边界扫描测试技术
边界扫描技术在某导航雷达控制电路板测试与诊断中的研究运用
边界扫描技术在某导航雷达控制电路板测试与诊断中的研究运用一、引言A. 研究背景和目的B. 边界扫描技术的概述二、相关技术与理论A. 导航雷达控制电路板测试与诊断技术B. 边界扫描技术原理及应用三、实验设计与搭建A. 导航雷达控制电路板的测试与诊断需求B. 边界扫描测试方案设计C. 搭建测试平台及工具实现四、实验结果与分析A. 测试结果及数据分析B. 问题分析与排除过程C. 实验结果的验证和评估五、结论与展望A. 研究总结和贡献B. 科研展望和创新点注：本提纲仅供参考，具体论文框架和内容根据研究要求和撰写习惯进行调整。
一、引言A. 研究背景和目的导航雷达是现代导航设备中不可或缺的重要组成部分，在遥感、军事海洋、大地测量等领域发挥着重要的作用。
而导航雷达控制电路板则是保证雷达稳定运行的重要部件，控制电路板的测试与诊断是确保雷达运行的核心工作。
针对导航雷达控制电路板的测试与诊断，传统的方法往往需要手动检测电路板的各个元器件，测试计算结果，并分析数据，工作量和成本较大。
因此本研究旨在探索边界扫描技术在导航雷达控制电路板的测试与诊断上的实用性和有效性，为实现雷达控制电路板的自动测试和诊断奠定基础。
B. 边界扫描技术的概述边界扫描技术（Boundary Scan）是IEEE标准1149.1所定义的一种通用测试方法，它可以在保持芯片设备处于状态不改变的情况下，通过Access Port对芯片内部的互连电路进行结构测试、功能测试、芯片内部器件诊断，也可以通过这种技术进行编程下载以及重编程等操作，从而实现了高速、无需插拔的设备测试，这一技术在电子工业中被广泛应用。
边界扫描技术可以在不需要改变芯片会话的情况下来测试和诊断设备，这为雷达控制电路板的测试与诊断提供了新思路。
由于导航雷达控制电路较为复杂，常规的测试方法受限于它们操作的复杂性而难以实现高效、可靠的测试。
因此，基于边界扫描技术的自动测试方案可以显著简化测试流程，降低测试成本并提高测试效率。
边界扫描测试技术原理
2.6 TAP控制器口线功能和关系1
TCK为低时Test logic的存储单元保持不变，TCK在上升 沿 采样TMS和TDI输入值，在TCK下降沿TDO输出变化 测试指令（test instruction)和测试数据（test data ）从 TDI输入线输入到指令寄存器（ instruction register ）和 各种数据寄存器（various test data registers ）
边界扫描测试技术原理
员工培训中心 2005年11月15日
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课程目的
1、了解边界扫描器件的基本结构； 2、了解边界扫描测试技术的原理； 3、了解边界扫描描述语言BSDL的基本格式； 4、了解边界扫描测试技术的主要应用； 5、了解边界扫描JTAG接口的设计规范；
可选的Public Instructions
INTEST, RUNBIST
IC厂商可以自定义Public or Private Instructions， Public Instructions的资料必须公开。
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3.2 JTAG电路指令码
BYPASS: 全1，IC厂商可以再分配几个其它的binary code. EXTEST: 全0，IC厂商可以再分配几个其它的binary code. SAMPLE/PRELOAD, INTEST, RUNBIST, IDCODE, USERCODE: IC厂商自行分配binary code。 未分配的binary code表示BYPASS。
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2.4 控制器的16位状态机
边界扫描技术
互联测试步骤：
• 1）TDI经过各移位寄存器与各IC管脚相关的 单元连接，移位激励数据； • 2）更新输出单元上的数据，对PCB电路板 上的连线施加激励； • 3）在各接收IC的输入管脚捕获PCB电路板上 连线的状态； • 4）检查经过边界扫描寄存器向TDO移出的 最后结果。
扫描测试过程
互联测试工作模式
• • • • 1）串行链工作 2）并行链工作 3）多输出工作 4）旁路工作
测试工作模式
