基于USB 2.0的边界扫描控制器设计

电路板芯片间的互连测试是边界扫描测试技术的主要测试内容，主要用来检测测试板上各个网络连接是否正常，是否存在固定逻辑故障、开路故障、桥接短路故障和其他特殊故障。根据测试需要，兼顾测试时间和测试精度两方面的要求，在软件中采用了5种不同的测试向量生成算法(分别为改良计数序列算法、计数补偿算法、移位—算法、等权值抗误判算法、极小权值—极大相异性算法)。根据主界面选择的测试要求，将扫描链上不需要进行测试的芯片送入旁路指令，而被测试芯片则送入外测试指令。以此准则生成互联测试指令代码，串行加载到链路芯片的指令寄存器上。互连测试向量则需要根据主界面选择的算法和芯片互连网络节点文件生成。为了保证生成的测试向量能够准确地加载到互连网络节点上，需要对生成的初级测试代码进行处理。变换思想是根据芯片物理管脚和边界扫描单元的对应关系，将生成的对应网络节点管脚的测试数据填入到其在边界扫描链路中对应的位置，形成可加载到扫描链上的测试向量。器件的功能测试主要包括对具有边界扫描结构的芯片或电路板进行功能测试以及对不具有边界扫描结构的器件进行簇测试。其测试数据和测试响应数据都是根据芯片逻辑定义好的。对于簇测试芯片，需要用它周围的具有边界扫描结构的芯片的边界扫描单元作为簇测试芯片的虚拟边界扫描单元，来进行测试数据的加载和捕获。因此网络节点文件不能通过查找网络表文件自动生成，需要自己定义，其格式与执行互连测试时生成的文件相同。读取文件中预先定义的测试向量并变换成能最终加载到链路上的测试向量的方法也与互联测试相同。其他进行采样测试、机内自检测试时只需要输入测试指令分析测试结果，并不需要生成额外的测试数据。
3．3 测试响应分析及故障诊断
测试响应分析及故障诊断模块对测试响应数据进行分析，以确定目标电路板有无故障、故障位置和故障类型，并将分析结果送给主界面进行显示。进行故障分析时首先要对测试响应向量进行初处理，剔除垃圾数据，然后将有效的响应数据代入故障诊断函数进行分析。进行完整性测试故障诊断时，利用芯片列表信息文件和边界扫描描述文件中的定义将响应向量中对应于各个芯片的CAPTURE-IR值和IDCODE值分析出来与标准值进行比较分析，就可以给出故障判断。进行互联测试故障诊断时，需要根据芯片物理管脚和边界扫描单元的对应关系将对应于网络节点文件中网络管脚的测试数据从响应向量中提取出来。然后根据分析规则和输入的测试向量分析出存在固定逻辑故障、开路故障、桥接短路故障和特殊故障的网络号码及其对应的互连芯片管脚号码，并分析给出可能存在的误判或混淆的网络。器件的逻辑功能故障诊断和簇测试故障诊断方式与互联测试基本相同，也需要把对应测试管脚的响应向量从整个测试响应向量中提取出来，与标准的测试结果进行比较从而确定器件的逻辑功能是否正常。

4 测试结果
(1) 扫描链路的测试。先用移位指令命令将取样预加载指令(SAMPLE／PRELOAD)送出，然后用移位数据命令将一系列1010…10测试矢量序列扫入到扫描链路中，同时将其扫回到主控计算机进行比较，判断扫描链路是否完好；
(2)获取器件标识。用移位指令命令对两片支持边界扫描测试功能的芯片发器件标志代码(IDCODE)指令，或对一片CPLD发旁路指令(BY-PASS)，另一片发器件标志代码(IDCODE)指令，然后用移位数据命令将32位器件标志从器件标志寄存器扫出，以获得被测器件的器件标志；
(3)互连测试。先用移位指令命令将取样预加载指令(SAMPLE／PRELOAD)送出，然后用移位数据命令将用于互连测试的测试矢量送人芯片1中，随后用移位指令命令将外测试指令(EXTEST)送出，再用移位数据命令将测试响应从芯片2中扫回到主控计算机中，并与正确的响应进行比较，以对所模拟的四路短路故障、开路故障进行诊断并定位。上述测试均得到了正确的结果，此外，在进行扫描链路的测试中，还对FIFO模块支持不间断全速扫描进行了充分的验证。

5 结束语
边界扫描机制的出现是测试及可测试性设计思想的一次飞跃，它提供了一种完整的、标准化的VLSI电路可测试性设计方法。它不仅能对传统的测试问题提供标准和有效的解决方案；同时还能提高系统各级的可测试性。随着边界扫描技术的发展以及日益广泛的应用，开发边界扫描测试系统具有很高的现实意义和市场价值。而边界扫描测试软件作为边界扫描测试系统的操作部分更需要通过合理的设计使测试过程自动化、测试对象通用化、诊断结果精确可靠，更好地发挥边界扫描测试技术的优点，推动边界扫描测试技术的推广和应用。