IEEE 표준의 최근 수정사항과 새로운 제안사항은 기판과 시스템 시험 두 가지 모두를 새로운 시대로 이끌고 있다. 무어의 법칙이 전자기기의 존재에 대한 도전을 계속함에 따라, 시험 기술 산업은 현재 상황에 안주하지 않고 미래 기술의 필요에 의한 더 발전된 시험의 도전을 받아들일 준비를 하고 있다. 따라서 새로운 것들을 한번 살펴보고자 한다.

경계 주사와 JTAG(연합 검사 수행 그룹)으로도 알려져 있는 IEEE 표준 1149.1은 접근 포트와 경계 주사 구조 시험을 위한 IEEE 표준이다. 이 표준은 IEEE Std 1149.4, 1149.6, 1149.8.1의 기반이 된다. IEEE Std 1149.1 수정안의 주요 내용은 다음과 같다.

1. 시험 모드 지속 (TMP) 컨트롤러

TMP 컨트롤러는 회로 보드 안이나 시스템 안에서 조립된 호환 장치의 시험 모드이다. 이때 TMP의 ‘지속성 활성화’ 지시가 그 효과를 보이고 있을 때 이 시험은 안전 상태여야 한다. 이는 장치가 TLR(시험 논리 리셋) 또는 다른 비시험 모드 지시가 활성화된 이후 기능 모드로 되돌아가는 것을 방지한다. 그림 1은 TMP 컨트롤러 상태 기계 도표를 보여준다.

이 시험 모드에는 새로운 세 가지 지시가 있다.

▲ 그림 1. 지속성 컨트롤러 상태 도표

‘CLAMP_HOLD’, ‘CLAMP_RELEASE’, 그리고 ‘TMP_STATUS’이다. ‘CLAMP_HOLD’ 지시는 TMP 상태를 ‘지속성 활성화’ 상태로 설정하는 반면, ‘CLAMP_ RELEASE’ 지시는 TMP 상태를 ‘지속성 비활성화’ 상태로 설정한다. ‘TMP_STATUS’는 TMP 컨트롤러의 상태를 읽어 들인다.

2. ECIDCODE 지시

각 장치의 시리얼 넘버와 같이 각 주형마다 독자적인 ECIDCODE(전자 칩 식별)를 읽어내 각 호환 장비를 식별하는 지시이다. 이는 제조자가 모조품을 식별하거나 적은 산출량을 내는 배치 또는 높은 필드 반환 값에 의한 배치 문제를 식별하도록 도와준다.

3. 초기화 지시 (INIT_SETUP, INIT_SETUP_CLAMP and INIT_RUN)

이 지시는 시험이 이뤄지기 전에 호환 장치를 초기화해 프로그래밍이 가능한 인풋/아웃풋으로 설정되도록 한다. 이는 더 확실한 시험을 가능하게 해 제조 과정에 도움을 주고 기판을 시험 중인 장치(DUT)가 안전 상태로 돌입하지 않았을 때 발생할 수 있는 내부 손상을 방지한다.

4. IC_RESET 지시

IC_RESET 지시는 시험 접근 포트(TAP)를 통해 호환 장치 안에서 리셋 기능을 제공하며, 경계 주사 시험 중에 장치 시스템 리셋 기능의 컨트롤을 허가한다.

5. 절차상의 서술 언어(PDL)

PDL은 IEEE 1149.1 판에서 소개된 새로운 지시의 과정을 문서화하는 새 언어이다. 이것은 메모리 BIST(내장 자가 시험)와 같은 내부 기능의 문서화를 가능하게 하고, IEEE 표준을 지원하는 도구에 의해 시행되는 것도 가능하게 한다. 절차와 PDL 샘플은 IEEE Std 1149.1™-2013에 자세하게 나와있고 IEEE 사이트에서 다운로드 받을 수 있다.

IEEE Std 1149.1™-2013는 IEEE Std 1149.1-2001로부터의 큰 도약이다. 인쇄배선 회로 기판 조립물의 경계 주사 시험과 시스템 시험은 BIST나 이전 버전에서는 가능하지 않았던 다른 시험으로 그 시험 범위의 확장이 가능할 것이다.

IEEE 1149.6(IEEE Std 1149.6™-2003의 수정안) 

2013년, IEEE 표준 1149.1™-2013의 발간과 함께, IEEE Std 1149.6™-2003 표준을 1149.1의 변화가 적용된 디지털 네트워크의 경계 주사 시험에 맞게 업데이트하는 것이 필수적이 되었다. 이 글에서, 1149.6 실무 그룹이 투표 준비를 하고 있고, 최신 변동의 발간은 2015년을 목표로 하고있다.

IEEE Std 1149.6™-2003은 일반적으로 교류 결합된 고속 차등 신호 시험에 많이 적용된다. 이 종류의 신호는 주로 드라이버와 수신기 사이의 결합 축전기를 통해 나타낸다(그림 2 참조). 2000년대 초반 IEEE 1149.6 형성 이전에, Netcom 산업은 속도에 대한 요구가 증가하는 것을 목격했다. 이는 부품의 고속 차등 신호의 증가한 사용량에 대한 방법을 닦아 놓았으며, 이 표준이 주로 편구 직류 신호 상호 접속에 적용되기 때문에 1149.1 경계 주사 시험에 영향을 주게 되었다. 1149.6은 Netcom 사, 부품 제조사, 그리고 ATE(자동 시험 장비) 판매상들에 의해 출간 뒤 빠르게 받아들여졌다.