边界扫描测试数学模型
• 边界扫描测试是将由一定数量测试向量构 成的测试矩阵T输入电路板A，依据响应矩 阵R进行诊断。测试矩阵中的每个PTV向量 维数为N，它对应于N个网络的布尔输入， 而R矩阵中的每个PRV向量的维数也为N，它 对应于N个网络的布尔输出。因此，实质上 我们可以将被测电路板看作一个N输入/N输 出的系统 • • • 测试存取口( Test Access Port TA P ) TA P 控制器(TAP Controller) 指令寄存器( Instruction Register IR) 测试数据寄存器(Data Register DR )
• IEEE 1149. 1标准规定
标准边界扫描结构
测试存取口（TAP）
• • • • • • 由四个专用引脚组成: 测试数据输入(Test Data In TD I) 测试数据输出(Test Data Out TDO ) 测试模式选择(Test Mode Select TM S ) 测试时钟(Test Clock TCK )。 (另有一个TRST* 为可选)
边界扫描工作方式
• • • • 内部测试方式 外部测试方式 采样测试方式 电路板正常工作方式
外部测试原理
• 边界扫描外部测试是完成对电路板上的互 连故障进行测试诊断，基本思想是在靠近 器件的输入输出管脚处增加一个移位寄存 器单元。在测试期间，这些寄存器单元用 于控制输入管脚的状态（高或低），并读 输出管脚的状态，利用这种基本思想可以 测试出电路板中器件互连的正确性。在正 常工作期间，这些附加的移位寄存器单元 是“透明” 的，不影响电路板的正常工作。
jtag边界扫描的概念
jtag边界扫描的概念
边界扫描（Boundary Scan）是一种测试技术，用于在集成电路板内进行测试，特别是对于那些无法通过传统的测试方法进行测试的复杂电路板。
它利用在每个芯片的输入输出管脚上增加的移位寄存器单元（Boundary-Scan Register Cell），这些寄存器单元分布在芯片的边界上，被称为边界扫描寄存器。
在JTAG调试中，边界扫描是一个非常重要的概念。
当需要调试芯片时，这些寄存器将芯片与外围电路隔离，实现对芯片输入输出信号的观察和控制。
对于输入管脚，可以通过与之相连的边界扫描寄存器单元把数据加载到该管脚中；对于输出管脚，可以通过与之相连的边界扫描寄存器“捕获”（CAPTURE）该管脚上的输出信号。
正常运行状态下，这些边界扫描寄存器单元对芯片是透明的，所以正常的运行不会受到影响。
另外，芯片输入输出管脚上的边界扫描（移位）寄存器单元可以相互连接起来，在芯片的周围形成一个边界扫描链（Boundary-Scan Chain）。
它可以串行地输入和输出，通过相应的时钟信号和控制信号，实现对处在调试状态下的芯片的输入和输出状态的观察和控制。
一般的芯片都会提供几条独立的边界扫描链，对边界扫描链的控制主要是通过TAP（Test Access Port）Controller来完成。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
边界扫描测试系统
边界扫描测试系统一、IEEE1149.1产生的背景当今电子制造商正面临着越来越大的降低成本、提高质量及缩短生产周期的压力，电路板越来越密、器件越来越复杂、电路性能要求也越来越苛刻，这一切直接导致了电子器件的生产商和电子产品的制造商都在倾向于采用最新的器件技术，如GA、CSP、TCP 等更小的封装，以更小的体积提供更强的功能。
但是随之而来的接入问题却日益成为测试的巨大障碍。
为了解决此类问题，IEEE1149.1———边界扫描测试技术应运而生。
二、边界扫描测试的原理边界扫描测试是一种可测试结构技术，它采用集成电路的内部外围所谓的“电子引脚”（边界）模拟传统的在线测试的物理引脚，对器件内部进行扫描测试。
它是在芯片的I/O端上增加移位寄存器，把这些寄存器连接起来，加上时钟复位、测试方式选择以及扫描输入和输出端口，而形成边界扫描通道。
IEEE1149.1标准规定了一个四线串行接口(第五条线是可选的)，该接口称作测试访问端口(TAP)，用于访问复杂的集成电路(IC)，例如微处理器、DSP、ASIC 和CPLD等。
在TDI(测试数据输入)引线上输入到芯片中的数据存储在指令寄存器中或一个数据寄存器中。
串行数据从TDO(测试数据输出)引线上输出。
边界扫描逻辑由TCK(测试时钟)上的信号计时，而且TMS(测试模式选择)信号控制驱动TAP控制器的状态。
