基于USB 2.0的邊界掃描控制器設計

電路板芯片間的互連測試是邊界掃描測試技術(shù)的主要測試內容，主要用來(lái)檢測測試板上各個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接是否正常，是否存在固定邏輯故障、開(kāi)路故障、橋接短路故障和其他特殊故障。根據測試需要，兼顧測試時(shí)間和測試精度兩方面的要求，在軟件中采用了5種不同的測試向量生成算法(分別為改良計數序列算法、計數補償算法、移位—算法、等權值抗誤判算法、極小權值—極大相異性算法)。根據主界面選擇的測試要求，將掃描鏈上不需要進(jìn)行測試的芯片送入旁路指令，而被測試芯片則送入外測試指令。以此準則生成互聯(lián)測試指令代碼，串行加載到鏈路芯片的指令寄存器上?；ミB測試向量則需要根據主界面選擇的算法和芯片互連網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)文件生成。為了保證生成的測試向量能夠準確地加載到互連網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)上，需要對生成的初級測試代碼進(jìn)行處理。變換思想是根據芯片物理管腳和邊界掃描單元的對應關(guān)系，將生成的對應網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)管腳的測試數據填入到其在邊界掃描鏈路中對應的位置，形成可加載到掃描鏈上的測試向量。器件的功能測試主要包括對具有邊界掃描結構的芯片或電路板進(jìn)行功能測試以及對不具有邊界掃描結構的器件進(jìn)行簇測試。其測試數據和測試響應數據都是根據芯片邏輯定義好的。對于簇測試芯片，需要用它周?chē)木哂羞吔鐠呙杞Y構的芯片的邊界掃描單元作為簇測試芯片的虛擬邊界掃描單元，來(lái)進(jìn)行測試數據的加載和捕獲。因此網(wǎng)絡(luò )節點(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，其格式與執行互連測試時(shí)生成的文件相同。讀取文件中預先定義的測試向量并變換成能最終加載到鏈路上的測試向量的方法也與互聯(lián)測試相同。其他進(jìn)行采樣測試、機內自檢測試時(shí)只需要輸入測試指令分析測試結果，并不需要生成額外的測試數據。
3．3 測試響應分析及故障診斷
測試響應分析及故障診斷模塊對測試響應數據進(jìn)行分析，以確定目標電路板有無(wú)故障、故障位置和故障類(lèi)型，并將分析結果送給主界面進(jìn)行顯示。進(jìn)行故障分析時(shí)首先要對測試響應向量進(jìn)行初處理，剔除垃圾數據，然后將有效的響應數據代入故障診斷函數進(jìn)行分析。進(jìn)行完整性測試故障診斷時(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向量中對應于各個(gè)芯片的CAPTURE-IR值和IDCODE值分析出來(lái)與標準值進(jìn)行比較分析，就可以給出故障判斷。進(jìn)行互聯(lián)測試故障診斷時(shí)，需要根據芯片物理管腳和邊界掃描單元的對應關(guān)系將對應于網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)文件中網(wǎng)絡(luò )管腳的測試數據從響應向量中提取出來(lái)。然后根據分析規則和輸入的測試向量分析出存在固定邏輯故障、開(kāi)路故障、橋接短路故障和特殊故障的網(wǎng)絡(luò )號碼及其對應的互連芯片管腳號碼，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試故障診斷方式與互聯(lián)測試基本相同，也需要把對應測試管腳的響應向量從整個(gè)測試響應向量中提取出來(lái)，與標準的測試結果進(jìn)行比較從而確定器件的邏輯功能是否正常。

4 測試結果
(1) 掃描鏈路的測試。先用移位指令命令將取樣預加載指令(SAMPLE／PRELOAD)送出，然后用移位數據命令將一系列1010…10測試矢量序列掃入到掃描鏈路中，同時(shí)將其掃回到主控計算機進(jìn)行比較，判斷掃描鏈路是否完好；
(2)獲取器件標識。用移位指令命令對兩片支持邊界掃描測試功能的芯片發(fā)器件標志代碼(IDCODE)指令，或對一片CPLD發(fā)旁路指令(BY-PASS)，另一片發(fā)器件標志代碼(IDCODE)指令，然后用移位數據命令將32位器件標志從器件標志寄存器掃出，以獲得被測器件的器件標志；
(3)互連測試。先用移位指令命令將取樣預加載指令(SAMPLE／PRELOAD)送出，然后用移位數據命令將用于互連測試的測試矢量送人芯片1中，隨后用移位指令命令將外測試指令(EXTEST)送出，再用移位數據命令將測試響應從芯片2中掃回到主控計算機中，并與正確的響應進(jìn)行比較，以對所模擬的四路短路故障、開(kāi)路故障進(jìn)行診斷并定位。上述測試均得到了正確的結果，此外，在進(jìn)行掃描鏈路的測試中，還對FIFO模塊支持不間斷全速掃描進(jìn)行了充分的驗證。

5 結束語(yǔ)
邊界掃描機制的出現是測試及可測試性設計思想的一次飛躍，它提供了一種完整的、標準化的VLSI電路可測試性設計方法。它不僅能對傳統的測試問(wèn)題提供標準和有效的解決方案；同時(shí)還能提高系統各級的可測試性。隨著(zhù)邊界掃描技術(shù)的發(fā)展以及日益廣泛的應用，開(kāi)發(fā)邊界掃描測試系統具有很高的現實(shí)意義和市場(chǎng)價(jià)值。而邊界掃描測試軟件作為邊界掃描測試系統的操作部分更需要通過(guò)合理的設計使測試過(guò)程自動(dòng)化、測試對象通用化、診斷結果精確可靠，更好地發(fā)揮邊界掃描測試技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)邊界掃描測試技術(shù)的推廣和應用。