專利名稱：一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種電路板的測(cè)試方法，尤指對(duì)一種支持邊界掃描技術(shù)的電路板進(jìn)行測(cè)試的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的密度越來越大，利用傳統(tǒng)方法對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)試的難度也越來越大。1985年，由IBM、AT&T、Texas Instruments、Philips ElectronicsNV、Siemens、Alcatel和Ericsson等公司成立的JETAG(Joint European TestAction Group)提出了邊界掃描技術(shù)，該技術(shù)通過器件輸入輸出管腳與內(nèi)核電路之間的BSC(Boundary-Scan Cell，邊界掃描單元)對(duì)器件及其外圍電路進(jìn)行測(cè)試，從而提高了器件的可測(cè)試性(DFT，Design For Test)。1986年，由于其它地區(qū)的一些公司的加入，JETAG改名為JTAG(Joint Test Action Group)。1990年，IEEE正式承認(rèn)了JTAG標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過補(bǔ)充和修訂以后，命名為IEEE1149.1-90。
由于邊界掃描測(cè)試技術(shù)可以有效地解決高密度電路板的測(cè)試問題，因此，自產(chǎn)生以來，該技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在大規(guī)模的集成電路基本上都支持邊界掃描測(cè)試功能。在電路板上利用邊界掃描功能實(shí)現(xiàn)互連測(cè)試、器件功能測(cè)試以及在板編程等應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。
每一個(gè)邊界掃描器件的測(cè)試端口都有四個(gè)必須具備的信號(hào)線測(cè)試時(shí)鐘(Test Clock)、測(cè)試模式選擇(Test Mode Select)、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入(Test DataInput)、測(cè)試數(shù)據(jù)輸出(Test Data Output)以及一個(gè)可選的測(cè)試復(fù)位信號(hào)(TestRESET)。在電路板內(nèi)將各個(gè)邊界掃描器件的測(cè)試數(shù)據(jù)輸出信號(hào)與測(cè)試數(shù)據(jù)輸入信號(hào)相級(jí)聯(lián)后組成菊花鏈就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路板的測(cè)試。電路板內(nèi)部邊界掃描測(cè)試菊花鏈的典型連接如圖1所示。
如果一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)有多個(gè)電路板并且每個(gè)電路板內(nèi)部都有邊界掃描菊花鏈，將這些電路板內(nèi)部的菊花鏈信號(hào)，連接成測(cè)試總線并進(jìn)行統(tǒng)一的控制，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)電路板內(nèi)部邊界掃描器件的控制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各電路板的邊界掃描測(cè)試。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)電路板的測(cè)試，一個(gè)常用的方法是利用系統(tǒng)中的通訊總線，該總線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理和維護(hù)功能。當(dāng)啟動(dòng)測(cè)試時(shí)，由主控板通過通訊總線向其它電路板發(fā)出測(cè)試指令，由各個(gè)電路板執(zhí)行指令并返回測(cè)試結(jié)果，或者直接向主控板返回測(cè)試數(shù)據(jù)。
此種方案的信號(hào)控制示意圖如圖2所示。圖中，每一個(gè)電路板上均有一個(gè)CPU，主控板通過通訊總線向其它從電路板發(fā)送測(cè)試命令和測(cè)試數(shù)據(jù)，并接收它們的響應(yīng)。主控板與從電路板之間的通訊總線可以是Ethernet(以太網(wǎng))、CAN(Controlling Area Network，現(xiàn)場(chǎng)控制總線)，等等。
