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中图分类号:TN407 文献标识码:A 录用稿件
基于USB总线的边界扫描测试主控系统的设计
薛 军 潘高峰 朱 莉
(中国卫星海上测控部, 江苏 江阴, 214431)
【摘 要】分析了边界扫描测试技术的工作机制对测试主控系统的功能需求,提出了一种基于USB总线的低成本
边界扫描测试主控系统的硬件设计方案。该系统以便携式计算机为平台,用FPGA实现JTAG主控器生成满足
IEEE1149.1协议的边界扫描测试信号,并用普通的SRAM实现存储器共享。该系统可以对系统级、PCB级和芯片级
集成电路进行边界扫描测试以及进行边界扫描测试的研究和实验。通过试验,系统性能满足设计要求。
【关键词】测试系统 边界扫描 USB2.0
AUSBbasedBoundaryScanTestingSystem
Xuejun Pangaofeng Zhuli
(MarineDepartmentofSatelliteTracingandMetering,JiangyinChina,214431)
Abstract:Themechanismofboundaryscantestandthefunctionalrequirementofboundaryscan
testerareanalyzed,andaUSBbasedboundaryscantestingsystemispresented.Inthesystem,
notebookPCworksasaplatform,theJTAG controllerthatgeneratetheboundaryscantestingsignals
isrealizedbyusingFPGAchip,andSRAMchipsisusedasthesharedmemory.Itcanbeusedinthe
boundaryscantestingofICandPCB,aswellasintheresearchandexperimentofthetechnology.By
experiment,thesystemfunctionsatisfydesignrequest.
Keyword:testsystem;boundaryscan;USB2.0
1 前言
随着超大规模集成电路(VLSI)、表面安装器件(SMD)、多层印制电路板(MPCB) 等技术的发
展,使得统一测控系统综合基带印制电路板上电路节点的物理可访问性正逐步恶化,电路和系统
1
的可测试性急剧下降,常规测试面临挑战。通过研究VLSI 芯片资料表明,大多数VLSI芯片都
带边界扫描结构,如果将边界扫描技术应用到板级测试中,无疑将对电路板的连接故障和器件
失效的准确诊断起到非常重要的作用。边界扫描测试主控系统是实现这一技术必不可少的硬件
系统。
从JTAG(Joint Test Action Group)提出该技术至今的十几年中,边界扫描测试技术已得到
2
了一些应用,并将有广阔的应用前景。本设计在分析边界扫描测试受控系统工作机制的基础上
提出一种基于USB总线的边界扫描测试主控系统的设计方案和实现电路。该方案具有结构简单、
成本低、便携性的特点。
2 功能需求
IEEE1149.1标准规定的边界扫描测试受控系统的体系结构包括四个测试访问端口(又称
JTAG接口):测试数据输入端口TDI,测试数据输出端口TDO,测试时钟TCK,测试方式选择TMS。3
主要硬件单元为TAP控制器,指令寄存器,边界扫描寄存器及旁路寄存器。可选的有测试复位输
入TRST及其他可选的测试数据寄存器。指令寄存器和所有测试数据寄存器的工作由TAP控制器产
生的信号来控制。TAP控制器是一个时序电路,由TMS和TCK信号驱动。TAP控制器共有16 种状态,
其状态转换满足IEEE1149.1标准定义的状态要求。TAP控制器的这些状态提供了边界扫描测试所
需的全部过程,其中包括:1)提供信号将指令移入指令寄存器中;2)提供信号将测试数据移
入测试数据寄存器中(经TDI),并把测试响应数据从这些寄存器移出(经TDO);3)提供信号完成
测试操作,如捕获
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