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邊界掃描，邊界掃描的介紹

來源：整理時(shí)間：2023-08-25 09:07:44 編輯：智能門戶手機(jī)版

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1，邊界掃描的介紹
2，什么是邊界掃描
3，JTAG和邊界掃描技術(shù)關(guān)系
4，邊界掃描的邊界掃描原理
5，ict的BoundaryScan邊界掃描技術(shù)
6，什么是邊界掃描技術(shù)

1，邊界掃描的介紹

邊界掃描（Boundary Scan）測試發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)90年代，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，印制電路板制造工藝向小，微，薄發(fā)展，傳統(tǒng)的ICT 測試已經(jīng)沒有辦法滿足這類產(chǎn)品的測試要求。由于芯片的引腳多，元器件體積小，板的密度特別大，根本沒有辦法進(jìn)行下探針測試。一種新的測試技術(shù)產(chǎn)生了，聯(lián)合測試行為組織（Joint Test Action Group）簡稱JTAG 定義這種新的測試方法即邊界掃描測試。

邊界掃描的介紹

2，什么是邊界掃描

IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的邊界掃描技術(shù)是針對復(fù)雜數(shù)字電路提出的自治測試技術(shù)，現(xiàn)在已成為數(shù)字系統(tǒng)可測性設(shè)計(jì)的主流[1]。進(jìn)行邊界掃描必須首先進(jìn)行總線測試，由于總線出現(xiàn)故障會(huì)影響TAP狀態(tài)，而且不能依靠掃描鏈路進(jìn)行測試，所以總線故障測試有其獨(dú)特點(diǎn)。本文在以PC機(jī)作為邊界掃描測試向量生成和故障診斷的基礎(chǔ)上，對單芯片型號為EPM9320LC84印刷電路板邊界掃描總線測試的一種實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行討論。這種故障診斷方法可以推廣到多芯片。

什么是邊界掃描

3，JTAG和邊界掃描技術(shù)關(guān)系

資料中提到JTAG是一種所謂的邊界掃描技術(shù)。邊界掃描測試是在20世紀(jì)80年代中期作為解決PCB物理訪問問題的JTAG接口發(fā)展起來的，這樣的問題是新的封裝技術(shù)導(dǎo)致電路板裝配日益擁擠所產(chǎn)生的。邊界掃描在芯片級層次上嵌入測試電路，以形成全面的電路板級測試協(xié)議。利用邊界掃描－－自1990年以來的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1149.1－－您甚至能夠?qū)ψ顝?fù)雜的裝配進(jìn)行測試、調(diào)試和在系統(tǒng)設(shè)備編程，并且診斷出硬件問題。

JTAG和邊界掃描技術(shù)關(guān)系

4，邊界掃描的邊界掃描原理

IEEE 1149.1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)四線串行接口（第五條線是可選的），該接口稱作測試訪問端口（TAP），用于訪問復(fù)雜的集成電路（IC），例如微處理器、DSP、ASIC和CPLD。除了TAP之外，混合IC也包含移位寄存器和狀態(tài)機(jī)，以執(zhí)行邊界掃描功能。在TDI（測試數(shù)據(jù)輸入）引線上輸入到芯片中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指令寄存器中或一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中。串行數(shù)據(jù)從TDO（測試數(shù)據(jù)輸出）引線上離開芯片。邊界掃描邏輯由TCK（測試時(shí)鐘）上的信號計(jì)時(shí)，而且TMS（測試模式選擇）信號驅(qū)動(dòng)TAP控制器的狀態(tài)。TRST（測試重置）是可選項(xiàng)。在PCB上可串行互連多個(gè)可兼容掃描功能的IC，形成一個(gè)或多個(gè)掃描鏈，每一個(gè)鏈都由其自己的TAP。每一個(gè)掃描鏈提供電氣訪問，從串行TAP接口到作為鏈的一部分的每一個(gè)IC上的每一個(gè)引線。在正常的操作過程中，IC執(zhí)行其預(yù)定功能，就好像邊界掃描電路不存在。但是，當(dāng)為了進(jìn)行測試或在系統(tǒng)編程而激活設(shè)備的掃描邏輯時(shí)，數(shù)據(jù)可以傳送到IC中，并且使用串行接口從IC中讀取出來。這樣數(shù)據(jù)可以用來激活設(shè)備核心，將信號從設(shè)備引線發(fā)送到PCB上，讀出PCB的輸入引線并讀出設(shè)備輸出。

5，ict的BoundaryScan邊界掃描技術(shù)