在各個(gè)電路板的CPU正常工作的情況下，主控板的CPU通過通訊總線向從電路板的CPU發(fā)送命令，從電路板的CPU啟動(dòng)對(duì)本板的測(cè)試操作，判斷測(cè)試結(jié)果并將操作結(jié)果通過通訊總線返回給主控板，或者直接將測(cè)試數(shù)據(jù)直接發(fā)送給主控板而不加以判斷，由主控板的CPU根據(jù)接收到的響應(yīng)得出測(cè)試結(jié)果。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)1、只有當(dāng)各電路板的CPU在正常運(yùn)行的時(shí)候才能實(shí)現(xiàn)測(cè)試操作，當(dāng)被測(cè)板上不存在CPU，或者當(dāng)CPU硬件故障或軟件故障時(shí)將不能進(jìn)行測(cè)試；2、測(cè)試數(shù)據(jù)的傳輸通道與系統(tǒng)正常工作時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸通道都使用了同一個(gè)通訊總線，因此，當(dāng)通訊總線發(fā)生硬件故障(如接口器件失效)或通訊軟件發(fā)生故障時(shí)將不進(jìn)行測(cè)試；3、不能對(duì)CPU進(jìn)行測(cè)試，尤其是不能測(cè)試CPU與其它器件之間的連接信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，不受被測(cè)電路板上是否具有CPU，以及CPU是否運(yùn)行正常等的限制，均能對(duì)電路板進(jìn)行有效的測(cè)試。
本發(fā)明的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，包括在具有CPU的主控板上設(shè)置邊界掃描測(cè)試總線；將被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件的測(cè)試端口信號(hào)線對(duì)應(yīng)連接到測(cè)試總線上；通過該測(cè)試總線向被測(cè)電路板發(fā)出測(cè)試指令，并接收從電路板返回的測(cè)試數(shù)據(jù)。
上述方法中，所述主控板上設(shè)置有嵌入式測(cè)試總線控制器，該控制器接收測(cè)試指令并轉(zhuǎn)換成測(cè)試總線的信號(hào)輸出，同時(shí)接收從被測(cè)電路板返回的測(cè)試數(shù)據(jù)并保存下來供CPU讀取。
所述控制器接收的測(cè)試指令是由主控板上的CPU發(fā)出的。
所述控制器接收的測(cè)試指令是主控板從外部的測(cè)試終端接收的測(cè)試命令和數(shù)據(jù)。
所述控制器接收的測(cè)試指令是來自于主控板內(nèi)部的測(cè)試命令和數(shù)據(jù)；所述測(cè)試命令與數(shù)據(jù)是由本板的CPU產(chǎn)生或是已保存于主控板內(nèi)部存儲(chǔ)器中的測(cè)試命令與數(shù)據(jù)。
所述被測(cè)電路板可為復(fù)數(shù)個(gè)，每個(gè)被測(cè)電路板上都設(shè)置有一個(gè)可尋址掃描端口，通過給該可尋址掃描端口設(shè)置不同的硬件地址來區(qū)分不同的被測(cè)電路板。
所述可尋址掃描端口含有地址選通邏輯，所述的方法中，使用該控制器通過一組特定的數(shù)據(jù)選通某一地址的可尋址掃描端口。
所述被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件的測(cè)試端口信號(hào)線通過所述可尋址掃描端口與測(cè)試總線相連接。
所述測(cè)試總線包括復(fù)位總線、時(shí)鐘總線、模式輸入總線、數(shù)據(jù)輸出總線和數(shù)據(jù)輸入總線。
所述被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件組成一個(gè)或多個(gè)菊花鏈。
本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果是1、可以對(duì)不具備CPU的電路板進(jìn)行測(cè)試；2、測(cè)試操作不依賴被測(cè)板的CPU，當(dāng)軟件未加載、CPU故障時(shí)均可以啟動(dòng)對(duì)被測(cè)板的測(cè)試；3、測(cè)試操作不依賴系統(tǒng)內(nèi)部的通訊總線，即使當(dāng)通訊總線發(fā)生故障時(shí)也能啟動(dòng)測(cè)試；4、可以對(duì)被測(cè)板上的CPU進(jìn)行測(cè)試，包括對(duì)CPU與其它器件連接信號(hào)的測(cè)試；5、由于測(cè)試操作不占用被測(cè)板的CPU資源，因此，如果測(cè)試操作不影響被測(cè)板運(yùn)行，可以在電路板運(yùn)行過程中同時(shí)啟動(dòng)測(cè)試操作。


圖1為電路板內(nèi)部邊界掃描測(cè)試菊花鏈連接示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試信號(hào)控制示意圖；圖3為本發(fā)明方法測(cè)試信號(hào)控制示意圖；圖4為本發(fā)明主控板內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明方法中被測(cè)電路板結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，本發(fā)明通過在系統(tǒng)內(nèi)部布置邊界掃描測(cè)試總線，并將所有電路板均連接到測(cè)試總線之上，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)電路板的測(cè)試。
