Altera FPGA与IEEE1149.1边界扫描测试标准

"这篇文档是关于Altera公司的Arria GX设备使用IEEE1149.1（JTAG）边界扫描测试技术的介绍。随着印刷电路板（PCB）设计复杂度提升，对全面测试的需求日益增加。由于表面贴装封装和PCB制造技术的进步，使得PCB变得更小，传统的测试方法如外部测试探针和‘钉床’测试夹具变得难以实施。因此，PCB空间减少带来的成本节约增加了传统测试方法的成本。1980年代，联合测试行动组（JTAG）制定了边界扫描测试规范，并在后来标准化为IEEE 1149.1标准，旨在有效测试紧密引脚间距的PCB组件。该边界扫描测试架构允许在不使用物理测试探针的情况下测试引脚连接，并在设备正常运行时捕获功能数据。设备中的边界扫描单元可以强制信号到引脚或从引脚或逻辑阵列信号中捕获数据，强制数据通过串行方式移位进入边界扫描链。" 详细说明: **IEEE 1149.1标准** 是一种广泛应用于集成电路测试的标准，由联合测试行动组（JTAG）开发并推广。该标准主要解决了微电子设备尤其是PCB上的测试难题，尤其是随着封装技术的进步，引脚间距变小，传统测试方法的局限性愈发明显。IEEE 1149.1标准引入了**边界扫描测试（BST）** 架构，这是一项创新的测试方法，允许在不接触实际电路的情况下进行测试。 **边界扫描测试** 的核心在于每个集成电路（IC）内部包含一组**边界扫描单元（Boundary-scan cells）**，这些单元位于输入/输出（I/O）引脚周围，可以替代或模拟引脚上的信号。通过专用的测试接口（TAP，Test Access Port）和控制信号，测试数据可以被串行地加载到这些边界扫描单元中，然后根据需要对输入或输出信号进行控制。这种测试方法可以在不破坏电路正常工作的情况下，实现对各个引脚和内部逻辑的检测。 在Altera的Arria GX FPGA（现场可编程门阵列）中，IEEE 1149.1标准的应用使测试过程变得更加高效和灵活。FPGA由于其可编程性，常常需要在设计完成后进行复杂的测试以确保所有逻辑功能的正确性。边界扫描测试允许对FPGA的输入/输出接口进行独立测试，即使在复杂的PCB布局中也能有效地诊断和解决潜在问题。 此外，IEEE 1149.1还支持**在线测试（In-circuit Testing）** 和**故障诊断**。在线测试意味着在设备正常运行时可以进行测试，这对于系统级的故障定位非常有价值。故障诊断则允许识别和隔离硬件故障，而不需要将整个系统拆解。 IEEE 1149.1测试标准为现代电子设计提供了一种强大且灵活的测试解决方案，尤其适用于复杂PCB和可编程逻辑器件，如FPGA。通过利用边界扫描技术，测试工程师可以更高效、精确地验证和调试设计，降低生产成本，提高产品质量。