ICT測試儀要求每一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)測試點(diǎn)。但隨著器件集成度增高，功能越來越強(qiáng)，封裝越來越小，SMT元件的增多，多層板的使用，PCB板元件密度的增大，要在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)放一根探針變得很困難，為增加測試點(diǎn)，使制造費(fèi)用增高；同時(shí)為開發(fā)一個(gè)功能強(qiáng)大器件的測試庫變得困難，開發(fā)周期延長。為此，聯(lián)合測試組織（JTAG）頒布了IEEE1149.1測試標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1149.1定義了一個(gè)掃描器件的幾個(gè)重要特性。首先定義了組成測試訪問端口（TAP）的四（五〕個(gè)管腳：TDI、TDO、TCK、TMS，（TRST）。測試方式選擇（TMS）用來加載控制信息；其次定義了由TAP控制器支持的幾種不同測試模式，主要有外測試（EXTEST）、內(nèi)測試（INTEST）、運(yùn)行測試（RUNTEST）；最后提出了邊界掃描語言（Boundary Scan Description Language），BSDL語言描述掃描器件的重要信息，它定義管腳為輸入、輸出和雙向類型，定義了TAP的模式和指令集。具有邊界掃描的器件的每個(gè)引腳都和一個(gè)串行移位寄存器（SSR）的單元相接，稱為掃描單元，掃描單元連在一起構(gòu)成一個(gè)移位寄存器鏈，用來控制和檢測器件引腳。其特定的四個(gè)管腳用來完成測試任務(wù)。將多個(gè)掃描器件的掃描鏈通過他們的TAP連在一起就形成一個(gè)連續(xù)的邊界寄存器鏈，在鏈頭加TAP信號就可控制和檢測所有與鏈相連器件的管腳。這樣的虛擬接觸代替了針床夾具對器件每個(gè)管腳的物理接觸，虛擬訪問代替實(shí)際物理訪問，去掉大量的占用PCB板空間的測試焊盤，減少了PCB和夾具的制造費(fèi)用。作為一種測試策略，在對PCB板進(jìn)行可測性設(shè)計(jì)時(shí)，可利用專門軟件分析電路網(wǎng)點(diǎn)和具掃描功能的器件，決定怎樣有效地放有限數(shù)量的測試點(diǎn)，而又不減低測試覆蓋率，最經(jīng)濟(jì)的減少測試點(diǎn)和測試針。邊界掃描技術(shù)解決了無法增加測試點(diǎn)的困難，更重要的是它提供了一種簡單而且快捷地產(chǎn)生測試圖形的方法，利用軟件工具可以將BSDL文件轉(zhuǎn)換成測試圖形，如Teradyne的Victory，GenRad的Basic Scan和Scan Path Finder。解決編寫復(fù)雜測試庫的困難。用TAP訪問口還可實(shí)現(xiàn)對如CPLD、FPGA、Flash Memroy的在線編程（In-System Program或On Board Program）。

6，什么是邊界掃描技術(shù)

邊掃描測試是在20世紀(jì)80年代中期做為解決PCB物理訪問問題的JTAG接口發(fā)展起來的，這樣的問題是新的封裝技術(shù)導(dǎo)致電路板裝配日益擁擠所產(chǎn)生的。邊界掃描在芯片級層次上嵌入測試電路，以形成全面的電路板級測試協(xié)議。利用邊界掃描－－自1990年以來的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1149.1－－您甚至能夠?qū)ψ顝?fù)雜的裝配進(jìn)行測試、調(diào)試和在系統(tǒng)設(shè)備編程，并且診斷出硬件問題?！　∵吔鐠呙璧膬?yōu)先：　　通過提供對掃描鏈的IO的訪問，可以消除或極大地減少對電路板上物理測試點(diǎn)的需要，這就會(huì)顯著節(jié)約成本，因?yàn)殡娐钒宀季指唵巍y試夾具更廉價(jià)、電路中的測試系統(tǒng)耗時(shí)更少、標(biāo)準(zhǔn)接口的使用增加、上市時(shí)間更快。除了可以進(jìn)行電路板測試之外，邊界掃描允許在PCB貼片之后，在電路板上對幾乎所有類型的CPLD和閃存進(jìn)行編程，無論尺寸或封裝類型如何。在系統(tǒng)編程可通過降低設(shè)備處理、簡化庫存管理和在電路板生產(chǎn)線上集成編程步驟來節(jié)約成本并提高產(chǎn)量。　　邊界掃描原理：　　IEEE 1149.1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)四線串行接口（第五條線是可選的），該接口稱作測試訪問端口（TAP），用于訪問復(fù)雜的集成電路（IC），例如微處理器、DSP、ASIC和CPLD。除了TAP之外，混合IC也包含移位寄存器和狀態(tài)機(jī)，以執(zhí)行邊界掃描功能。在TDI（測試數(shù)據(jù)輸入）引線上輸入到芯片中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指令寄存器中或一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中。串行數(shù)據(jù)從TDO（測試數(shù)據(jù)輸出）引線上離開芯片。邊界掃描邏輯由TCK（測試時(shí)鐘）上的信號計(jì)時(shí)，而且TMS（測試模式選擇）信號驅(qū)動(dòng)TAP控制器的狀態(tài)。TRST（測試重置）是可選項(xiàng)。在PCB上可串行互連多個(gè)可兼容掃描功能的IC，形成一個(gè)或多個(gè)掃描鏈，每一個(gè)鏈都由其自己的TAP。每一個(gè)掃描鏈提供電氣訪問，從串行TAP接口到作為鏈的一部分的每一個(gè)IC上的每一個(gè)引線。在正常的操作過程中，IC執(zhí)行其預(yù)定功能，就好像邊界掃描電路不存在。但是，當(dāng)為了進(jìn)行測試或在系統(tǒng)編程而激活設(shè)備的掃描邏輯時(shí)，數(shù)據(jù)可以傳送到IC中，并且使用串行接口從IC中讀取出來。這樣數(shù)據(jù)可以用來激活設(shè)備核心，將信號從設(shè)備引線發(fā)送到PCB上，讀出PCB的輸入引線并讀出設(shè)備輸出。

邊界掃描（boundary scan）測試發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)90年代，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，印制電路板制造工藝向小，微，薄發(fā)展，傳統(tǒng)的ict 測試已經(jīng)沒有辦法滿足這類產(chǎn)品的測試要求。由于芯片的引腳多，元器件體積小，板的密度特別大，根本沒有辦法進(jìn)行下探針測試。一種新的測試技術(shù)產(chǎn)生了，聯(lián)合測試行為組織（joint test action group）簡稱jtag 定義這種新的測試方法即邊界掃描測試。

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2，什么是邊界掃描

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