圖中，PTRST、PTCK、PTMS、PTDO和PTDI是邊界掃描測(cè)試總線的五個(gè)信號(hào)線。其中PTRST(Primary Test Reset)，代表初級(jí)測(cè)試復(fù)位；PTCK(Primary Test Clock input)，代表初級(jí)測(cè)試時(shí)鐘輸入；PTMS(Primary TestMode Select input)，代表初級(jí)測(cè)試模式輸入；PTDO(Primary Test DataOutput)，代表初級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)輸出；PTDI(Primary Test Data Input)，代表初級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)輸入。各電路板內(nèi)部的邊界掃描器件組成一個(gè)或多個(gè)菊花鏈。
在主控板上設(shè)計(jì)有一個(gè)嵌入式測(cè)試總線控制器(eTBC，Embedded Test BusController)，該控制器根據(jù)主控板上的CPU的命令向其它電路板發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)。在每個(gè)被測(cè)板上都設(shè)計(jì)有一個(gè)可尋址掃描端口(ASP，Addressable ScanPort)，它通過設(shè)置不同的硬件地址來區(qū)別不同的被測(cè)板。主控板通過eTBC向被測(cè)板發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)，引起各電路板上的邊界掃描器件的測(cè)試存取端口(TAP，Test Access Port)的狀態(tài)發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)邊界掃描測(cè)試。
eTBC在主控板的CPU控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試總線的控制。當(dāng)不啟動(dòng)測(cè)試操作時(shí)，eTBC和ASP不影響系統(tǒng)的工作。在測(cè)試過程中，主控板既可以在本板上產(chǎn)生數(shù)據(jù)并通過eTBC發(fā)送到測(cè)試總線上，也可以從外部的測(cè)試終端接收測(cè)試命令與數(shù)據(jù)再通過eTBC發(fā)送到測(cè)試總線上。包含eTBC的主控板的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
當(dāng)測(cè)試命令與測(cè)試數(shù)據(jù)由測(cè)試終端提供時(shí)，主控板的CPU根據(jù)測(cè)試終端發(fā)出的命令和數(shù)據(jù)，向eTBC發(fā)出測(cè)試數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被eTBC轉(zhuǎn)換成測(cè)試總線的信號(hào)輸出(PTRST、PTCK、PTMS和PTDO)。eTBC在輸出測(cè)試信號(hào)的同時(shí)也接收測(cè)試總線上的信號(hào)輸入(PTDI)，并將該信號(hào)的值保存起來供CPU讀取，測(cè)試終端根據(jù)主控板返回的數(shù)據(jù)得出最終的測(cè)試結(jié)果。
如果測(cè)試命令和數(shù)據(jù)在主控板上產(chǎn)生，或者它們已被預(yù)先保存于主控板上，那么，主控板的CPU可以直接在板內(nèi)讀取測(cè)試命令和數(shù)據(jù)并通過eTBC將它們發(fā)送到測(cè)試總線上。主控板的CPU根據(jù)從eTBC讀取的返回?cái)?shù)據(jù)得出最終的測(cè)試結(jié)果。
從eTBC發(fā)出的數(shù)據(jù)會(huì)被所有被測(cè)板接收到，在ASP的控制下，eTBC可以實(shí)現(xiàn)只對(duì)其中一個(gè)電路板進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試開始時(shí)，eTBC通過一組特定的數(shù)據(jù)選通某一個(gè)地址的ASP，該ASP相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，當(dāng)它被選通后，被測(cè)板的掃描鏈就可以被eTBC直接控制，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試操作。
一個(gè)具有ASP的被測(cè)板的硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示測(cè)試總線一側(cè)的數(shù)據(jù)通道被稱為初級(jí)掃描通道(PSP，Primary ScanPaths)，該通道上的信號(hào)被測(cè)為初級(jí)測(cè)試信號(hào)。被測(cè)板ASP的初級(jí)掃描通道與主控板的eTBC相連，次級(jí)掃描通道的五個(gè)信號(hào)STRST(Secondary TestReset，次級(jí)測(cè)試復(fù)位)、STCK(Secondary Test Clock input，次級(jí)測(cè)試時(shí)鐘輸入)、STMS(Secondary Test Mode Select input，次級(jí)測(cè)試模式輸入)、STDO(Secondary Test Data Output，次級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)輸出)和STDI(Secondary Test DataInput，次級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)輸入)與被測(cè)板內(nèi)的邊界掃描菊花鏈相連。在ASP內(nèi)部包含有一個(gè)地址選通邏輯，當(dāng)主控板通過eTBC訪問被測(cè)板時(shí)先在測(cè)試總線上傳送特定的數(shù)據(jù)來選通被測(cè)板的ASP，使eTBC能夠直接操作被測(cè)板內(nèi)部的邊界掃描菊花鏈。
