Altera设备中的IEEE 1149.1 (JTAG) 边界扫描测试

"这篇应用笔记介绍了在Altera设备中如何使用IEEE 1149.1（JTAG）边界扫描测试技术，旨在帮助用户在复杂的印刷电路板（PCB）设计中实现有效的测试策略，以应对传统测试方法的挑战。" 在电子工程领域，随着印制电路板（PCB）设计的复杂度日益增加，对全面测试的需求变得至关重要。随着表面贴装封装和PCB制造工艺的进步，板子变得更小，传统的测试方法，如外部探针和“钉床”测试夹具，难以实施。这导致了PCB节省的空间成本被传统测试方法增加的成本所抵消。 为了解决这一问题，1980年代，联合测试行动组（Joint Test Action Group，简称JTAG）制定了一种边界扫描测试（Boundary-Scan Testing, BST）的规范，后来被标准化为IEEE Std. 1149.1标准。这个测试架构允许高效地测试具有紧密引脚间距的PCB上的组件，解决了传统测试方法无法应对的难题。 IEEE 1149.1，也称为JTAG，其核心是边界扫描链（Boundary-Scan Chain），它包含了一系列边界扫描单元（Boundary-Scan Cells, BSC）。这些BSC能够对引脚施加信号，或者在设备正常运行时捕获来自引脚或内核逻辑的数据。这种非侵入式的测试方法使得无需物理探针即可完成测试，大大提高了测试的便利性和效率。 在Altera设备中，应用JTAG技术进行边界扫描测试，可以实现以下功能： 1. **引脚功能验证**：BSCs可以模拟输入信号，检测输出，从而验证每个引脚的正确连接和功能。 2. **内部逻辑测试**：通过JTAG接口，可以访问并测试器件内部的逻辑单元，确保其在实际操作中的正确性。 3. **故障定位**：在生产测试阶段，若发现故障，JTAG可帮助定位具体是哪个BSC或内部逻辑出现问题。 4. **在线调试**：在系统运行时，JTAG可用于实时收集和分析数据，辅助调试过程。 5. **编程与配置**：JTAG还可以用于器件的编程和配置，尤其是对于现场可编程门阵列（FPGA）等可重构器件。 6. **系统级测试**：通过将多个设备连接到同一个JTAG链，可以进行整个系统级别的测试和故障排查。 IEEE 1149.1（JTAG）边界扫描测试为现代电子设计提供了一种强大的测试工具，它在减少测试成本、提高测试覆盖率和简化生产流程方面具有显著优势。在使用Altera设备时，掌握和利用JTAG技术是提升产品质量和可靠性的重要手段。