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EDA-Tools Bild: wuppi88 - Fotolia.com 58 elektronik industrie 05/2013 www.elektronik-industrie.de
EDA-Tools Verbinden und analysieren JTAG/Boundary-Scan-Werkzeuge für Hardware-Entwickler Die Aufgabe des Hardware-Entwicklers ist es, eine zuverlässige Plattform für die spätere Software bereitzustellen. Kann nachgewiesen werden, dass die Hardware (Prototyp) korrekt funktioniert, ist dies für den Software-Entwickler eine verlässliche Basis und er kann sich ganz auf das Debugging der Embedded-Software konzentrieren. Autor: Peter van den Eijnden Für die Validierung der Hardware benötigen die Entwickler Werkzeuge, die sie unabhängig von der späteren Software einsetzen können. So helfen Tools, welche Hardware-bezogene Fehler (zum Beispiel Unterbrechungen, Kurzschlüsse oder Opens) schnell zu finden oder auf einfache Weise die richtigen Registereinstellungen eines Peripherie-Controllers auzuslesen. Idealerweise sollten solche Tools nur einen minimalen Konfigurationsaufwand benötigen, damit sie dort eingesetzt werden können, wo der Fehler vermutet wird. Kurz gesagt: „Verbinden und analysieren“. Durch Boundary-Scan-fähige Bausteine, welche inzwischen auf den meisten Leiterplatten vorhanden sind, lassen sich die Anforderungen umsetzen. Die Werkzeuge der JTAGLive-Familie wurden genau für diesen Zweck entwickelt. Sie benötigen nur einen sehr geringen Aufwand zur Konfiguration, so dass sich die Anwender ganz auf ihre Messaufgabe konzentrieren können. Einfache Konfiguration der Messungen Um die Messungen vorzubereiten, muss der Anwender zunächst seinen PC mittels eines JTAG-Controllers mit dem JTAG-Interface (TAP) der zu testenden Baugruppe verbinden. Dieses Interface wird mittels eines JTAG-Controllers von JTAG Technologies beziehungsweise einer Design-Interface-Hardware wie zum Beispiel Altera USB-Blaster, Programmierkabel von Xilinx oder FTDI- Chips und einem USB-zu-JTAG-Bauteilkonverter mit dem PC verbunden. Im nächsten Schritt werden die Boundary-Scan-Bauteile der Baugruppe automatisch erkannt. Die Konfiguration wird abgeschlossen, indem sie die für jeden Boundary-Scan-fähigen Baustein die BSDL-Datei (Boundary-Scan Description Language) zuweisen. Diese sind auf den Websites der Halbleiterlieferanten und weiteren Onlineressourcen verfügbar. Sobald die Konfiguration abgeschlossen ist, ist das System bereit, beliebige Messungen durchzuführen. Diese reichen von einfachen Pin-zu-Pin-Verbindungstests bis zu hochkomplexen Clustertests oder der Ermittlung der richtigen Registereinstellungen für Peripherie-Controller. Pin-zu-Pin-Verbindungstest Bei herkömmlichen Bauteilegehäusen, wie ICs auf Basis der Durchstecktechnologie und SMT-Bauteilen mit sichtbaren Pins ist es möglich, die Verbindung zwischen den Anschlüssen zu verifizieren. Es genügt, die beiden Messspitzen eines Multimeters mit den beiden Pins der Baugruppe zu verbinden und weiß sofort, ob eine Verbindung besteht. Diese Pin-zu-Pin-Messung wird häufig als „Durchklingeln“ oder „Verbindungsprüfung“ bezeichnet. Bei BGA-Bauteilen sieht die Situation jedoch anders aus. Hier wird die Pin-zu-Pin-Messung kompliziert, da der Zugang mittels Prüfnadeln häufig nicht möglich ist. In solchen Fällen hilft die JTAG-basierte Verbindungsprüfung (Buzz Measurement), welche das kostenlose Werkzeug JTAGLive Buzz bereitstellt. Die in JTAG- Bauteilen verfügbare Boundary-Scan-Testlogik ist hierbei die Grundlage des „Buzz-Tests“, um die Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu prüfen. Zum Ausführen des Tests müssen beide Seiten über Boundary-Scan-Zellen verfügen. Auf der einen Seite wird der Boundary-Scan-Ausgangstreiber stimuliert und auf der anderen Seite wird geprüft, ob der verbundene Ausgang diesen Stimulus sieht. Zusätzlich zu den „Verbindungsprüfungen“ kann das kostenlose Buzz-Werkzeug zur asynchronen Überwachung eines beliebigen Boundary-Scan-Pins verwendet werden, vergleichbar einer Messung mit der Prüfspitze eines Logikanalysers. Der Anwender kann über den Kauf des Auto Buzz-Moduls, sein System erweitern. AutoBuzz kann die Verbindungsdaten von einem Golden Board (fehlerfreie Baugruppe) ablernen. Die abgelernten Verbindungsdaten können dann als Referenz dienen, um weitere Baugruppen auf Fehler zu prüfen. Dieser einzigartige Lernmodus [Seek & Discover] bedeutet, dass der Anwender lediglich die Daten über die Boundary-Scan-Bauteile (BSDL-Dateien) bereitstellen muss. Netz-Verbindungsdaten für andere Bauteile sind nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann AutoBuzz die Ver- Auf einen Blick Hardwarefehler schnell finden Die verschiedenen JTAGLive-Module helfen dem Hardware-Entwickler beim Debug seiner Baugruppen. Unterschiedliche Tests, die während des Debuggings erstellt wurden, können in einer späteren Phase wieder benutzt werden, um weitere Prototypen und Produktionsbaugruppen automatisch zu testen. Dafür wurden verschiedene Werkzeuge der JTAGLive-Familie zum Softwarepaket JTAGlive Studio zusammengeführt. In JTAGLive Studio können die während des Debuggings verwendeten Tests und Messungen in einer einzigen Skriptsequenz zusammengefasst werden. Zusätzlich zu den Testmöglichkeiten lassen sich mit Studio auch Flash-Speicher und CPLDs/ FPGAs programmieren. Diese Programmierung kann ebenfalls in das Gesamtskript eingefügt werden. Damit erleichtert JTAGLive Studio den Entwicklern den automatisierten Test sowie die In-System-Programmierung weiterer Prototypen und Produktionseinheiten zu einem sehr interessanten Preis. infoDIREKT www.all-electronics.de 602ei0513 www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 05 / 2013 59
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