1 引言

　　國內(nèi)從90年代中期開始研究邊界掃描技術(shù)，取得了一定的成果，但多是對完全BS (boundary scan)器件的邊界掃描測試，對由非BS器件組成的邏輯簇的測試還鮮見報(bào)道。本文所介紹的基于邊界掃描的邏輯簇測試診斷軟件以Borland C++ Builder為開發(fā)工具，能夠自動產(chǎn)生邏輯簇的串行測試矢量，準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，并附加有邊界掃描結(jié)構(gòu)完備性測試功能模塊，提高了測試可靠性。

　　2 邏輯簇測試診斷軟件設(shè)計(jì)

　　一個(gè)邊界掃描測試診斷過程可以簡述為：首先輸入測試矩陣進(jìn)行激勵(lì)，然后輸出響應(yīng)矩陣，最后通過分析響應(yīng)矩陣就可達(dá)到對故障進(jìn)行診斷定位的目的。所以說，故障診斷問題就集中在測試矩陣的構(gòu)造、列測試向量的并行加載、列響應(yīng)向量的并行采集和響應(yīng)矩陣的分析上。我們在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，利用并行測試矢量描述與簇描述文件來構(gòu)造完備的測試矩陣，將其以串行掃描方式由邊界掃描器件的TDI經(jīng)BS鏈路串行移位送到與邏輯簇相連的相應(yīng)BSC，然后通過TMS發(fā)送測試控制命令，經(jīng)TAP控制器控制BSC完成測試碼的并行加載和響應(yīng)碼的并行采集。測試響應(yīng)碼則經(jīng)BS鏈路串行移位從邊界掃描器件的TDO送到測試機(jī)處理得到響應(yīng)矩陣，最后通過對響應(yīng)矩陣的分析來進(jìn)行邏輯簇電路故障的診斷定位。

　　2.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖

　　邏輯簇測試的程序流程圖如圖1所示，其中各步驟的具體作用如下。

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　　邊界掃描信息數(shù)據(jù)選擇與設(shè)置：設(shè)置PCB板邊界掃描鏈的組成、選擇PCB板的網(wǎng)絡(luò)表、選擇各BS器件的BSDL信息、選擇被測邏輯簇描述文件、輸入其并行測試矢量描述文件。

　　編譯信息：從BS器件信息數(shù)據(jù)庫中讀取各芯片的邊界掃描長度、指令碼、邊界掃描單元總數(shù)、邏輯簇與BS器件互連網(wǎng)絡(luò)總數(shù)及各網(wǎng)絡(luò)的組成，并根據(jù) PCB板的BS鏈組成給各BSC從最靠近TDO端開始編排序號，然后譯出加載診斷矩陣和采集響應(yīng)結(jié)果的對應(yīng)BSC序號。

　　生成測試矩陣：根據(jù)邏輯簇與BS器件互連網(wǎng)絡(luò)總數(shù)及各網(wǎng)絡(luò)的組成，結(jié)合邏輯簇的并行測試矢量或簇描述文件，利用測試生成算法生成測試矢量集，構(gòu)成測試矩陣。

　　邊界掃描結(jié)構(gòu)完備性檢查：進(jìn)行邊界掃描寄存器、指令寄存器等寄存器的功能測試和各TAP端口信號故障測試。

　　TAP控制器復(fù)位并控制其進(jìn)入移位指令寄存器狀態(tài)：在測試時(shí)鐘的上升沿發(fā)送“11111”到TMS引腳，掃描鏈所有芯片TAP控制器處于復(fù)位狀態(tài)。然后再次發(fā)送“01100”到TMS引腳，TAP控制器進(jìn)入移位指令寄存器狀態(tài)。

　　選擇邊界掃描寄存器連接在掃描鏈上：從TDI 引腳發(fā)送各芯片的SAMPLE指令至各芯片的指令寄存器。在測試時(shí)鐘的上升沿發(fā)送 “11100”到TMS端，各芯片選擇邊界掃描寄存器連接在掃描鏈上， TAP控制器進(jìn)入移位數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)。

