滿足嵌入式系統(tǒng)電路特性測試需求的JTAG技術

引言

IEEE 1149.1邊界掃描測試標準(通常稱為JTAG、1149.1或"dot 1")是一種用來進行復雜IC與電路板上的特性測試的工業(yè)標準方法，大多數(shù)復雜電子系統(tǒng)都以這種或那種方式用到了IEEE1149.1(JTAG)標準。為了更好地理解這種方法，本文將探討在不同年代的系統(tǒng)開發(fā)與設計中是如何使用JTAG的，通過借助過去有關JTAG接入的經(jīng)驗或投入，推動設計向新一代發(fā)展。

大多數(shù)復雜電子系統(tǒng)都以這種或那種方式用到了IEEE1149.1(JTAG)標準。如果系統(tǒng)采用的是復雜FPGA或CPLD，那么幾乎可 以肯定這些硬件是通過JTAG端口設置的。如果系統(tǒng)利用仿真工具來調(diào)試硬件或軟件，那么仿真工具也很可能是通過JTAG端口與微處理器對話。而且，如果系統(tǒng)中采用了球柵陣列(BGA)封裝的IC，那么JTAG也是測試BGA器件與底層印制電路板之間連接的最有效方法。

支持EEE 1149.1邊界掃描測試標準的IC與電路板都具備一個支持JTAG測試的4線串行總線(第5條線為可選的復位線)-TDI(測試數(shù)據(jù)輸入)、TDO(測 試數(shù)據(jù)輸出)、TMS(測試模式選擇)與TCK(測試時鐘)。該總線主要支持對焊點、電路板過孔、短路和開路等連接進行結(jié)構(gòu)測試。此外，許多CPLD和 FPGA制造商也將JTAG作為其器件在系統(tǒng)編程與配置的標準方法。JTAG不但支持結(jié)構(gòu)(互連)測試，如今還是一種用于在系統(tǒng)級實現(xiàn)配置、編程以及混合信號測試的標準方法。

但大多數(shù)設計團隊都在新設計中對JTAG的應用更傾向于不一步到位，而是以一種更易掌控的方式慢慢轉(zhuǎn)為全面利用JTAG接口。有些團隊規(guī) 則(discipline)中廣泛利用了JTAG接口，有些則只利用了其中很有限的一部分。但每種規(guī)則都根據(jù)其自身的需要調(diào)整JTAG。在各種規(guī)則的共同作用下，發(fā)展出了幾代不同的JTAG應用，每一代JTAG應用都有各自的特點，具有某種增強功能。

圖1：第二代JTAG應用：利用JTAG多支路復用器簡化對多個JTAG鏈的接入。

由于存在各種各樣的JTAG接入要求，所以開發(fā)團隊必需采用一種跨規(guī)則的JTAG接入策略以最大程度地發(fā)揮JTAG接入的功能。這種策略對 于實現(xiàn)一種標準方法非常必要，這種標準方法可以復用，并且下一代產(chǎn)品可以基于其構(gòu)建。為了更好地理解這種方法，我們將探討在不同年代的系統(tǒng)開發(fā)與設計中是如何使用JTAG的，目的是通過借助過去有關JTAG接入的經(jīng)驗或投入，推動設計向新一代發(fā)展。

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