基于USB 2.0的邊界掃描控制器設(shè)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(nèi)容，主要用來檢測測試板上各個網(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)測試需要，兼顧測試時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(shù)序列算法、計數(shù)補償算法、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)主界面選擇的測試要求，將掃描鏈上不需要進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(jù)主界面選擇的算法和芯片互連網(wǎng)絡(luò)節(jié)點文件生成。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(jié)點上，需要對生成的初級測試代碼進行處理。變換思想是根據(jù)芯片物理管腳和邊界掃描單元的對應(yīng)關(guān)系，將生成的對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管腳的測試數(shù)據(jù)填入到其在邊界掃描鏈路中對應(yīng)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(jié)構(gòu)的芯片或電路板進行功能測試以及對不具有邊界掃描結(jié)構(gòu)的器件進行簇測試。其測試數(shù)據(jù)和測試響應(yīng)數(shù)據(jù)都是根據(jù)芯片邏輯定義好的。對于簇測試芯片，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試芯片的虛擬邊界掃描單元，來進行測試數(shù)據(jù)的加載和捕獲。因此網(wǎng)絡(luò)節(jié)點文件不能通過查找網(wǎng)絡(luò)表文件自動生成，需要自己定義，其格式與執(zhí)行互連測試時生成的文件相同。讀取文件中預(yù)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。其他進行采樣測試、機內(nèi)自檢測試時只需要輸入測試指令分析測試結(jié)果，并不需要生成額外的測試數(shù)據(jù)。
3．3 測試響應(yīng)分析及故障診斷
測試響應(yīng)分析及故障診斷模塊對測試響應(yīng)數(shù)據(jù)進行分析，以確定目標電路板有無故障、故障位置和故障類型，并將分析結(jié)果送給主界面進行顯示。進行故障分析時首先要對測試響應(yīng)向量進行初處理，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)進行分析。進行完整性測試故障診斷時，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)向量中對應(yīng)于各個芯片的CAPTURE-IR值和IDCODE值分析出來與標準值進行比較分析，就可以給出故障判斷。進行互聯(lián)測試故障診斷時，需要根據(jù)芯片物理管腳和邊界掃描單元的對應(yīng)關(guān)系將對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點文件中網(wǎng)絡(luò)管腳的測試數(shù)據(jù)從響應(yīng)向量中提取出來。然后根據(jù)分析規(guī)則和輸入的測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)號碼及其對應(yīng)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(yīng)測試管腳的響應(yīng)向量從整個測試響應(yīng)向量中提取出來，與標準的測試結(jié)果進行比較從而確定器件的邏輯功能是否正常。

4 測試結(jié)果
(1) 掃描鏈路的測試。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測試矢量序列掃入到掃描鏈路中，同時將其掃回到主控計算機進行比較，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?qū)σ黄珻PLD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(shù)據(jù)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(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(shù)據(jù)命令將測試響應(yīng)從芯片2中掃回到主控計算機中，并與正確的響應(yīng)進行比較，以對所模擬的四路短路故障、開路故障進行診斷并定位。上述測試均得到了正確的結(jié)果，此外，在進行掃描鏈路的測試中，還對FIFO模塊支持不間斷全速掃描進行了充分的驗證。

5 結(jié)束語
邊界掃描機制的出現(xiàn)是測試及可測試性設(shè)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(shè)計方法。它不僅能對傳統(tǒng)的測試問題提供標準和有效的解決方案；同時還能提高系統(tǒng)各級的可測試性。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)邊界掃描測試系統(tǒng)具有很高的現(xiàn)實意義和市場價值。而邊界掃描測試軟件作為邊界掃描測試系統(tǒng)的操作部分更需要通過合理的設(shè)計使測試過程自動化、測試對象通用化、診斷結(jié)果精確可靠，更好地發(fā)揮邊界掃描測試技術(shù)的優(yōu)點，推動邊界掃描測試技術(shù)的推廣和應(yīng)用。