嵌入式邊界掃描

邊界掃描（ieee1149.1）逐漸成為板級(jí)測(cè)試方法，新的開發(fā)使此技術(shù)吸引著嵌入式和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試以及系統(tǒng)內(nèi)編程操作的注意。隨著邊界掃描步入其第2個(gè)十年，新的使人興奮的前景即將出現(xiàn)。
若用邊界掃描做為制造測(cè)試和配置，會(huì)有不少邊界掃描架構(gòu)嵌入在芯片、板和系統(tǒng)中。如果嵌入硬件和軟件邊界掃描控制器、測(cè)試圖形、邏輯可重配置運(yùn)算等，就可以把這種架構(gòu)很好地用于產(chǎn)品的整個(gè)壽命期。
采用嵌入式掃描，可以用internet在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)加載固件更新。用同樣的方法，遠(yuǎn)程診斷可以確定系統(tǒng)工作出現(xiàn)故障的原因。嵌入式邊界掃描
系統(tǒng)中嵌入式掃描操作，意味著系統(tǒng)具有jtag工作的能力，而與任何的其他系統(tǒng)、測(cè)試控制器或邊界掃描引擎無關(guān)。當(dāng)然，這種能力損害外部加邊界掃描操作的重要性。加jtag主體到被測(cè)單元（uut），或用標(biāo)準(zhǔn)纜線連接外部邊界掃描系統(tǒng)到uut對(duì)單元進(jìn)行編程。嵌入式邊界掃描用于制造和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，盡管大多數(shù)嵌入式邊界掃描應(yīng)用限于合格/失效測(cè)試。合格/失效測(cè)試在制造裝配中識(shí)別問題是有用的。此外，外部邊界掃描更廣泛的診斷能力可用于診斷制造過程的離線失效。
為了嵌入邊界掃描，必須把一個(gè)外部邊界掃描引擎的某些性能設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中。外部jtag系統(tǒng)的多少功能嵌入一個(gè)特定產(chǎn)品中取決于怎樣的嵌入式邊界掃描將用于現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品中。
嵌入式邊界掃描需要運(yùn)行時(shí)間jtag引擎能力和測(cè)試向量、編程算法的存儲(chǔ)空間。圖1示出了一個(gè)典型的嵌入式邊界掃描測(cè)試流程，其中在工廠中獨(dú)立應(yīng)用的邊界掃描系統(tǒng)產(chǎn)生jtag測(cè)試圖形和編程算法，并把它們轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制格式，而且運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)前存儲(chǔ)測(cè)試圖形和編程算法在系統(tǒng)中。一個(gè)嵌入式運(yùn)行時(shí)間引擎匯編邊界掃描操作，并把邊界掃描操作送到掃描引擎，以便系統(tǒng)應(yīng)用。
一些商用軟件和硬件產(chǎn)品有助于嵌入式掃描測(cè)試和編程操作。ti、ns、firecron和alliance公司提供嵌入式掃描控制器或測(cè)試時(shí)序器。這些供應(yīng)商也提供應(yīng)用程序?qū)嵗?。邊界掃描系統(tǒng)供應(yīng)商提供其他工具。例如asset intertech為ti應(yīng)用提供向量變換工具，能變換測(cè)試程序?yàn)榇械南蛄扛袷剑╯vf）；為ns器件提供嵌入式向量格式（evf）；為firecron和alliance應(yīng)用提供二進(jìn)制向量圖像（bvi）。
以簡(jiǎn)單的合格/失效結(jié)果報(bào)告測(cè)試結(jié)果，并通信到系統(tǒng)外部預(yù)先設(shè)定的地點(diǎn)，對(duì)于此情況，需要系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)結(jié)果。如果想要測(cè)試觸發(fā)改進(jìn)的診斷程序，則需要提供更多存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果。

圖1 典型的嵌入式邊界掃描測(cè)試流程。邊界掃描軟件生成測(cè)試向量，并變換串行向量格式（svf）信息為二進(jìn)制測(cè)試向量（存儲(chǔ)在被測(cè)系統(tǒng)中），嵌入式測(cè)試施加向量到被測(cè)硬件結(jié)構(gòu)問題
帶嵌入式邊界掃描的系統(tǒng)通常由一個(gè)以上的電路板或部件組成。這往往會(huì)涉及背板。結(jié)構(gòu)上，必須確定如何最好地實(shí)現(xiàn)跨接多個(gè)電路板和部件的邊界掃描接口。可以選擇星或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但是，這兩種結(jié)構(gòu)都是不適當(dāng)?shù)?。最?jīng)常用的是多站結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)于配置嵌入式邊界的掃描是有效的。
在多站結(jié)構(gòu)（圖2），可路由所有邊界掃描信號(hào)到系統(tǒng)中所有的板或部件。每一個(gè)板具有一個(gè)可尋址的jtag網(wǎng)關(guān)器件，此器件能識(shí)別邊界掃描信息。網(wǎng)關(guān)器件截取信息尋址它，相應(yīng)地配置本地掃描通路以及施加邊界掃描操作到器件，并構(gòu)建在板上。從ti、ns、firecon和alliance 等公司可得到邊界掃描網(wǎng)關(guān)器件。另外，可以用可編程邏輯器件（pld）中ip核的形式實(shí)現(xiàn)邊界掃描網(wǎng)關(guān)功能。例如，lattice公司提供支持掃描鏈接功能的ip核。另外，asset公司提供網(wǎng)關(guān)器件的器件模式。器件模式能自動(dòng)把網(wǎng)關(guān)器件所包含關(guān)系變?yōu)檫吔鐠呙铚y(cè)試和編程操作。
圖2 多站結(jié)構(gòu)路由掃描信號(hào)到所有系統(tǒng)板。在“單主機(jī)多從機(jī)”配置中，一個(gè)板上的嵌入式j(luò)tag主機(jī)控制全部系統(tǒng)的邊界掃描操作。為了失效安全冗余度，可以在每個(gè)板上嵌入一個(gè)jtag主機(jī)。邊界掃描信號(hào)可沿背板或者未用通路傳輸

一旦為嵌入式邊界掃描建立了多站結(jié)構(gòu)，可用下面4種方法的一種本地配置系統(tǒng)中的元件：
·無主機(jī)，都是從機(jī)。在jtag操作中無主機(jī)，一個(gè)外部邊界掃描總線主機(jī)或控制器必須加邊界掃描操作。一個(gè)商業(yè)邊界掃描測(cè)試系統(tǒng)通常管理所有邊界掃描操作，所以不需要專用板上的處理器，也不需要為主處理器開發(fā)相應(yīng)的軟件。由于外部系統(tǒng)監(jiān)控邊界掃描操作的結(jié)果，所以，不需要為這些結(jié)果提供系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)。然而，必須連接一個(gè)外部邊界掃描系統(tǒng)到被測(cè)單元，來執(zhí)行邊界掃描操作。
·單主機(jī)，多從機(jī)。在多站結(jié)構(gòu)中，用一個(gè)嵌入式j(luò)tag主機(jī)處理器，可以遠(yuǎn)程測(cè)試、重新編程、重新配置或?qū)崟r(shí)監(jiān)控系