基于USB 2.0的邊界掃描控制器設(shè)計(jì)

電路板芯片間的互連測(cè)試是邊界掃描測(cè)試技術(shù)的主要測(cè)試內(nèi)容，主要用來(lái)檢測(cè)測(cè)試板上各個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接是否正常，是否存在固定邏輯故障、開路故障、橋接短路故障和其他特殊故障。根據(jù)測(cè)試需要，兼顧測(cè)試時(shí)間和測(cè)試精度兩方面的要求，在軟件中采用了5種不同的測(cè)試向量生成算法(分別為改良計(jì)數(shù)序列算法、計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法、移位—算法、等權(quán)值抗誤判算法、極小權(quán)值—極大相異性算法)。根據(jù)主界面選擇的測(cè)試要求，將掃描鏈上不需要進(jìn)行測(cè)試的芯片送入旁路指令，而被測(cè)試芯片則送入外測(cè)試指令。以此準(zhǔn)則生成互聯(lián)測(cè)試指令代碼，串行加載到鏈路芯片的指令寄存器上?；ミB測(cè)試向量則需要根據(jù)主界面選擇的算法和芯片互連網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)文件生成。為了保證生成的測(cè)試向量能夠準(zhǔn)確地加載到互連網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，需要對(duì)生成的初級(jí)測(cè)試代碼進(jìn)行處理。變換思想是根據(jù)芯片物理管腳和邊界掃描單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將生成的對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管腳的測(cè)試數(shù)據(jù)填入到其在邊界掃描鏈路中對(duì)應(yīng)的位置，形成可加載到掃描鏈上的測(cè)試向量。器件的功能測(cè)試主要包括對(duì)具有邊界掃描結(jié)構(gòu)的芯片或電路板進(jìn)行功能測(cè)試以及對(duì)不具有邊界掃描結(jié)構(gòu)的器件進(jìn)行簇測(cè)試。其測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)都是根據(jù)芯片邏輯定義好的。對(duì)于簇測(cè)試芯片，需要用它周圍的具有邊界掃描結(jié)構(gòu)的芯片的邊界掃描單元作為簇測(cè)試芯片的虛擬邊界掃描單元，來(lái)進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的加載和捕獲。因此網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)文件不能通過(guò)查找網(wǎng)絡(luò)表文件自動(dòng)生成，需要自己定義，其格式與執(zhí)行互連測(cè)試時(shí)生成的文件相同。讀取文件中預(yù)先定義的測(cè)試向量并變換成能最終加載到鏈路上的測(cè)試向量的方法也與互聯(lián)測(cè)試相同。其他進(jìn)行采樣測(cè)試、機(jī)內(nèi)自檢測(cè)試時(shí)只需要輸入測(cè)試指令分析測(cè)試結(jié)果，并不需要生成額外的測(cè)試數(shù)據(jù)。
3．3 測(cè)試響應(yīng)分析及故障診斷
測(cè)試響應(yīng)分析及故障診斷模塊對(duì)測(cè)試響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定目標(biāo)電路板有無(wú)故障、故障位置和故障類型，并將分析結(jié)果送給主界面進(jìn)行顯示。進(jìn)行故障分析時(shí)首先要對(duì)測(cè)試響應(yīng)向量進(jìn)行初處理，剔除垃圾數(shù)據(jù)，然后將有效的響應(yīng)數(shù)據(jù)代入故障診斷函數(shù)進(jìn)行分析。進(jìn)行完整性測(cè)試故障診斷時(shí)，利用芯片列表信息文件和邊界掃描描述文件中的定義將響應(yīng)向量中對(duì)應(yīng)于各個(gè)芯片的CAPTURE-IR值和IDCODE值分析出來(lái)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較分析，就可以給出故障判斷。進(jìn)行互聯(lián)測(cè)試故障診斷時(shí)，需要根據(jù)芯片物理管腳和邊界掃描單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系將對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)文件中網(wǎng)絡(luò)管腳的測(cè)試數(shù)據(jù)從響應(yīng)向量中提取出來(lái)。然后根據(jù)分析規(guī)則和輸入的測(cè)試向量分析出存在固定邏輯故障、開路故障、橋接短路故障和特殊故障的網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼及其對(duì)應(yīng)的互連芯片管腳號(hào)碼，并分析給出可能存在的誤判或混淆的網(wǎng)絡(luò)。器件的邏輯功能故障診斷和簇測(cè)試故障診斷方式與互聯(lián)測(cè)試基本相同，也需要把對(duì)應(yīng)測(cè)試管腳的響應(yīng)向量從整個(gè)測(cè)試響應(yīng)向量中提取出來(lái)，與標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較從而確定器件的邏輯功能是否正常。

4 測(cè)試結(jié)果
(1) 掃描鏈路的測(cè)試。先用移位指令命令將取樣預(yù)加載指令(SAMPLE／PRELOAD)送出，然后用移位數(shù)據(jù)命令將一系列1010…10測(cè)試矢量序列掃入到掃描鏈路中，同時(shí)將其掃回到主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較，判斷掃描鏈路是否完好；
(2)獲取器件標(biāo)識(shí)。用移位指令命令對(duì)兩片支持邊界掃描測(cè)試功能的芯片發(fā)器件標(biāo)志代碼(IDCODE)指令，或?qū)σ黄珻PLD發(fā)旁路指令(BY-PASS)，另一片發(fā)器件標(biāo)志代碼(IDCODE)指令，然后用移位數(shù)據(jù)命令將32位器件標(biāo)志從器件標(biāo)志寄存器掃出，以獲得被測(cè)器件的器件標(biāo)志；
(3)互連測(cè)試。先用移位指令命令將取樣預(yù)加載指令(SAMPLE／PRELOAD)送出，然后用移位數(shù)據(jù)命令將用于互連測(cè)試的測(cè)試矢量送人芯片1中，隨后用移位指令命令將外測(cè)試指令(EXTEST)送出，再用移位數(shù)據(jù)命令將測(cè)試響應(yīng)從芯片2中掃回到主控計(jì)算機(jī)中，并與正確的響應(yīng)進(jìn)行比較，以對(duì)所模擬的四路短路故障、開路故障進(jìn)行診斷并定位。上述測(cè)試均得到了正確的結(jié)果，此外，在進(jìn)行掃描鏈路的測(cè)試中，還對(duì)FIFO模塊支持不間斷全速掃描進(jìn)行了充分的驗(yàn)證。

5 結(jié)束語(yǔ)
邊界掃描機(jī)制的出現(xiàn)是測(cè)試及可測(cè)試性設(shè)計(jì)思想的一次飛躍，它提供了一種完整的、標(biāo)準(zhǔn)化的VLSI電路可測(cè)試性設(shè)計(jì)方法。它不僅能對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)試問(wèn)題提供標(biāo)準(zhǔn)和有效的解決方案；同時(shí)還能提高系統(tǒng)各級(jí)的可測(cè)試性。隨著邊界掃描技術(shù)的發(fā)展以及日益廣泛的應(yīng)用，開發(fā)邊界掃描測(cè)試系統(tǒng)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義和市場(chǎng)價(jià)值。而邊界掃描測(cè)試軟件作為邊界掃描測(cè)試系統(tǒng)的操作部分更需要通過(guò)合理的設(shè)計(jì)使測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化、測(cè)試對(duì)象通用化、診斷結(jié)果精確可靠，更好地發(fā)揮邊界掃描測(cè)試技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)邊界掃描測(cè)試技術(shù)的推廣和應(yīng)用。