權(quán)利要求
1.一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟在具有CPU的主控板上設(shè)置邊界掃描測(cè)試總線；將被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件的測(cè)試端口信號(hào)線對(duì)應(yīng)連接到測(cè)試總線上；通過該測(cè)試總線向被測(cè)電路板發(fā)出測(cè)試指令，并接收從電路板返回的測(cè)試數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述主控板上設(shè)置有嵌入式測(cè)試總線控制器，該控制器接收測(cè)試指令并轉(zhuǎn)換成測(cè)試總線的信號(hào)輸出，同時(shí)接收從被測(cè)電路板返回的測(cè)試數(shù)據(jù)并保存下來供CPU讀取。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述控制器接收的測(cè)試指令是由主控板上的CPU發(fā)出的。
4.如權(quán)利要求2所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述控制器接收的測(cè)試指令是主控板從外部的測(cè)試終端接收的測(cè)試命令和數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求2所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述控制器接收的測(cè)試指令是來自于主控板內(nèi)部的測(cè)試命令和數(shù)據(jù)；所述測(cè)試命令與數(shù)據(jù)是由本板的CPU產(chǎn)生或是已保存于主控板內(nèi)部存儲(chǔ)器中的測(cè)試命令與數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求2、3、4或5所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述被測(cè)電路板可為復(fù)數(shù)個(gè)，每個(gè)被測(cè)電路板上都設(shè)置有一個(gè)可尋址掃描端口，通過給該可尋址掃描端口設(shè)置不同的硬件地址來區(qū)分不同的被測(cè)電路板。
7.如權(quán)利要求6所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述可尋址掃描端口含有地址選通邏輯，所述的方法中，使用該控制器通過一組特定的數(shù)據(jù)選通某一地址的可尋址掃描端口。
8.如權(quán)利要求6所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件的測(cè)試端口信號(hào)線通過所述可尋址掃描端口與測(cè)試總線相連接。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、7或8所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述測(cè)試總線包括復(fù)位總線、時(shí)鐘總線、模式輸入總線、數(shù)據(jù)輸出總線和數(shù)據(jù)輸入總線。
10.如權(quán)利要求9所述的一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，其特征在于所述被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件組成一個(gè)或多個(gè)菊花鏈。
全文摘要
一種電路板的邊界掃描測(cè)試方法，包括在具有CPU的主控板上設(shè)置邊界掃描測(cè)試總線，將被測(cè)電路板內(nèi)部的邊界掃描器件的測(cè)試端口信號(hào)線對(duì)應(yīng)連接到測(cè)試總線上，通過該測(cè)試總線向被測(cè)電路板發(fā)出測(cè)試指令，并接收從電路板返回的測(cè)試數(shù)據(jù)。使用本發(fā)明的方法，無論被測(cè)試電路板是否具有CPU，都能對(duì)被測(cè)板進(jìn)行測(cè)試，并且能夠?qū)Ρ粶y(cè)板上的CPU進(jìn)行測(cè)試，而無論其是否正在運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1580801SQ0314970
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者袁標(biāo), 王 華, 李穎悟 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司