边界扫描测试详解：捕获、移位与更新

"这篇资料主要介绍了边界扫描的基本动作和工作原理，包括边界扫描的功能、测试过程以及相关的测试信号。在集成电路测试中，边界扫描是一种重要的诊断和验证方法，尤其适用于那些难以通过传统方法进行测试的组件。" 边界扫描（Boundary Scan）是一种用于集成电路测试的技术，它允许测试数据输入（TDI）和输出（TDO）沿着设备的输入/输出（I/O）引脚串行传输，从而检测和诊断内部逻辑的问题。这一技术基于IEEE 1149.1标准，也被称为JTAG（Joint Test Action Group）接口。 在边界扫描结构中，有以下几个关键信号线： - TDI（Test Data Input）：测试数据输入，提供串行输入的测试数据和指令位。 - TDO（Test Data Output）：测试数据输出，输出串行的测试数据。 - TCK（Test Clock）：测试时钟，为设备提供驱动其操作的时钟信号。 - TMS（Test Mode Select）：测试模式选择，用于改变测试访问端口（TAP）控制器的状态。 - TRST（Test Reset）：测试复位，可选引脚，用于将设备重置到正常操作模式，并使边界扫描寄存器失效。 边界扫描的基本操作包括捕获（Capture）、移位（Shift）和更新（Update）： 1. **捕获**：在测试模式下，通过TDI将数据位加载到输入或输出引脚的边界扫描单元中。 2. **移位**：数据位在各个边界扫描单元间串行移动，可以是从输入移向输出（串入并出），也可以是从输出移向输入（并入串出）。 3. **更新**：当数据位移动到正确的位置后，通过TMS信号激活更新操作，将这些数据位写入实际的I/O引脚，实现内部逻辑的测试。 对于输入引脚的测试，测试数据从输入引脚进入边界扫描单元，然后通过TDO移位输出。测试设备（如Agilent 3070）通过比较输入和输出的数据来确定故障。对于输出引脚，数据通过TDI输入到边界扫描单元，然后在输出引脚上移位出来，根据输出引脚的逻辑状态判断是否有故障。 此外，边界扫描还可以用于多芯片系统的测试，通过串连多个芯片的边界扫描链路进行测试。新技术如ConnectionScan结合了TESTJET与边界扫描，提高了测试效率，减少了测试访问引脚的需求，使得测试过程更加便捷。 边界扫描技术的一个显著优点是提高了测试覆盖率，尤其是对于那些内部连接复杂或者物理位置难以触及的元件。它在CPU和其他复杂集成电路的测试中扮演着重要角色。