边界扫描测试技术原理

1、培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究边界扫描测试技术原理边界扫描测试技术原理员工培训中心2005年11月15日培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究课程目的1、了解边界扫描器件的基本结构；2、了解边界扫描测试技术的原理；3、了解边界扫描描述语言BSDL的基本格式；4、了解边界扫描测试技术的主要应用；5、了解边界扫描JTAG接口的设计规范；培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究课程目录1 引言1.1 JTAG的介绍1.2

2、边界扫描技术的经济分析 2 边界扫描器件2.1 边界扫描器件的结构2.2 测试存取通道2.3 边界扫描寄存器单元结构2.4 指令寄存器单元结构2.5 TAP控制器2.6 指令寄存器2.7 数据寄存器组3 测试指令培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究课程目录4 主要应用(ICT)4.1 TAPIT4.2 BICT4.3 VIT4.4 VCCT4.5 器件功能（Intest）测试4.9 PLD编程5 JTAG接口电路设计规范培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究1.1 1.1 什么

3、是什么是JTAG JTAG ？ JTAG:Joint Test Action Group（联合测试工作组）的英文缩写边界扫描要求符合IEEE1149.1（JTAG）标准 BSDL(Boundary- Scan Description Language)边界扫描描述语言 边界扫描测试（Boundary-Scan-TEST）：对符合IEEE1149.1标准的器件，通过BSDL文件生成测试向量，测试器件开路短路的一 种测试方法。培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究1.2 1.2 使用使用JTAGJTAG的好处的好处缩短产品面世时间 降低测试

4、成本 提高产品质量和可靠性 降低PCB成本培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.1 2.1 边界扫描器件的结构边界扫描器件的结构培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.2 2.2 边界扫描器件的结构边界扫描器件的结构TAPIR decodeInstruction RegisterDesign-Spec. Reg.BS RegisterBypass Reg.(1 bit)Device-ID Reg.TAPCMUXTDOTDITMSTCK011DC1ENSelectTCKEna

5、bleClockDRShiftDRUpdateDRClockIRShiftIRUpdateIRReset*TRST*Data Registers33培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.3 TAP-Test Access Port2.3 TAP-Test Access PortTAP 接口必须包括: TCK, TMS, TDI, TDOTCK（Test Clock Input)：测试时钟输入线TMS (Test Mode Selector) ：测试方式选择输入线TDI （Test Data Input） ：测试数据输入线TDO（Te

6、st Data Output）：测试数据输出线/TRST（Test Reset Input） ：测试复位输入线，可选培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.4 2.4 控制器的控制器的1616位状态机位状态机Test-Logic-resetSelect-DR-ScanSelect-IR-ScanCapture-DRShift-DRExit1-DRPause-DRExit2-DRUpdate-DRCapture-IRShift-IRExit1-IRPause-IRExit2-IRUpdate-IRRun-test/Idle0111111

7、1110010001011000000000111TRST=10：TMS=01：TMS=1培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.5 TAP2.5 TAP控制器控制器TAP控制器是16-states的有限状态机TAP控制器的状态在TCK的上升沿变化TAP 控制器在上电时进入逻辑复位状态Shift-IR state扫描IR，TDO输出有效Shift-DR state扫描DR，TDO输出有效其它状态下TDO 输出无效培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.6 TAP2.6 TAP

8、控制器口线功能和关系控制器口线功能和关系1 1TCK为低时Test logic的存储单元保持不变，TCK在上升沿 采样TMS和TDI输入值，在TCK下降沿TDO输出变化测试指令（test instruction)和测试数据（test data ）从TDI输入线输入到指令寄存器（instruction register ）和各种数据寄存器（various test data registers）培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究2.7 TAP2.7 TAP控制器口线功能和关系控制器口线功能和关系2 2只有在移位时（Shift-DR o

9、r shift-IR）TDO输出才有效测试操作受TMS输入的序列 1 和 0 控制TRST可以异步复位当TMS在连续五个TCK时钟周期内保持高时，TAP 控制器（TAP controller)也会自动进入测试逻辑复位状态（ Test-Logic-Reset）培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究3.1 JTAG3.1 JTAG电路指令电路指令必须提供的Public Instructions可选的Public Instructions BYPASS, SAMPLE/PRELOAD, EXTEST如果有Device Identificati

