边界扫描测试技术(课件)

（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。
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。
核心 逻辑
边界扫描单元BSC的连接图
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边界扫描测试应用示意图
为了测试两个 JTAG 设备的连接，首先将 JTAG 设备 1 的某 个输出测试脚的 BSC 置为高或低电平，输出至 NDO ，然后让 JTAG设备2的输入测试脚来捕获从管脚输入的 NDI 值，再通过 测试数据通道将捕获到的数据输出至 TDO，对比测试结果即可 快速准确地判断这两脚是否连接可靠。 4
TAP—Test Access Port
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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
TDI
名
称百度文库
功
能
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 出，该引脚处于三态。 该输入引脚是一个控制信号，它决定 TAP 控 TMS 测试模式选择 制器的转换。TMS必须在TCK的上升沿之前 建立，在用户状态下TMS应是高电平。 时钟输入到BST电路，一些操作发生在上升 TCK 测试时钟输入 沿，而另一些发生在下降沿。 测试数据输入
8.4.2 TAP控制器
TAP控制器是边界扫描测试的核心，它是一个具有16个状 态的状态机。在TCK的上升沿，TAP控制器利用TMS引脚控制 器件中的边界扫描操作，可以选择使用指令寄存器扫描或数据 寄存器扫描，以及控制边界扫描测试进行状态转换。 TAP控制器的状态图如下。
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数据寄存器分支
指令寄存器分支
8.4 BST电路结构
BST的核心思想是在芯片管脚和芯片内部 逻辑之间，即紧挨元件的每个输入、输出引脚 处增加移位寄存器组，在测试模式下，寄存器 单元在相应的指令作用下，控制输出引脚的状 态，读入输入引脚的状态，从而允许用户对 PCB上的互连进行测试。
指令寄存器(包括译码器) 数据寄存器
测试访问端口(TAP)控制器
8.2 边界扫描技术的含义
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。
测试逻辑复位 六
个
稳 定 状 态
测试运行/等待 数据寄存器移位 指令寄存器移位 数据寄存器 移位暂停 指令寄存器 移位暂停
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（1）进入复位状态
在上电或 IC正常运行时，必须使 TMS最少持续 5 个TCK 周期保持为高电平，或者TRST引脚保持低电平，TAP才能进 入测试逻辑复位状态。这时， TAP发出复位信号使所有的测 试逻辑不影响元件的正常运行。
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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 控制器通过跳出 1 状态可进 入更新状态，也可进入暂 停状态。
抽样/预加载 器件正常工作时允许“快拍” (SAMPLE/PR 抽样/预加载 0001010101 待捕获和待考察的引脚信号。 ELOAD) 外测试 (EXTEST) 旁 路 （BYPASS) 用户码 (UESCODE) ID 码 (IDCODE)
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在暂停状态，数 据移位暂时终止，可 以对数据寄存器或指 令寄存器重新加载测 试向量。 在更新状态，移 入扫描通道的数据被 输出。 从暂停状态出来， 通过跳出2状态可以再 次进入移位状态，或 者经过更新状态回到 运行测试/等待状态。
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8.5 BST操作控制
指令模式: 模 式 指 令 (FLEX10K) 说 明
TRST 测试复位输入 低电平有效，用于初始化或复位BST电路。
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8.4.1 BST寄存器单元
（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。 7
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8.3 BST方法
边界扫描测试是通过在芯片的每个 I/O引脚附加一个边界扫描 单元(BSC—Boundray Scan Cell)以及一些附加的测试控制逻辑实现 的。BSC主要是由一些寄存器组成的。每个BSC有两个数据通道： 测试数据通道和正常数据通道。
核心 逻辑
边界扫描单元BSC的连接图
在正常工作状态：输入和输出数据可以自由通过每个 BSC，正 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，可以选择从BSC输出数据至NDO，也可以选择 2 从BSC输出数据至TDO。