TRST*(测试重置)是可选项，可作为硬件重置信号，一般不用。
详细边界扫描结构及信号流程参考图1。
图1中“TAP Controller”其实质上是一个状态切换到6个不同的状态，具体状态逻辑参考图2。
从一个状态切换成另一个状态总是发生在TCK的上升沿，由TMS 从两个状态选择其中一个状态。
在测试向量寄存器中，既有指令寄存器（IR),又有数据寄存器（DR)，而且，为了区分是指令还是数据，扫描链路中的状态图有两个独立的完全类似的结构（Scan DR/ Scan IR)。
测试操作的最重要步骤是移入和同步移出测试数据（DR SHIFT)，新的数据进入移位链，测试数据传送到测试单元DR-update）的输出锁存器中，对于指令寄存器（IR-shift，IR-capture，IR-update）同样如此。
边界扫描
边界扫描背景:早在1985年，几家欧洲的厂商为解决高复杂度IC的测试问题，成立了一个JETAG（Joint European Test Action Group）的组织。
稍后，包含HP（Hewlett Packard）及一些美商公司亦加入了这个组织，该组织更名为JTAG（Joint Test Action Group）。
JTAG发展了BOUNDARY-SCAN 的技术，并于1989年将BOUNDARY-SCAN 的JTAG Rev 2.0 版，移转给电机电子工程师协会（Institute Electrical and Electronic Engineers, IEEE），并于1990年成为IEEE Standard1149.1-1990。
定义:边界扫描技术是一种应用于数字集成电路器件的测试性结构设计方法。
所谓“边界”是指测试电路被设置在IC器件逻辑功能电路的四周，位于靠近器件输入、输出引脚的边界处。
所谓“扫描”是指连接器件各输入、输出引脚的测试电路实际上是一组串行移位寄存器，这种串行移位寄存器被叫做“扫描路径”，沿着这条路径可输入由“0” 和“1”组成的各种编码，对电路进行“扫描”式检测，从输出结果判断其是否正确。
结构:引脚:寄存器:1指令寄存器:用来决定是否进行扫描测试和访问数据寄存器操作。
2旁路寄存器:旁路寄存器只有1位，它提供了一条从TDI到TDO之间的最短通道。
当选择了旁路寄存器，实际上没有执行边界扫描测试，它的作用是为了缩短扫描路径，将不需要测试的数据寄存器旁路掉，以减少不必要的扫描时间。
3边界扫描寄存器边界扫描寄存器由大量置于集成电路输入输出引脚附近的边界扫描单元组成。
边界扫描单元首尾相连构成一个串行移位寄存器链，它使用TDI引脚作为输入，TDO引脚作为输出。
在测试时钟TCK的作用下，从TDI加入的数据可以在边界扫描寄存器中进行移动扫描。
设计人员可用边界扫描寄存器来测试外部引脚的连接，或是在器件运行时捕获内部数据。
Boundary scan
什么是boundary scan?边界扫描(Boundary scan )是一项测试技术，是在传统的在线测试不在适应大规模，高集成电路测试的情况下而提出的，就是在IC设计的过程中在IC的内部逻辑和每个器件引脚间放置移位寄存器(shift register).每个移位寄存器叫做一个CELL。
这些CELL准许你去控制和观察每个输入/输出引脚的状态。
当这些CELL连在一起就形成了一个数据寄存器链(data register chain),我门叫它边界寄存器(boundaryregister)。
除了上面的移位寄存器外，在IC上还集成测试访问端口控制器 (TAP controller),指令寄存器(Instruction register)对边界扫描的指令进行解码以便执行各种测试功能。
旁路寄存器(bypass register)提供一个最短的测试通路。
另外可能还会有IDCODE register和其它符合标准的用户特殊寄存器。
下图是一个典型的具有边界扫描功能的IC。
边界扫描器件典型特征及边界扫描测试信号的构成。
如果一个器件是边界扫描器件它一定有下面5个信号中的前四个：1．TDI (测试数据输入)2．TDO (侧试数据输出)3．TMS (测试模式选择输入)4．TCK (测试时钟输入)5．TRST (测试复位输入，这个信号是可选的)测试访问端口控制器(TAP controller)TMS，TCK，TRST构成了边界扫描的测试访问端口控制器(TAP controller)。
