FPGA alapú JTAG tesztvezérlő egység tervezése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Fehér Béla
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

A fejlett gyártási technológia egyik kulcskérdése a gyors és könnyen megoldható automatizált tesztelés. Ehhez nyújt jól kialakított szolgáltatást az IEEE 1149.1 szabvány, avagy népszerű nevén a JTAG. Több mint két évtizedes múltja során a gyártási hibák felderítésén túl olyan feladatokkal is bővült az alkalmazási területe, mint a debugging és a programozható eszközökkel való kommunikáció (pl. mikrokontrollerek, FPGA-k). A JTAG soros adatvonalára az eszközök daisy-chain architektúrában csatlakoznak, egy láncot alkotnak a tesztvezérlő adatvezetékein. A nyomtatott áramkörök gyártástechnológiájának fejlődése, az egyre sűrűbb és komplexebb megoldások rendkívül hosszú láncokat eredményeztek, nem is beszélve például egy FPGA felprogramozásáról. Az ilyen esetekben a lánc konfigurálása, az aktuális feladathoz megfelelő módosítása jelentősen csökkentheti a tesztciklus idejét, és olyan problémákat is megoldhat, mint különböző tápellátású területek JTAG-vezetékeinek nagyimpedanciás leválasztása. Ezekre a feladatokra megjelentek az integrált áramköri piacon a JTAG-multiplexerek, más elnevezéssel hídáramkörök.

Munkám során az IEEE 1149.1 szabvány megismerése volt a kezdeti feladat, az alapfogalmak, az áramköri kialakítás és a működési mechanizmusok megértése fontos volt a későbbi tervezés során. A piacon jelenlévő néhány multiplexer alaposabb tanulmányozásával összegyűjtöttem azokat a funkciókat, amelyek egy ilyen eszköztől elvárhatók, és ehhez hozzávettem azokat az igényeket, amelyeket hiányolnak a felhasználók. A tervezés Verilog hardverleíró nyelven történt, a multiplexert egy FPGA-ban lehet így implementálni, szükség esetén a funkcionalitás egyszerűen módosítható, az aktuális alkalmazáshoz optimálisan kialakítható. A fejlesztés során folyamatos szimulációra, és mérésekre is sor került, a témakör bemutatásán túl ezekről is beszámolok dolgozatomban.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.