逻辑簇测试诊断软件开发

　　1 引言

　　国内从90年代中期开始研究边界扫描技术，取得了一定的成果，但多是对完全BS (boundary scan)器件的边界扫描测试，对由非BS器件组成的逻辑簇的测试还鲜见报道。本文所介绍的基于边界扫描的逻辑簇测试诊断软件以Borland C++++ Builder为开发工具，能够自动产生逻辑簇的串行测试矢量，准确进行故障定位，并附加有边界扫描结构完备性测试功能模块，提高了测试可靠性。

　　2 逻辑簇测试诊断软件设计

　　一个边界扫描测试诊断过程可以简述为：首先输入测试矩阵进行激励，然后输出响应矩阵，最后通过分析响应矩阵就可达到对故障进行诊断定位的目的。所以说，故障诊断问题就集中在测试矩阵的构造、列测试向量的并行加载、列响应向量的并行采集和响应矩阵的分析上。我们在进行软件设计时，利用并行测试矢量描述与簇描述文件来构造完备的测试矩阵，将其以串行扫描方式由边界扫描器件的TDI经BS链路串行移位送到与逻辑簇相连的相应BSC，然后通过TMS发送测试控制命令，经TAP控制器控制BSC完成测试码的并行加载和响应码的并行采集。测试响应码则经BS链路串行移位从边界扫描器件的TDO送到测试机处理得到响应矩阵，最后通过对响应矩阵的分析来进行逻辑簇电路故障的诊断定位。

　　2.1 软件设计流程图

　　逻辑簇测试的程序流程图如图1所示，其中各步骤的具体作用如下。

　　边界扫描信息数据选择与设置：设置PCB板边界扫描链的组成、选择PCB板的网络表、选择各BS器件的BSDL信息、选择被测逻辑簇描述文件、输入其并行测试矢量描述文件。

　　编译信息：从BS器件信息数据库中读取各芯片的边界扫描长度、指令码、边界扫描单元总数、逻辑簇与BS器件互连网络总数及各网络的组成，并根据 PCB板的BS链组成给各BSC从最靠近TDO端开始编排序号，然后译出加载诊断矩阵和采集响应结果的对应BSC序号。

　　生成测试矩阵：根据逻辑簇与BS器件互连网络总数及各网络的组成，结合逻辑簇的并行测试矢量或簇描述文件，利用测试生成算法生成测试矢量集，构成测试矩阵。

　　边界扫描结构完备性检查：进行边界扫描寄存器、指令寄存器等寄存器的功能测试和各TAP端口信号故障测试。

　　TAP控制器复位并控制其进入移位指令寄存器状态：在测试时钟的上升沿发送“11111”到TMS引脚，扫描链所有芯片TAP控制器处于复位状态。然后再次发送“01100”到TMS引脚，TAP控制器进入移位指令寄存器状态。

　　选择边界扫描寄存器连接在扫描链上：从TDI 引脚发送各芯片的SAMPLE指令至各芯片的指令寄存器。在测试时钟的上升沿发送 “11100”到TMS端，各芯片选择边界扫描寄存器连接在扫描链上， TAP控制器进入移位数据寄存器状态。

　　测试矢量输入扫描链并串行移位到相应BSC：读取测试矢量集中的列向量送入对应边界扫描单元(即逻辑簇的虚拟输入端)等待加载。

　　向扫描链各BS器件输入对应的EXTEST指令：在测试时钟的上升沿发送“111100”至TMS端，TAP控制器进入移位指令寄存器状态，发送各芯片 EXTEST指令至各芯片的指令寄存器。发送“111100”至TMS端，通过各芯片输出端口上的BSC将数据加载到网络，TAP控制器处于移位指令寄存器状态。

　　扫描链各BS器件输入对应的SAMPIE指令：发送各芯片的SAMPLE指令至指令寄存器。在测试时钟的上升沿发送“11100”至TMS端，各芯片从互连网络上获取数据并存入输入端口的BSC中，各芯片TAP控制器进入移位数据寄存器状态。

　　从边界扫描链TDO端串行输出响应数据并存储：连续发送N(BSC总数)个测试时钟到TCK端，并在每个测试时钟的下降沿采集TDO引脚移出的数据，提取并保存各逻辑簇虚拟输出端对应的响应数据构成响应向量。

　　组成响应矩阵分析测试结果：将所有的响应向量组成响应矩阵，与正确测试响应相比较和分析，判断逻辑簇是否存在故障。

　　2.2 逻辑簇测试的设置

　　在进行边界扫描测试时，首先要对测试矢量自动生成所需的若干信息进行设置。对于BS器件之间的互连测试，其设置只需填写扫描链信息和选择网络表文件。而对逻辑簇的测试因为涉及到簇的定义及针对其功能的并行测试矢量，设置所需信息相对复杂，包括有：

　　⑴扫描链路的组成芯片、各芯片的边界扫描指令与其BSC单元信息;

　　⑵被测电路板的网络表文件*.edf;

　　⑶逻辑簇的并行测试矢量描述文件*.vdf;

　　⑷簇描述文件*.cld。

　　本软件逻辑簇设置界面如图2所示。扫描链路设置要依次选择或填写组成扫描链的芯片总数、芯片序号(第*片)、芯片标称(网络表中芯片的名称 U1、U2等)以及芯片的具体名称和相关边界扫描信息。芯片的边界扫描相关信息是一个可以编辑、增添、修改信息的数据库，选择了芯片名称即可调用其数据库信息。“逻辑簇测试选择”一栏用来选择被测的是单个非BS器件还是由非BS器件组成的簇，对于单个非BS器件，只需填写器件标称，而对于簇测试，还需编写一个定义簇的输入输出、端口名称的簇描述.cld(cluster descripTIon)文件。另外，它们的并行测试矢量文件.vdf(vector descripTIon file)也需由用户编写输入。cld与vdf文件都是自行设计的有一定语法规范的的文件编辑格式，简捷易用，用户只需了解逻辑簇的组成和功能就可以容易地编辑。

　　逻辑簇测试所有信息选择填写完成后，点击 “确定”开始测试或选择“保存设置”、“载入设置”等命令。