　　測試矢量輸入掃描鏈并串行移位到相應(yīng)BSC：讀取測試矢量集中的列向量送入對應(yīng)邊界掃描單元(即邏輯簇的虛擬輸入端)等待加載。

　　向掃描鏈各BS器件輸入對應(yīng)的EXTEST指令：在測試時(shí)鐘的上升沿發(fā)送“111100”至TMS端，TAP控制器進(jìn)入移位指令寄存器狀態(tài)，發(fā)送各芯片 EXTEST指令至各芯片的指令寄存器。發(fā)送“111100”至TMS端，通過各芯片輸出端口上的BSC將數(shù)據(jù)加載到網(wǎng)絡(luò)，TAP控制器處于移位指令寄存器狀態(tài)。

　　掃描鏈各BS器件輸入對應(yīng)的SAMPIE指令：發(fā)送各芯片的SAMPLE指令至指令寄存器。在測試時(shí)鐘的上升沿發(fā)送“11100”至TMS端，各芯片從互連網(wǎng)絡(luò)上獲取數(shù)據(jù)并存入輸入端口的BSC中，各芯片TAP控制器進(jìn)入移位數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)。

　　從邊界掃描鏈TDO端串行輸出響應(yīng)數(shù)據(jù)并存儲：連續(xù)發(fā)送N(BSC總數(shù))個(gè)測試時(shí)鐘到TCK端，并在每個(gè)測試時(shí)鐘的下降沿采集TDO引腳移出的數(shù)據(jù)，提取并保存各邏輯簇虛擬輸出端對應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)構(gòu)成響應(yīng)向量。

　　組成響應(yīng)矩陣分析測試結(jié)果：將所有的響應(yīng)向量組成響應(yīng)矩陣，與正確測試響應(yīng)相比較和分析，判斷邏輯簇是否存在故障。

　　2.2 邏輯簇測試的設(shè)置

　　在進(jìn)行邊界掃描測試時(shí)，首先要對測試矢量自動生成所需的若干信息進(jìn)行設(shè)置。對于BS器件之間的互連測試，其設(shè)置只需填寫掃描鏈信息和選擇網(wǎng)絡(luò)表文件。而對邏輯簇的測試因?yàn)樯婕暗酱氐亩x及針對其功能的并行測試矢量，設(shè)置所需信息相對復(fù)雜，包括有：

　?、艗呙桄溌返慕M成芯片、各芯片的邊界掃描指令與其BSC單元信息;

　?、票粶y電路板的網(wǎng)絡(luò)表文件*.edf;

　?、沁壿嫶氐牟⑿袦y試矢量描述文件*.vdf;

　　⑷簇描述文件*.cld。

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　　本軟件邏輯簇設(shè)置界面如圖2所示。掃描鏈路設(shè)置要依次選擇或填寫組成掃描鏈的芯片總數(shù)、芯片序號(第*片)、芯片標(biāo)稱(網(wǎng)絡(luò)表中芯片的名稱 U1、U2等)以及芯片的具體名稱和相關(guān)邊界掃描信息。芯片的邊界掃描相關(guān)信息是一個(gè)可以編輯、增添、修改信息的數(shù)據(jù)庫，選擇了芯片名稱即可調(diào)用其數(shù)據(jù)庫信息?！斑壿嫶販y試選擇”一欄用來選擇被測的是單個(gè)非BS器件還是由非BS器件組成的簇，對于單個(gè)非BS器件，只需填寫器件標(biāo)稱，而對于簇測試，還需編寫一個(gè)定義簇的輸入輸出、端口名稱的簇描述.cld(cluster description)文件。另外，它們的并行測試矢量文件.vdf(vector description file)也需由用戶編寫輸入。cld與vdf文件都是自行設(shè)計(jì)的有一定語法規(guī)范的的文件編輯格式，簡捷易用，用戶只需了解邏輯簇的組成和功能就可以容易地編輯。

　　邏輯簇測試所有信息選擇填寫完成后，點(diǎn)擊 “確定”開始測試或選擇“保存設(shè)置”、“載入設(shè)置”等命令。