Boundary Scan Boundary Scan als flexible und kostengünstige Testlösung

Wann ist es sinnvoll, ein Boundary-Scan-System einzusetzen? Am Max-Planck-Institut in Garching übernimmt eine Low-Cost-Variante alle Prüfaufgaben und für spätere Aufgaben lässt sich das System aufrüsten.

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Bürklin GmbH & Co. KG

ET System electronic GmbH

Heitec AG

GÖPEL electronic GmbH

Das Max-Planck-Institut ist weltweit für seine führende Forschung auf dem Gebiet der Grundlagenforschung in verschiedensten physikalischen Bereichen bekannt. Am Standort in Garching bei München besteht am Fusionsexperiment ASDEX Upgrade die Abteilung CODAC (COntrol and Data ACqusition) Elektronik Entwicklung, in der verschiedenste Hard- und Softwaresysteme für Experimente zur Kernfusionsforschung entwickelt und betreut werden. Ein Hauptbestandteil dabei sind Frontends für Datenerfassungssysteme zur Experimentdurchführung.

Die Vielfalt der entwickelten Baugruppen ist sehr groß, da jede Diagnostik ihre bestimmten physikalischen Prinzipien hat, die spezifische Erfassungssysteme benötigen. Die Lebensdauer der gefertigten Platinen beträgt teilweise 20 Jahre und länger. Weitere Aufgabenbereiche der Techniker bei CODAC sind außerdem elektrische Wartungsarbeiten für das Haupt- und die Nebenexperimente aber auch die Instandsetzung bei akuten Systemausfällen. Oftmals werden immer wieder Sonderlösungen für verschiedenste Steuer- und Regelaufgaben benötigt, die aufgrund der Anforderungen und Besonderheiten des lokalen Experimentierbetriebs nicht kommerziell erhältlich sind.

Hohes Maß an Flexibilität und schnelles Prototyping

Ein Großteil der entwickelten Baugruppen besteht aus digitalen (Teil-)Systemen, die auf programmierbaren Logikbausteinen wie CPLDs oder FPGAs beruhen. Man baut bei CODAC darauf, weil der Experimentierbetrieb ein hohes Maß an Flexibilität voraussetzt. Durch die Möglichkeit der In-System-Programmierung sind kurzfristige Änderungen im Entwicklungsprozess und somit schnelles Prototyping mit vertretbarem Aufwand machbar. Diese Flexibilität bietet ein Optimum bezüglich Kosten/Nutzen und Aufwand insbesondere für die benötigten Kleinserien bei Losgrößen zwischen 1 und 150.

Die in der Abteilung entwickelten Prototypen und Boards werden im eigenen Haus gefertigt und bestückt, wobei auch Multilayerplatinen gefertigt werden können. Für größere Stückzahlen werden auch externe Fertigungspartner mit einbezogen.

Wenn kleine Fehler große Auswirkungen haben

Deshalb muss die Qualität der Baugruppen sichergestellt werden, zumal eine Vielfalt elektronischer Systeme zusammen funktionieren müssen, damit das Gesamtsystem reibungslos läuft. Kleine Fehler können hier große Auswirkungen haben. Bis vor kurzer Zeit verließ man sich auf manuelle Inspektion und den Funktionstest. Doch letzterer erwies sich als wenig effektiv, gerade wegen der zunehmenden Komplexität und Packungsdichte auf den Boards. Weiterhin stieg die Testzeit durch den Einsatz neuer Technologien wie BGA-Bausteine immens und war nicht mehr akzeptabel. Das kann der Elektronik-Entwickler Gerald Sellmair bestätigen, denn manuelle Funktionstests sind begrenzt, da eine hohe Testabdeckung nicht mehr realisiert werden kann.

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