用下行鏈路實現遠程邊界掃描測試

　　將內部 IEEE 1149 架構與集成在產品中的通信端口鏈接起來，供外界使用。

　　一段時間以來，工程師們按照 IEEE 1149.1 標準（亦稱為“邊界掃描”）在印制電路板上和完整的系統(tǒng)中建立測試架構。不幸的是，一旦產品離開生產線，工程師就無法實際使用五針的 IEEE 1149 連接器，或者針床測試儀上的五個測試點。因此，雖然設備可能仍然具備 IEEE 1149 測試能力，但工程師卻無法使用它們。

　　為繞開這個問題，可以將內部 IEEE 1149 結構連接到產品的通信端口上，供外界使用。這樣，工程師們就無需實際接觸到測試（或邊界掃描）信號，通過 USB 端口、以太網端口、無線遙測信道，或其它媒介，與具有 IEEE 1149 能力的設備傳遞測試信息，例如衛(wèi)星系統(tǒng)或遠程嵌入系統(tǒng)。（工程師通常將順從于 IEEE 1149 的這種技術叫做“邊界掃描”或“JTAG”。JTAG 意為開發(fā) IEEE 標準的聯合測試行動小組。）

　　這種技術需要的設計修改最少，只在要測試的系統(tǒng)即 DUT（待測設備）上增加一個下行鏈路模塊。但是，對測試功能的重新遠程接入會增加少量成本。其實現亦需要在接近邊界

掃描控制器處有一個上行鏈路模塊，這通常會采用一臺 PC（圖 1）。遠程通信技術還可以并行測試多個遠端系統(tǒng)（圖 2），配一個 4合1 邊界掃描 TAP（測試接入端口）。

　　這些通信模塊在某個協議（如傳輸控制協議/互聯網協議 TCP/IP）和標準五線 IEEE 1149 信號之間轉換，否則要將測試儀電氣連接到目標系統(tǒng)。五線的邊界掃描控制器直接連接到上行鏈路模塊。而下行鏈路模塊為目標系統(tǒng)的邊界掃描設備提供五線連接。實際上，模塊與通信鏈接對控制器和目標系統(tǒng)來說運行都是透明的。

　　保持測試軟件

　　目標系統(tǒng)的通信鏈接與硬件改動都要求不改變測試軟件。增加的工具程序可用于建立通信，以及校準由于電纜長度或網絡延遲所造成的任何收發(fā)延遲。這種方法用于 10 Gbps 以太網等通信介質可以在長距離上實現很高的測試速度。

　　以太網 TCP/IP 這樣的通信協議要優(yōu)于直接邊界掃描連接，盡管這似乎有點奇怪。首先，TCP/IP 含有誤差檢測，而 IEEE 1149.1 標準并未定義這種功能。因此，一旦發(fā)生通信錯誤，接收方可以請求重發(fā)。

　　其次，用于 TCP/IP 通信的加密/解密軟件有助于保護嵌入設計中或內含在邊界掃描信息中的知識產權。同樣，加密可以保護通過邊界掃描通道向配置 FPGA 所傳輸的“位流”。

　　如用硬件實現下行鏈路功能（也許采用一片廉價的 PLD，即可編程邏輯器件），則無需在目標系統(tǒng)中使用單獨的 IEEE 1149.1 順從性測試控制器。并且，由于通信介質對控制器和 DUT 是透明的，因此工程師可以連續(xù)使用相同的邊界掃描測試向量。

　　圖 3 是一種典型的網絡拓撲，它是一個制造設施中的通信與測試設備。這種遠程測試配置提供了上行和下行鏈路模塊的協議轉換器。下行鏈路模塊可以作為目標系統(tǒng)的一個組成部分，也可以外接到目標系統(tǒng)。

　　邊界掃描操作發(fā)生在一個同步過程中（圖4a）。測試控制器與 DUT 在 TCK（測試時鐘）信號的上升沿上對所有輸入采樣。這些輸入包括 DUT 的 TDI（測試數據輸入）和 TMS（測試模式選擇），以及測試控制器的 TDO（測試數據輸出）。