TAP (the test access port)是一个通用的端口，用来引入控制信号到边界扫描器件(TCK,TMS,TRST*)并且为边界扫描提供串行的输入，输出信号(TDI,TDO)TAP controller是一个16位的状态机，可以通过TMS(test mode selection)和TCK(test clock input)对TAP controller进行编程控制它的状态，TAP controller控制进入指令寄存器(instruction register)和数据寄存器(data register)数据流。
JTAG技术原理
JTAG技术俗称边界扫描技术，是近代发展起来的高级测试技术。
随着电子技术的高速发展，电路已经进入超大规模时代，芯片的封装技术也日新月异，从最初的DIP到QFP，已经当今的BGA，电路的物理可测试性正在逐渐消失。
为了寻找更先进的测试技术，1985年，IBM、AT&T、Texas Instruments、Philips、Siemens、Alcatel、Ericsson等几家公司联合成立了JETAG(Joint European Test Action Group欧洲联合测试行动小组)，并提出边界扫描技术。
通过存在于器件输入输出管脚与内核电路之间的BSC(Boundary Scan Cell)对器件及其外围电路进行测试。
1986年，一些欧洲之外的其他公司加入该组织，JETAG组织的成员已不仅仅局限在欧洲，所以该组织名称由JETAG更改为JTAG。
1990年，IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)正式承认JTAG标准，命名为IEEE1149.1-1990。
JTAG主要有以下几个方面应用：1).互连测试。
判断互连线路是否存在开路、短路或固定逻辑故障。
2).可编程器件的程序加载。
如FLASH、CPLD、FPGA等器件的加载。
3).电路采样。
器件正常工作时，对管脚状态进行采样观察。
JTAG测试一般使用标准的TAP(Test Access Port)连接器,如下图所示。
A).1号脚为TCK。
JTAG测试参考时钟，由JTAG主控制器提供给被测试器件，该信号需要下拉处理，下拉电阻不能小于330ohm，一般选择1Kohm。
之所以TCK 要下拉处理，是因为JTAG测试规范规定：在TCK为低电平时，被测试器件的TAP 状态机不得发生变化。
所以，默认状态下，TCK必须为低电平，使TAP状态机保持稳定。
最小驱动电流为2mA。
Boundary Scan测试原理及实现
什么是边界扫描(boundary scan)?Boundary Scan测试原理及实现JTAG标准的IC芯片结构IEEE 1149.1 标准背景JTAG什么是边界扫描(boundary scan)?边界扫描(Boundary scan )是一项测试技术，是在传统的在线测试不在适应大规模，高集成电路测试的情况下而提出的，就是在IC设计的过程中在IC的内部逻辑和每个器件引脚间放置移位寄存器(shift register).每个移位寄存器叫做一个CELL。
这些CELL准许你去控制和观察每个输入/输出引脚的状态。
当这些CELL连在一起就形成了一个数据寄存器链(data register chain),我门叫它边界寄存器(boundaryregister)。
除了上面的移位寄存器外，在IC上还集成测试访问端口控制器 (TAP controller),指令寄存器(Instruction register)对边界扫描的指令进行解码以便执行各种测试功能。
旁路寄存器(bypass register)提供一个最短的测试通路。
另外可能还会有IDCODE register和其它符合标准的用户特殊寄存器。
边界扫描器件典型特征及边界扫描测试信号的构成。
如果一个器件是边界扫描器件它一定有下面5个信号中的前四个：1．TDI (测试数据输入)2．TDO (侧试数据输出)3．TMS (测试模式选择输入)4．TCK (测试时钟输入)5．TRST (测试复位输入，这个信号是可选的)TMS,TCK,TRST构成了边界扫描测试端口控制器(TAP controller)，它负责测试信号指令的输入，输出，指令解码等，TAP controller是一个16位的状态机，边界扫描测试的每个环节都由它来控制，所以要对TAP controller有一个比较清楚的了解。
在后续的文章中还会向大家介绍边界扫描的其它方面。
