Az elektronikai termékek mechanikai méretei csökkennek, a bennük levő alkatrészek integráltsága rohamosan növekszik. Egyre kevésbé lehet hagyományos mérőeszközzel, tűággyal hozzáférni az áramkörök fontos pontjaihoz. Ezzel szemben viszont az áramkörök helyes működését ellenőrizni, sőt bizonyítani kell, mivel mind nagyobb felelősség hárul az elektronikai egységekre (gondoljunk csak a gépjárművek biztonsági elektronikájának elemeire: az ABS-egységekre, a légzsákokat működtető érzékelő-feldolgozó egységekre stb.). Új mérési eljárásokra, a megszokottól eltérő mérőeszközökre van szükség

Az elektronika digitalizálódása, a számítástechnikai eszközöknek a készülékekbe alkatrészszinten való beépülése (és ott a meghatározó szerep átvétele) újabb igényeket támaszt: a számítógép sokmillió elemi áramkörének (aritmetika, memória, beépített perifériás eszközök) hibátlan (együtt)működését ott, a helyszínen, az alkatrészen belül kell ellenőrizni, az üzemszerű működés teljes sebességével. A számítógép működését meghatározó programot és adatokat is a készülékbe szerelés után, esetleg a mechanikailag lezárt készülék néhány csatlakozópontján keresztül kell beírni-módosítani. Mindezeket a tevékenységeket az alkatrész/készülék életciklusának bármelyik szakaszában (Si-szeletben levő chip, tokozott alkatrész, szerelt panel a gyártósoron, készülék a felhasználónál üzem közben, vagy szerviz alkalmával) el kell tudni végezni.

1. ábra. Az integrált áramkör kivezetéseire elhelyezett peremfigyelő cellák

A peremfigyeléses (Boundary-Scan, JTAG) technika a felsorolt követelmények teljesítésére lehetőséget ad. Az integrált áramkör működése szempontjából legfontosabb pontok (áramköri kivezetések, aritmetikai egység, programtároló) logikai állapotát egyszerű áramköri egységek (ún. peremfigyelő cellák) segítségével lehet megfigyelni, ill. megváltoztatni (programozni). A peremfigyelő cellák (mint pl. az 1. ábrán az alkatrész kivezetéseinél) léptetőregiszter jelleggel vannak összekapcsolva. A peremfigyeléses technika áramköreinek az integrált áramkörön belüli részaránya (alkatrész/felület-igénye) elhanyagolható mértékű (kb. 1 ppm), viszont segítségével megvalósíthatóak mindazon tesztelési-programozási feladatok, amelyeket a felhasználók a készülékekkel szemben támasztanak. Az IEEE-1149.x szabványsorozat ennek az alkatrész-tesztelési és -programozási (konfigurálási) tevékenyégnek az áramkör- és készüléktervezők, továbbá a tesztmérnökök és az informatikusok részére érvényes közös területeit határozza meg. A — röviden JTAG-ként emlegetett — szabványnak a mai LSI-VLSI alkatrészek szinte kivétel nélkül eleget tesztnek, a készüléktervezőkön múlik, hogy kiépítik-e a felhasználásához szükséges — minimális mértékű — összeköttetéseket és csatlakozási lehetőséget (ún. TAP-csatlakozó).

2. ábra A peremfigyeléses műveletekhez szükséges technikai eszközök

A panelen-készüléken kívül mindössze egy egyszerű illesztőegység (2. ábra) szükséges, amely a JTAG-busz jeleit egy külső számítógéphez csatlakoztatja: a működést ellenőrző, ill. programot bevivő folyamat előkészítése, lefuttatása és eredményeinek kiértékelése a külső számítógépben zajlik le.

A peremfigyeléses technika segítségével ellenőrizni lehet az alkatrészek közötti összeköttetéseket, az áramkörök belső működését, a memória címzésének helyességét, a csatlakozón keresztüli adatforgalom működőképességét, sőt a nem-peremfigyeléses részáramkörök (az ún. klaszterek) funkcionális működőképességét. Ez a technika teszi lehetővé a flash-memóriák és az FPGA áramkörök panelen, ill. mikrovezérlőn belüli programozását, a mikrovezérlők működésének lépésenkénti ellenőrzését (debuggolását) is (bár ezeket a tényeket sok alkatrészgyártó cég nem hirdeti egyértelműen, csupán saját fantázianevével jelzett alkatrész-programozást és futásellenőrzést említ dokumentumaiban).

A JTAG szabványsorozat követi a digitális áramkörtechnika rohamos fejlődését: a nagy sebességű digitális áramkörök közötti, kapacitív csatoláson alapuló, LVDS elnevezésű összeköttetések peremfigyeléses tesztelését az IEEE-1149.6 szabvány rögzíti le.

A VLSI áramkörök tesztelésének egy igen fontos lehetőségét valósítja meg a JTAG Technologies (Hollandia) cég Core Commander programcsomagja. A vizsgálandó készülék mikrovezérlőjébe peremfigyeléses módszerrel letölthető egy olyan tesztprogram, amelyet a mikrovezérlő teljes üzemi sebességgel végrehajt, így ellenőrzi a chipen belüli memóriát, periferikus egységeket. A JTAGLive Buzz programcsomag a tesztmérnökök munkáját segíti: minimális előkészítés után a program „felfedezi" a peremfigyeléses alkatrészek buszra való felfűzésének sorrendjét, ellenőrzi az összeköttetéseket. Ezek a — lényegükben szoftver jellegű — tesztelési eszközök nagy távlatokat nyitnak a készülékek üzem közbeni, ill. szerviz alatti ellenőrzése területén.

A HT-Eurep Electronic Kft. honlapja