边界扫描层插入工具确保准确的信号测试
BSHI ensuring accurate signal testing-done
现代集成电路安装了IEEE 1149.1边界扫描电路,以增强信号测试。然而,芯片的速度和尺寸不断增加,导致我们在实施带有可预测计时的功能时遇到了更多问题。同时,我们在芯片边界需要更多电路来管理不同电源。本文将讨论位于英国Ascot的杰尔系统ASIC设计中心目前采用的解决这些问题的方法。
---芯片的输入/输出（以下称为I/O）缓冲器通常与一些边界扫描逻辑、电平转换器（位于I/O缓冲的内部或外部）、可选上拉/下拉元件（可能也在I/O缓冲器中）相连。一般来说,所有电路都在设计的核心逻辑部分,但是随着芯片尺寸和速度的不断增加,必须将逻辑放置在与I/O缓冲器较近的地方,以避免定时问题。
---杰尔Ascot设计中心开发了一种方法,为企业提供了一个将逻辑放置在I/O缓冲器附近的机制,这种方法通过构建实现,而不是依赖复杂的布局限制来试图达到理想的效果。另外,它还采用核心扫描隔绝电路,防止核心扫描连接对功能芯片定时产生负面影响。
---为了达到这个目标,发明了特殊的I/O接口硬宏单元（BSHIT单元——边界扫描层插入工具）,它包含与单个I/O针脚相关的所有电路：边界扫描、电平转换器（如果需要）、上拉/下拉（如果需要）和内核扫描隔离。在设计中,可以根据设计的I/O说明,实现硬宏单元插入的自动化,使用简单的脚本技术,取代与BSHIT单元同等的任何边界扫描单元。
---在设计布局中,这些特殊的宏单元作为硬宏实施,消除了由于布局限制所产生的问题。然后,它们可以自动放置在芯片周边的相连I/O缓冲器宏的附近。
---图1显示了成组的I/O缓冲器和宏单元,中继器路由以紫红色显示,I/O缓冲器和相应宏单元之间的一些飞线以蓝色显示。请注意,在此设计中,所有I/O缓冲器都是双向的,因而每个缓冲器都连接有3个硬宏单元（输入、输出和控制）。
---I/O硬宏作为输入、输出或控制单元实施。输入针脚与输出针脚有所不同,输入宏单元的电压可能更高,而输出针脚的信号目的地是核心逻辑。如有必要（在缓冲器或宏单元内）,此信号将电平降低到核心电压水平,然后再传送到边缘扫描逻辑和核心。输出宏单元包含边缘扫描逻辑和电平转换单元（如果不包括在缓冲器中）,它改变了流程。对于双向信号,可以使用输入和输出单元的组合。在这些硬宏单元中,信号被分为单独的扫描和功能路径,从而不会由于扫描要求而影响功能路径上的定时。任何双向或三态输出缓冲器都将与一个硬宏单元相连,该单元可控制输出缓冲器的状态。可以设置为高阻抗、输出或输入模式。
