Виды тестов и приложений, которые могут быть реализованы при помощи периферийного сканирования
1. Тест инфраструктуры: проверка целостности цепей JTAG-интерфейса и корректной установки микросхем, поддерживающих периферийное сканирование.2. Тест межсоединений: проверка цепей, связанных с компонентами, поддерживающими периферийное сканирование. Сюда включаются соединения между этими компонентами, их неподключенные выводы и цепи, выходящие на внешние разъемы. В тест межсоединений могут быть включены транспарентные устройства, такие как: буферы, резисторы, другая связующая логика. 3. Тест памяти: тестирование межсоединений с устройствами памяти. Позволяет определить дефекты на шинах адреса и данных и на контрольных цепях таких устройств как SRAM, DRAM, SDRAM, DDR, DDR2, FIFO, а также различных флэш-ПЗУ. По сути это тестирование соединений с памятью.4. Тест кластеров: проверка цепей, связанных с любыми устройствами, не поддерживающими периферийное сканирование. При наличии модели функционирования того или иного устройства возможна автоматическая генерация тестовых векторов и для них. Типичные «кластеры» при тестировании методом периферийного сканирования это различная логика (для автоматической генерации тестов используется таблица истинности), интерфейсные микросхемы (например RS-232, Ethernet и т. д.), устройства отображения информации.5. Программирование флэш-ПЗУ: используется тот же механизм, что и при тестировании кластеров.6. Программирование или конфигурация ПЛИС: используется JTAG-интерфейс.
Структура аппаратных средств интерфейса JTAG. Схема ячейки граничного сканирования. Структура JTAG-цепочки.
Гибкость использования механизма граничного сканирования достигается рядом особенностей стандарта, основные из которых:
возможность параллельной согласованной работы нескольких устройств, поддерживающих данный стандарт (количество ограничивается электрическими параметрами интерфейса);
возможность расширения самого механизма (введение дополнительных команд и форматов данных).
Первое определяет возможность использования механизма граничного сканирования при разработке многопроцессорных систем с гомогенной или гетерогенной структурой. Второе расширяет круг задач, где может эффективно применяться механизм, позволяя решать, например, задачи отладки, сбора диагностики и мониторинга.
Одной из главных особенностей данного механизма (рис. 1) является специализированный последовательный четырёхпроводный интерфейс TAP (Test Access Port) контроллера [4]. Протокол работы этого интерфейса представляет собой конечный автомат с 16 состояниями (рис. 2). Одна из линий интерфейса управляет непосредственно переходами автомата. Приём и передача данных осуществляются синхронно (в составе интерфейса имеется выделенная линия синхронизации).
Из диаграммы состояний автомата видно, что данный интерфейс работает в двух режимах: режим чтения/записи регистров команд (IR) и режим чтения/записи регистров данных (DR). При этом чтение и запись происходят одновременно по двум раздельным линиям, одна из которых (выходная) является тристабильной (TRI-State), что должно быть учтено при разработке аналоговой модели системы и на начальных этапах тестирования.
Стандарт на механизм граничного сканирования определяет требования на реализацию трёх основных режимов работы интерфейса: BYPASS, EXTEST, SAMPLE/PRELOAD. Один из них, BYPASS, позволяет эффективно использовать возможности последовательного интерфейса при организации длинных последовательно объединённых цепочек. Два других режима обеспечивают потенциальную возможность проведения тестов методом граничного сканирования.
В режиме работы EXTEST обеспечивается возможность снимать или устанавливать логические значения на рабочих контактах электронных компонентов, чем обеспечивается частичная или полная проверка цепей, имеющих непосредственное отношение к тестируемой компоненте.
Режим работы SAMPLE/PRELOAD позволяет тестировать ядро электронного элемента в статическом режиме, выставляя или снимая значения логических уровней на границе его выходных буферов.