1.4 IR
IR是向各个数据寄存器发出各种操作码并确定其工作方式的指令寄存器,图4示出了一种IR单元的结构[4]。由图4可以看出,IR单元是由一个触发器Q1和一个锁存器Q2构成的。CAPTURE DATE信号控制IR装载指令,SHIRFT IR信号控制指令在IR中的移位;CLK IR信号是从TCK获得的时钟信号,用于为BSR的捕获操作、移位操作提供时钟信号。UPDATE IR信号用于将当前指令装入锁存器Q2,以决定将要执行的操作模式和将要用到的测试数据寄存器的类别。

1.5 辅助寄存器
辅助寄存器包括器件标志寄存器和旁路寄存器,器件标志寄存器用于存储器件制造商、器件序列号和器件版本号等信息,借助它可以辨别板上器件的制造商, 还可以通过它检测是否已将正确的器件安装在电路板的正确位置上。旁路寄存器用于将边界扫描单元直接旁路,把扫描数据直接传递给下一个扫描器件。
2 基于边界扫描技术的数字系统测试
基于边界扫描技术的数字系统测试包括两个方面,一是对IC芯片电路功能测试及系统互连测试;二是利用边界扫描技术控制IC芯片处于某种特定的功能模式,以方便电路系统的设计和调试。本文主要论述后者。
2.1 测试系统组成
测试系统由主机(PC机)、测试仪和PCB实验板组成,测试仪通过标准口(RS232)与PC机连接,通过串行标准信号电缆与PCB板上的测试存取通道相连,如图5所示。

PCB板由Xilinx公司的两块xc9572 pc84芯片互连组成,芯片符合IEEE1149.1的JTAG接口标准,具有84个外部引脚、4个JTAG引脚、5个VCC引脚、6个VSS引脚、69个双向数据输入/输出引脚,xc9572系列芯片未实现异步复位信号引脚TRST,电缆不需要提供这一信号线。该器件的边界扫描寄存器由216个边界扫描单元组成,其中9个单元是内部属性的单元,其余207个单元组成69组边界扫描单元组[5]。
2.2 设计分析与实现
2.2.1 设计内容与分析
在图5所示的测试系统中,要求两片IC芯片分别实现不同功能的数据处理。为了对存储器实现分时访问,可以设定其中的一片xc9572_ pc84芯片(IC2)受到另一片xc9572_ pc84芯片(IC1)的控制,使IC2进入高阻模式(高阻模式是JTAG标准中推荐的任选模式之一),用以对存储器的访问屏蔽一段时间,此时受控芯片IC2的所有输出管脚都将处于浮空状态即高阻态。
从图2描述的TAP控制器的状态机可知,通过改变IC芯片自身的输入输出状态,就可以进行边界扫描测试或利用JTAG接口使IC芯片处于某个特定的功能模式。
支持JTAG标准的芯片都附有特定的BSDL(Boundary Scan Description Language)描述文件[3]。BSDL语言是硬件描述语言(VHDL)的一个子集。它对该芯片的边界扫描特性进行描述,用来沟通厂商、用户与测试工具之间的联系,为自动测试图形生成工具、检测特定的电路板提供相关的信息;在BSDL文件的支持下可生成由JTAG标准定义的测试逻辑。BSDL文件可与软件工具结合起来,用于测试生成、结果分析和故障诊断。
通过对xc9572 pc84芯片的BSDL部分文件[6]的分析可知:
……
attribute INSTRUCTION_CAPTURE of xc9572_pc84:
entity is '000XXX01'&
attribute INSTRUCTION_DISABLE of xc9572_pc84 : entity is 'HIGHZ'&
attribute INSTRUCTION_OPCODE of xc9572_pc84:entity is
'BYPASS (11111111),' &
'EXTEST (00000000),' &
'HIGHZ (11111100),' &
'IDCODE (11111110),' &
'INTEST (00000010),' &
'SAMPLE (00000001),' &
'USERCODE (11111101)' ;
……
通过该部分代码可得出,控制该芯片进入高阻模式需要写入指令寄存器的控制码为11111100。此时应选择旁路寄存器将边界扫描寄存单元旁路,以使扫描数据直接传递给下一个扫描器件。