边界扫描为开发人员缩短开发周期，并且提供良好的覆盖率和诊断信息。
jtag时序定义 -回复
jtag时序定义-回复"JTAG时序定义"JTAG或称为边界扫描测试（Boundary Scan Test）是一种用于测试和诊断集成电路（IC）的技术。
它是通过在IC的边界上添加额外的逻辑电路来实现的。
这些电路允许对IC进行测试，在设计和制造过程的各个阶段进行故障诊断和调试。
在深入了解JTAG的工作原理和时序定义之前，我们先来了解一下JTAG 的基本原则以及其在现代电子设备中的作用。
JTAG的基本原则是通过在电路的边界上引入一个环形移位寄存器（Chain），使所有的逻辑设备连接在一起，并能够通过一个统一的接口进行访问。
这种连接方式允许通过JTAG接口逐个扫描移位寄存器，并对每个设备进行测试和诊断。
这对于检测和修复复杂电子系统中的开放和短路等问题至关重要。
现代电子设备中的许多组件都支持JTAG接口，并采用了标准的JTAG时序定义。
这些时序定义包括：Test-Logic-Reset（TLR）、Run-Test/Idle （RTI）、Shift-IR（SIR）、Shift-DR（SDR）和更新数据寄存器（Update-IR/DR）等。
首先，Test-Logic-Reset（TLR）是JTAG测试时序的起始点。
在TLR期间，所有的边界扫描寄存器（BSR）和移位寄存器都会被清零并重置到其初始状态。
这个步骤确保了一个可重复的测试状态，为后续的测试做好准备。
接下来是Run-Test/Idle（RTI）期间。
在RTI期间，设备会处于一个空闲状态，等待后续的指令。
这个步骤对于等待外部指令是非常重要的，例如Shift-IR、Shift-DR或者其他执行测试和诊断操作的指令。
Shift-IR（SIR）和Shift-DR（SDR）是JTAG测试过程中最重要的两个步骤。
在Shift-IR期间，所有设备的指令被逐个扫描进入其边界扫描寄存器中。
每个设备都会根据其扫描链长度移动指令位。
Shift-DR期间则是将数据从一个设备的输出移入下一个设备的输入。
dft的测试方法
dft的测试方法DFT的测试方法概述DFT（Design for Testability，测试性设计）是一种设计方法，旨在确保电子设备的可测试性和可靠性。
它包括在设计过程中引入测试功能，以便更容易地检测和诊断设备的故障。
本文将介绍DFT的测试方法，并探讨其在电子设备制造过程中的重要性和应用。
1.扫描链测试扫描链测试是DFT中最常用的测试方法之一。
它通过在设计中引入扫描链，将电路分成多个扫描链，使得测试信号可以从输入端口进入电路，然后通过扫描链输出。
这种方法可以大大简化测试过程，提高测试覆盖率和效率。
同时，扫描链测试还可以检测到电路中的短路、开路和延迟故障等问题。
2.边界扫描测试边界扫描测试是一种用于测试集成电路（IC）边界的DFT技术。
它通过在IC设计中引入边界扫描链，将输入和输出端口与边界扫描链相连接，从而实现对IC边界的测试。
边界扫描测试可以有效地测试IC边界上的逻辑和电气特性，并提供高测试覆盖率和可靠性。
3.存储器BIST测试存储器BIST（Built-In Self-Test，内建自测试）是一种用于测试存储器的DFT技术。
它通过在存储器中内置测试电路和算法，实现存储器的自测试。
存储器BIST测试可以在芯片制造过程中自动进行，无需外部测试设备，大大提高了测试效率和可靠性。
4.电路自适应测试电路自适应测试是一种基于DFT的自适应测试方法。
它通过在电路中引入自适应测试电路，实现对电路的自动测试和故障诊断。
电路自适应测试可以根据电路的实际工作状态和测试需求，自动选择最佳的测试算法和参数，提高测试效率和准确性。
5.故障模拟测试故障模拟测试是一种基于DFT的故障检测方法。
它通过在设计中引入故障模拟电路，模拟故障情况，然后利用模拟结果进行故障检测和诊断。
故障模拟测试可以帮助设计人员了解电路的故障情况，优化设计和测试策略，提供更可靠的电子设备。
6.片上监测测试片上监测测试是一种用于监测电子设备工作状态的DFT技术。
边界扫描技术在某雷达控制模块测试中的应用
边界扫描技术在某雷达控制模块测试中的应用摘要：随着相控阵雷达技术的发展，雷达控制模块电路呈现出数字化、模块化、集成化和系统化的特点，其中雷达性能展示在雷达控制模块。
雷达控制模块作为阵面模块的典型代表，其性能追求数据交换快速、准确、故障判故实时，故大多采用高速数字化器件模块，该类模块调试过程中面临着测试方法的变革。
