Using the Boundary Scan

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  从测试者角度观察
  
  
  ICT vs. Boundary Scan
  
  
  
  Tap Controller Signals

• TAP 控制器是一个16 状态的状态机，TAP 引脚介绍如下：
  •   TMS：
       TAP控制器的状态序列由在TCK的上升沿时的TMS 引脚上的状态所确定。 TMS有内部上拉，以使在该引脚未被驱动时能提供一个逻辑高电平。
  •   TCK： 
       该引脚提供JTAG 测试时钟。
  •   TDI：
       该引脚是到所有JTAG 指令和数据寄存器的串行输入。TAP 控制器的状态和存放在指令寄存器中的当前指令决定哪一个寄存器通过 TDI 引脚灌入以执行某个特定的操作。TDI有内部上拉，以使在该引脚未被驱动时能提供给系统一个逻辑高电平。在TCK的上升沿时，TDI 上的内容被输入到JTAG 的寄存器中。
  •   TDO：
       这个引脚是所有JTAG 指令和数据寄存器的串行输出口。TAP 控制器的状态和存放在指令寄存器中的当前指令决定哪一个寄存器（指令和数据）送到TDO 上以执行特定的操作。TDO 在TCK 的下降沿改变状态，而且仅仅在指令或数据在芯片中移位期间才有效。在其它所有时候，该引脚为三态。
  •   TRST：
       可选的异步复位信号。

边界扫描的板级应用

• 边界扫描在板级应用中，主要是对PCB上器件间互连线和管脚的故障进行检测和隔离，对在系统编程器件进行编程。
• 当要进行测试或在系统编程时，器件的扫描逻辑被激活，通过菊花链将多个具有JTAG接口的器件串联起来，组成一个扫描链，使用单组测试向量实现对整个电路板的完整测试。
• 边界扫描测试对于采用复杂表面贴装技术的电路板功能测试是一种较好选择，它能快速剔除产品的制造故障，让功能测试真正进行功能性故障的查找。当前的主流在线测试和飞针测试设备也都兼有边界扫描测试功能。

边界扫描的扩展应用

• 除了测试之外，边界扫描为器件提供了很大的灵活性，就是它可以有自己的用户定义的指令集。所增的一般供应商特定的指令，如配置和验证，大大提高了边界扫描测试和功能性的普及性。
• 最常见的供应商特定的边界扫描指令之一是可编程逻辑器件以及DSP芯片的配置指令。
      IEEE 1532: IEEE Standard for Boundary-Scan-based In System Configuration of Programmable Devices 

边界扫描在FPGA中的应用

• FPGA中的JTAG接口，除支持边界扫描测试外，还具有在系统编程(ISP)和逻辑分析功能。
  •   ISC和ISP
        ISC(在系统配置)或ISP是IEEE 1149.1的主要新应用。目前绝大多数FPGA/CPLD器件具有在系统编程功能，可用在线测试设备(ICT)或下载电缆，通过JTAG接口在板级对可编程器件进行在线测试和编程，简化制造流程。
  •   逻辑分析功能
        能捕获和显示芯片中的实时信号特性，通过JTAG接口下载FPGA配置数据和上载捕获的信号数据。通过实时板级测试，减少功能验证时间。
        Altera公司的Stratix、Excalibur、APEX II等器件中，通过JTAG接口，实现了SignalTap II嵌入式逻辑分析仪功能。 
        Xilinx公司的ChipScope。

边界扫描在DSP器件中的应用

• 在DSP器件中，使用JTAG接口主要有两种工作模式：边界扫描模式和仿真模式。
• 例如TMS320C6000系列中的JTAG端口由7到17个信号组成，其中5个信号为IEEE 1149.1标准信号。芯片具有两个TAP，一个用于边界扫描，一个用于仿真。

边界扫描 System Logic

• TAP Controller
     16 状态的有限状态机；
     根据 TMS 和 TCK 进行状态转移；
     输出: 各种控制信号。
• 初始状态：Test-logic-reset；
• TMS: 01100 => Shift-IR ；
• 在 Shift-IR 状态下，指令从 TDI 引脚串行进入指令寄存器；
• …

Tap Controller State Diagram

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