▲ 그림 2. IEEE Std 1149.6™-2003가 지원하는 결합 교류가 이용된 차등 신호

1149.6 실무 그룹의 중점은 시험 중 초기화 단계와 PDL을 사용하는 고속 차등 신호 또는 AIO(고급 입/출력) 시험 수신기와 드라이버의 형태에 대한 IEEE Std 1149.1™-2013의 지원을 포함하는 것이다. 역사에서 본 바와 같이, 우리는 1149.1과 1149.6 표준이 그 수요에 따른 새로운 표준을 필요로 했던 Netcom 산업에 의해 그 효과가 극대화되었음을 볼 수 있다. 이번에는, 비단 Netcom 산업만이 아니라 컴퓨팅, 교육 오락 프로그램, 그리고 모바일 컴퓨팅과 같은 다른 산업의 부문들이 내부형 내장 장치들에 접근을 포함한 경계 주사는 물론, 기판이나 시스템 시험 중 BIST까지도 증가된 범위로써 필요로 하고 있다. 이는 인쇄 배선 회로 기판 조립물(PCBA)에 대한 시험 접근의 감소와 함께 사라진 시험 범위를 회복했기 때문이다.

IEEE Std 1687™-2014 

IEEE Std 1687™-2014는 JTAG(iJTAG)라는 장치로 알려져 있다. 여기서의 목표는 반도체 디바이스에 내장된 기기 장치에 IEEE Standard 1149.1를 이용해 장치나 그 특성을 정의할 필요없이 접근할 수 있는 방법과 법칙을 개발하는 것이다. 제안된 표준에는 내부에 내장된 기기 장치와 소통할 수 있게 도와주고 장치의 다른 내부 기능들과 마찬가지로 칩 설계자들에게만 접근 가능한 BIST(내장 자가 시험) 내장 장치와 같은 반도체 장치를 특성으로 삼는 인터페이스를 구체화하는 서술 언어를 포함하고 있다(그림 3 참조).

▲ 그림 3. IEEE Std 1687™-2014의 IP들과의 연결과

IEEE 1149.1을 통해 접근 가능한 시험 접속점(TAP)

IEEE Std 1687™-2014 또는 iJTAG는 목표 장치 안에 내장된 기기장치의 전기 회로망으로부터 온 데이터의 배치, 운용, 그리고 모음을 관리하는 장치의 대부분에서 일반적인 IEEE 1149.1 시험 접속점 인터페이스 사용을 허가한다. 자동 시험 장비(ATE) 제공자들은 내장 장치, 칩의 장치 안에 있는 논리 BIST와 IP들, 기판 또는 시스템 시험 목적에 접근하는 것이 가능할 것이다. 전자제품 제조업체는 이 해결안을 그들의 현재 시험 절차에 통합해 최소 비용 영향으로 시험 범위를 다시 얻을 수 있을 것이다.  

IEEE Std 1687™-2014의 주류 시험에 대한 적용은 산업계가 어떻게 반응하느냐에 달려있다. 각 사업 부문은 이 표준을 지원하는 호환 장비를 기다리고 있으며, 그 적용은 산업계의 수요에 기반할 것이다.

IEEE P1838 

IEEE P1838 표준 제안안은 복수의 주형이 실리콘 관통 전극(TSV)과 함께 수직으로 쌓여 있는 3차원의 패키지에 대한 시험 접근을 조사한다. TSV 기술은 실리콘 웨이퍼, 그리고 주형이나 웨이퍼와 수직적 상호 접속이 있는 주형을 쌓는 것을 가능하게 한다. 그림 4를 참조하면 된다.

▲ 그림 4. TSV를 이용하여 쌓인 주형으로 만들어진 3D 패키지

현재, IEEE 1149.1과 1149.6은 제조업 부문에서 가장 많이 적용되는 두 표준이며, 이 표준은 호환 장비의 핀에서 다른 장치의 핀의 상호 접속 시험을 지원한다. 다중 코어 또는 다중 칩 패키지도 ATE 소프트웨어가 장치 간의 연결을 결정하게 하는 알맞은 BSDL(경계 주사 서술 언어)를 각 주형이 가지고 있는 한 지원된다. 하지만, 패키지 내부의 연결은 인쇄배선 회로 기판 넷리스트에 포함돼 있지 않으며, 시험 대상이 되지 않을 것이다. 또 다른 점은 각 주형이 다른 판매사에서 왔고 개별적으로 하나의 주형으로써 하나의 패키지에 조립되는 것으로는 시험했을 수도 있지만, 각 주형들 간의 상호 접속은 현존하는 표준 시험 범위에 의해서 포함되지 않는다(그림 5참조).

▲ 그림 5. 다중 코어/다중 주형 패키지로 이루어진 인쇄배선 회로기판 조립물

현재의 다중 코어 또는 다중 주형 패키지에 의한 범위의 차이는 3D 패키지가 산업계에서 더 크게 적용되면 더 넓어질 것이다. 제안된 IEEE P1838은 각 주형 판매사들이 일반적인 표준에 더 호환되는 표준을 제공하고, 그로 하여금 3D 패키지에 대한 기판과 시스템 시험에 그 적용 범위를 되찾을 수 있는 길을 만들어 줄 것이다.

준 발랑케(Jun Balangue) _ 키사이트 테크놀로지스