传统调试测试通过示波器、逻辑分析仪等常规仪器仪表实现数字电路的波形和数字逻辑的分析，但以雷达控制模块为代表的高速、高实时性的模块，无法继续使用常规仪器仪表进行有效的调试及故障诊断。
关键词：边界扫描技术；雷达控制边界扫描技术是解决了链路高集成化、高性能化、小型化带来的传统调试设备无法有效测试的问题，实现了总线级的芯片及印制板的功能测试。
本文研究边界扫描技术结合相关适配硬件，以提高雷达控制模块故障诊断效率。
1 边界扫描测试技术原理1.1 基本结构边界扫描控制测试基本结构适用于集成电路(IC)设计，其硬件结构组成主要有测试访问端口(TAP)、TAP控制器、指令寄存器(IR)和数据寄存器(DR)四部分组成。
TAP控制器为16状态的状态机，主要包括复位、运行/空闲、选择数据寄存器扫描、选择指令寄存器扫描、指令捕获和指令移位。
每个端口配置相应的边界扫描单元配合完成相应动作。
由TCK(测试时钟信号)、TMS(测试模式选择信号)两个控制信号(可能包含TRST，即复位信号)组成，控制着TDI(测试数据输入信号)移位进入芯片内部并通过TDO(测试数据输出信号)移位输出。
1.2 测试类型边界扫描测试的对象主要为器件之间的互连及器件的系统功能，用于测试电路板的短路、开路、虚焊情况和器件逻辑功能是否正常。
根据其扫描对象可将边界扫描分为三种类型。
1)链完整性测试链路完整是边界扫描基础，只有链路完整，才能依赖边界扫描的结果对被测件进行故障诊断。
TAP管脚出现焊接问题可能导致链路扫描不正常，必须对其进行修复，链扫描测试才能通过。
JTAG技术详解
JTAG技术俗称边界扫描技术，是近代发展起来的高级测试技术。
随着电子技术的高速发展，电路已经进入超大规模时代，芯片的封装技术也日新月异，从最初的DIP到QFP，已经当今的BGA，电路的物理可测试性正在逐渐消失。
为了寻找更先进的测试技术，1985年，IBM、AT&T、Texas Instruments、Philips、Siemens、Alcatel、Ericsson等几家公司联合成立了JETAG(Joint European Test Action Group欧洲联合测试行动小组)，并提出边界扫描技术。
通过存在于器件输入输出管脚与内核电路之间的BSC(Boundary Scan Cell)对器件及其外围电路进行测试。
1986年，一些欧洲之外的其他公司加入该组织，JETAG组织的成员已不仅仅局限在欧洲，所以该组织名称由JETAG更改为JTAG。
1990年，IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)正式承认JTAG标准，命名为IEEE1149.1-1990。
JTAG主要有以下几个方面应用：1).互连测试。
判断互连线路是否存在开路、短路或固定逻辑故障。
2).可编程器件的程序加载。
如FLASH、CPLD、FPGA等器件的加载。
3).电路采样。
器件正常工作时，对管脚状态进行采样观察。
JTAG测试一般使用标准的TAP(Test Access Port)连接器,如下图所示。
A).1号脚为TCK。
JTAG测试参考时钟，由JTAG主控制器提供给被测试器件，该信号需要下拉处理，下拉电阻不能小于330ohm，一般选择1Kohm。
之所以TCK 要下拉处理，是因为JTAG测试规范规定：在TCK为低电平时，被测试器件的TAP 状态机不得发生变化。
所以，默认状态下，TCK必须为低电平，使TAP状态机保持稳定。
最小驱动电流为2mA。
用边界扫描技术检测非边扫器件
用边界扫描技术检测非边扫器件I. 引言- 简述非边扫描器件的概念及应用背景- 阐述目前检测非边扫描器件所面临的困难和挑战II. 综述边界扫描技术- 介绍边界扫描技术的基本原理和特点- 讨论边界扫描技术在检测集成电路中的应用情况III. 基于边界扫描技术的非边扫描器件检测方案- 提出基于边界扫描技术的非边扫描器件检测方案- 阐述该方案的实现方法IV. 方案实验与结果分析- 设计实验样本集并进行实验测试- 分析实验结果，评估方案的检测能力和鲁棒性V. 结论- 总结该非边扫描器件检测方案的优势和局限性- 展望该方案在未来的应用前景及发展方向附：参考文献边界扫描技术是针对数字集成电路（Integrated Circuit，IC）的一种测试技术。
随着集成电路技术的飞速发展，集成度逐渐提高，而集成度的提高也意味着芯片的复杂度将会不断增加，测试成为设计和制造中的核心问题之一。
