JTAG标准下的边界扫描技术在数字系统测试中的应用

"基于边界扫描技术的数字系统测试研究" 本文深入探讨了基于边界扫描技术的数字系统测试，特别是在集成电路（IC）领域的应用。边界扫描测试，又称为JTAG（Joint Test Action Group）测试，是根据IEEE 1149.1标准建立的一种高效电路测试方法。这种技术解决了传统测试方法在面对超大规模集成电路（VLSI）和表面贴装技术（SMT）带来的挑战，通过使用“虚拟探针”来提升电路和系统的可测性。 支持JTAG标准的IC芯片通常包含一个特殊的边界扫描结构，它在输入输出引脚与内部电路之间插入边界扫描寄存器（BSR）。BSR允许通过4-wire串行总线（TCK, TMS, TDI, TDO）对芯片的输入/输出进行独立测试，而不影响其他部分的操作。测试存取通道（TAP）是这个系统的关键组成部分，其内部包含一个16状态的有限状态机，由TCK和TMS信号驱动，负责控制测试过程。 TAP控制器负责执行各种操作，如指令寄存器（IR）和数据寄存器的扫描。指令寄存器用于选择不同的测试模式或操作，而数据寄存器则存储要测试或注入的数据。边界扫描技术的一个关键优点是，它允许在不拆卸设备的情况下进行故障定位和系统调试，极大地简化了复杂电路板的测试和维护。 在文章中，作者以XC9572 PC84芯片为例，详细阐述了如何利用边界扫描技术设计和实现特定功能模式。XC9572是一款流行的CPLD（复杂可编程逻辑器件），适用于各种数字系统。通过在两块XC9572 PC84芯片之间建立互连的PCB板，作者展示了如何利用边界扫描技术进行设计分析和实验验证。实验结果证明，这种方法不仅提高了调试效率，还简化了系统设计逻辑，便于实现。 边界扫描测试是一种强大而灵活的工具，尤其适用于现代电子系统，其中IC的复杂性和封装密度日益增加。通过理解和应用这种技术，工程师可以更有效地测试和诊断硬件问题，确保产品的质量和可靠性。对于从事硬件设计、制造和测试的人员来说，掌握JTAG和边界扫描技术至关重要，因为它们能够降低成本、提高生产效率，并确保满足日益严格的品质标准。