10、on Register，必须提供IDCODE；如果是可编程IC，还要提供USERCODE。INTEST, RUNBISTIC厂商可以自定义Public or Private Instructions，Public Instructions的资料必须公开。培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究3.2 JTAG3.2 JTAG电路指令码电路指令码BYPASS: 全1，IC厂商可以再分配几个其它的binary code.EXTEST: 全0，IC厂商可以再分配几个其它的binary code.SAMPLE/PRELOAD, INTEST, R

11、UNBIST, IDCODE, USERCODE: IC厂商自行分配binary code。未分配的binary code表示BYPASS。培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究3.3 BSDL3.3 BSDL简单介绍简单介绍 BYPASS (1111111111), & EXTEST (0000000000), & SAMPLE (0000000101), & IDCODE (0000000110), & USERCODE (0000000111), & CLAMP (0000001010),

12、& HIGHZ (0000001011);FPGA器件EP1C12F256的BSDL文件指令：培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究3.4 BYPASS3.4 BYPASS指令的执行指令的执行TAP Controller Internal LogicBypassRegister (1 bit)TDITDO进入BYPASS状态后，TDI和TDO之间只有1BIT位培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究3.5 EXTEST3.5 EXTEST指令的执行指令的执行进入EXTEST

13、状态后，可以对器件的管脚进行测试培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究3.6 INTEST3.6 INTEST指令的执行指令的执行进入INTEST状态后，对器件的内部逻辑进行测试培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.1 4.1 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用TAPITTAPITTAPIR decodeInstruction RegisterDesign-Spec. Reg.BS RegisterBypass Reg.(1 bit)Device-ID Reg.TAPCMU

14、XTDOTDITMSTCK011DC1ENSelectTCKEnableClockDRShiftDRUpdateDRClockIRShiftIRUpdateIRReset*TRST*Data Registers33培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.2 4.2 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用TAPITTAPIT可以测试到JTAG口线是否正确可以测试到器件IDCODE可以测试到器件边界扫描单元长度可以测试到器件IR的初始值TAPIT:TAP Integrity Test培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版

15、权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.3 4.3 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用BICTBICT培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.4 4.4 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用BICTBICTBICT:BoundaryScan In Circuit Test需要BS器件的管脚有ICT测试点可以测试到器件管脚的开路可以测试到器件管脚的短路培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.5 4.5 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用VITVIT开路检测短路检测培训中心

16、版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.6 4.6 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用VITVITVIT:Virtual Interconnect TestBS器件之间的互联管脚，不需要有ICT测试点可以测试到器件管脚的开路可以测试到器件管脚的短路培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.7 4.7 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用VCCTVCCT培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.8 4.8 边界扫描的主要应用边界

17、扫描的主要应用VCCTVCCTVCCT:Virtual Component Cluster Test非BS器件挂在BS器件上，通过BS器件控制非BS器件测试，不需要ICT测试点。可以测试到器件管脚的开路可以测试到器件管脚的短路培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.9 4.9 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用PPTPPTClass 1Pure scan nets.Class 2Partial scan netsthat have at least onescan driver, one scanreceiver, and one

18、non-scandevice lead.Class 3Nets where scan out-putsor tester chan-nels drive non-scan inputs.Class 4Boundary-scan inputsconnected to power or ground.Class 5Non-scan nets withno tester access.Class 6TAP nets.培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.10 4.10 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用PPTPPTPPT:Paralle

19、l Port Test通过计算机并口进行BS测试，不需要其他任何设备可以测试到5种类型的网络：纯粹的BS器件之间的网络（VIT）；VCCT的网络；上下拉的网络；有测试点的网络；TAP口的网络。培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.11 4.11 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用ILDPILDPCPLDEPLD培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究4.12 4.12 边界扫描的主要应用边界扫描的主要应用ILDPILDPILDP:In line Device Program通过BS器件对各种存储器加载通过BS器件JTAG口直接加载EPLD，CPLD培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究培训中心版权所有，未经许可不得向外传播，违者必究5.1 5.1 边界扫描设计规范边界扫描设计规范JTAG管脚上下拉须符合规范，且都有测试点