因此，边界扫描技术应运而生，被广泛应用于芯片测试、故障定位等领域。
其主要原理是在芯片电路的边缘添加额外的控制逻辑，使得这些逻辑可以通过扫描链(SCAN Chain)或者测试向量实现对芯片中部的逻辑单元（logic cell）的任意访问，从而实现对芯片进行完整测试和故障检测。
目前，边界扫描技术已经成为了集成电路测试领域的主流技术之一。
边界扫描技术最初是用于边缘所处的测试程序，常被称为Boundary-Scan，后来不断发展，并广泛应用于各种汽车、飞机、医疗等电子器件的测试中。
据统计，目前已经有超过90%的现代器件集成了边界扫描技术。
此外，随着数字系统的迅速变化，复杂性越来越高，加上我们要减少设计调试的时间，遇到放大比赛技术上的小问题也可能成为一场惨痛的经验，因此边界扫描技术也可以用于故障诊断和电路分析的方面。
但是，在实际应用中，边界扫描技术仅适用于带有边缘扫描逻辑的芯片。
而对于一些没有边缘扫描逻辑的非边缘扫描器件，如异步逻辑、多级管脚等，传统的边缘扫描技术往往无法应用。
边界扫描（boundaryscan）
边界扫描（boundaryscan）边界扫描(Boundary scan )是⼀项测试技术，是在传统的在线测试不在适应⼤规模，⾼集成电路测试的情况下⽽提出的，就是在IC设计的过程中在IC的内部逻辑和每个器件引脚间放置移位寄存器(shift register).每个移位寄存器叫做⼀个CELL。
这些CELL准许你去控制和观察每个输⼊/输出引脚的状态。
当这些CELL连在⼀起就形成了⼀个数据寄存器链(Data Register Chain)，我们叫它边界寄存器(Boundary Register)。
除了上⾯的移位寄存器外，在IC上还集成测试访问端⼝控制器 (TAP controller)，指令寄存器(Instruction Register)对边界扫描的指令进⾏解码以便执⾏各种测试功能。
旁路寄存器(bypass register)提供⼀个最短的测试通路。
另外可能还会有IDCODE register和其它符合标准的⽤户特殊寄存器。
边界扫描器件典型特征及边界扫描测试信号的构成。
如果⼀个器件是边界扫描器件它⼀定有下⾯5个信号中的前四个：1．TDI (测试数据输⼊)2．TDO (侧试数据输出)3．TMS (测试模式选择输⼊)4．TCK (测试时钟输⼊)5．TRST (测试复位输⼊，Optional)TMS，TCK，TRST构成了边界扫描测试端⼝控制器(TAP controller)，它负责测试信号指令的输⼊，输出，指令解码等，TAP controller是⼀个16位的状态机，边界扫描测试的每个环节都由它来控制。
在后续的⽂章中还会向⼤家介绍边界扫描的其它⽅⾯。
边界扫描为开发⼈员缩短开发周期，并且提供良好的覆盖率和诊断信息。
在不了解IC内部逻辑的情况下快速的开发出优秀的测试程序。
在未来的测试领域，边界扫描将会得到⼴泛的应⽤。
边界扫描测试发展于上个世纪90年代，随着⼤规模集成电路的出现，印制电路板制造⼯艺向⼩，微，薄发展，传统的ICT 测试已经没有办法满⾜这类产品的测试要求。
边界测试技术原理
4.7 边界扫描的主要应用－VCCT
4.8 边界扫描的主要应用－VCCT
VCCT:Virtual Component Cluster Test
4.10 边界扫描的主要应用－PPT
PPT:Parallel Port Test
通 过 计 算 机 并 口 进 行 BS测 试 ， 不 需 要 其 他 任 何 设 备 可 以 测 试 到 5种 类 型 的 网 络 ： 纯 粹 的 BS器 件 之 间 的 网 络 （ VIT） ； VC C T的 网 络 ； 上 下 拉 的 网 络 ； 有 测 试 点 的 网 络 ； TAP 口 的 网 络 。
5.1 边界扫描设计规范
JTAG 管脚上下拉须符合规 范，且都有测试点。 尽可能使用 2× 5PIN 插 座。 尽可能连成一条菊花链。 应能保证菊花链的信号质 量。 DKBA01-200101-010 《 JTAG 接口电路设计规 范》 DKBA3551-2001.08 《 ICT 可测性设计规范》
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2.5 TAP控制器
