能应对任何应用领域。Woppman说，对于小批量生产来说，一种专门的边界扫描测试仪再配上测试电阻和其他非扫描器件的浮动探头也许就足够了。Odbert表示赞同，并说边界扫描测试再加上一种简单的制造缺陷分析仪，对于大批量生产的、消费产品用的低成本PCB来说，可能就够用了，而ICT对一个数千美元的网卡来说仍然是最有效的。成功的测试公司将提供灵活的软硬件组合供你选用。