TAP 控 制 器 是 16-states 的 有 限 状 态 机 TAP 控 制 器 的 状 态 在 TCK 的 上 升 沿 变 化 TAP 控 制 器 在 上 电 时 进 入 逻 辑 复 位 状 态 Shift-IR state 扫 描 IR ， TDO 输 出 有 效 Shift-DR state 扫 描 DR ， TDO 输 出 有 效 其 它 状 态 下 TDO 输 出 无 效
3.4 BYPASS指令的执行
边界扫描测试技术
进入每个模块的第 一步是捕捉数据，对于 数据寄存器，在捕捉状 态把数据并行加载到相 应的串行数据通道中； 对指令寄存器则是把指 令信息捕捉到指令寄存 器中。
TAP控制器从捕捉状态 既可进入移位状态，也可 进入跳出1状态。通常，捕 捉状态后紧跟移位状态， 数据在寄存器中移位。
在 移 位 状 态 之 后 ， TAP
TAP—Test Access Port 5
BST电路一般采用4线测试接口，若测试信号中有复位 信号，则采用5线测试接口。这5个信号的引脚名称及含义 如下表。
引脚 名 称
功
能
TDI
测试数据输入
指令和测试编程数据的串行输入引脚。数据 在TCK的上升沿移入。
指令和测试编程数据的串行输出引脚，数据 TDO 测试数据输出 在TCK的下降沿移出。如果数据没有正在移
（2）进入边界扫描测试状态
若要进行边界扫描测试，可以在TMS与TCK的配合控制 下退出复位，进入边界扫描测试所需的各个状态。
在TMS和TCK的控制下，TAP控制器跳出测试逻辑复位 状态，从选择数据寄存器扫描(Select-DR-Scan)或选择指令寄 存器扫描(Select-IR-Scan)进入扫描测试的各个状态。数据寄 存器扫描和指令寄存器扫描两个模块的功能类似。
常工作数据从NDI进，从NDO出。在测试状态，可以选择数据流动
的通道：对于输入的IC管脚，可以选择从NDI或从TDI输入数据；
对于输出的IC管脚，可以选择O。
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边界扫描单元能够迫使逻辑追踪引脚信号，也能从引脚或 器件核心逻辑信号中捕获数据。强行加入的测试数据串行地移 入边界扫描单元，捕获的数据串行移出。
（3）边界扫描寄存器
边界扫描寄存器由大量置于集成电路输入输出引脚附近的
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IEEE1149.1-1990标准，要求在集成电路中加入边界扫描电路，在板级测试时，可以在主控器的控制下，构成一条在集成电路边界绕行的移位寄存器链，对板内集成电路的所有引脚进行扫描，通过将测试数据串行输入到该寄存器链的方法，检查发现PCB上的器件焊接故障和板内连接故障。
IEEE1149.1定义了边界扫描器件的四线测试访问端口（TAP）：TDI、TDO、TCK、TMS，常称为JTAG接口。
TDI（测试数据输入）、TDO（测试数据输出）、TCK（测试时钟）、TMS （测试模式选择）。
TAP控制器支持的几种测试模式：外测试，内测时，运行测试等等。
具有边界扫描功能器件的每一个引脚都与一个串行移位寄存器（SSR）的单元相接，称为边界扫描单元。
边界扫描单元连在一起构成一个移位寄存器链，用于控制和检测器件引脚。
IEEE1149.1标准测试结构：
TAP、TAP控制器、指令寄存器和数据寄存器。
TAP控制器由TCK和TMS控制。
在测试逻辑内部，一系列边界扫描指令寄存器以及解码逻辑处于TAP控制器控制之下，并将TDI信号经过可控的延迟之后从TDO输出。
指令寄存器用于设置数据寄存器(Data Register)的工作模式。
有两种数据寄存器必须存在，一是旁路寄存器（Bypass Register），而是边界寄存器(Boundary Register)。
TAP控制器：
包含16个状态的有限状态机，由TCK上升沿采样的TMS状态来控制。
指令寄存器：
指令寄存器由串行移位寄存器和并行锁存寄存器组成，长度等于器件边界扫描测试指令的长度。
指令寄存器的行为由TAP控制器的状态决定，根据移入指令的内容将某一数据寄存器连接到TDI和TDO之间。
在进行测试操作时，测试指令首先经TDI移入指令寄存器，然后送入指令锁存器，最后TAP控制器将锁存器中的指令译码后，配合其输出信号来控制其它扫描逻辑。
数据寄存器：
1.旁路寄存器不需要并行锁存寄存器，且长度只由1位。
用以旁路其所在的器件，可缩短扫描链长度。
2.边界寄存器是最重要的数据寄存器，置于器件的输出或输入管脚（TAP管脚除外）附近，主要用于控制和检测管脚的输入输出。