边界扫描测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试领域，具体涉及边界扫描测试系统。
【背景技术】
[0002]边界扫描测试系统的研制是边界扫描测试的一项重要内容。现有技术给出了一种基于微机网络端口的边界扫描测试仪，该仪器具有较好的可操作性以及测试故障定位精度，并编程实现了多种算法，但是在测试过程中需要人工介入的工作太多。现有技术给出一种基于微机PCI总线的边界扫描测试仪器的开发，但是该仪器只能简单地测试被测电路的好坏，不能实现电路板互连测试矢量的自动生成等工作。
【发明内容】
[0003]本发明提供边界扫描测试系统，解决现有边界扫描测试系统可靠性低、故障诊断能力低以及智能化低的问题。
[0004]本发明通过以下技术方案解决上述问题:
[0005]边界扫描测试系统，为主/从式结构，由边界扫描测试控制器、主控计算机、测试存取口和边界扫描测试总线；边界扫描控制器与主控计算机通讯，获取测试代码和控制指令，选择扫描链路，并驱动边界扫描测试总线，将测试代码加载到被测链路上进行测试；测试结束后，边界扫描测试控制器通知主控计算机测试已完成，并将测试响应数据发送回主控计算机。
[0006]上述方案中，所述测试代码用于完成测试生成、测试加载、测试响应分析、故障显示、人机交互和测试文件自检。
[0007]上述方案中，所述测试代码分为7个模块，分别为测试文件分析模块、测试算法生成模块、测试数据生成模块、上下位机通讯模块、响应数据分析模块、故障诊断模块和辅助功能t吴块。
[0008]上述方案中，所述测试文件分析模块用于主要用于获取芯片物理管脚与边界扫描单元对应关系；芯片管脚类型；边界扫描测试总线对应的管脚号码；指令寄存器信息以及数据寄存器信息。
[0009]上述方案中，所述测试算法生成模块为W步自适应生成算法，步骤如下:
[0010](1)利用常规的测试生成算法生成测试向量并对被测板进行故障检测；
[0011](2)对测试响应向量进行分析，识别出具备相同SRV的网络子集R ;
[0012](3)设w等于R中网络数目，并对R加载w个由移位“1”算法生成的测试向量，对可能发生征兆混淆或征兆误判的网络进行精确测试。
[0013]本发明的优点与效果是:采用为主/从式结构，由边界扫描测试控制器、主控计算机、测试存取口和边界扫描测试总线组成；软件程序包括测试文件分析模块、测试算法生成模块、测试数据生成模块、上下位机通讯模块、响应数据分析模块、故障诊断模块和辅助功能模块，在测试算法生成模块为W步自适应生成算法，提高了本发明的可靠性低、故障诊断能力以及智能化程度。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
[0015]边界扫描测试系统是根据边界扫描测试标准开发的对数字电路进行故障诊断的测试系统。本发明采用主/从式结构，由边界扫描测试控制器(下位机)、主控计算机(上位机)和接口于可测试存取口 JTAG和MTM总线的被测电路板组成，边界扫描控制器的任务是与主控计算机通讯，获取测试代码和控制指令，从而选择相应的扫描链路，并驱动EIEESdtll49.1或EIEESdtll49.5边界扫描测试总线，将测试代码加载到被测链路上进行测试；测试结束后，下位机通知上位机测试已完成，并将测试响应数据发送回上位机。在整个测试过程中下位机只承担驱动边界扫描测试总线，选择测试链路进行测试以及将测试响应数据送回上位机的任务，并不需要对测试响应数据进行任何处理，可以保证持续、高速的测试。上位机选用普通的笔记本电脑，主要完成测试生成、测试加载、测试响应分析、故障显示、人机交互和测试文件自检等任务。其中，测试生成任务通过电路板的网络表文件获取被测对象的边界扫描链路及网络连接信息，依据一定的测试生成算法，生成边界扫描测试向量集，并按约定的数据文件格式存储，即测试向量文件。测试向量加载任务利用已生成的测试向量文件，构造可执行的边界扫描测试代码，按规定的通讯格式通过通讯接口输入边界扫描测试控制器，并通知下位机执行边界扫描测试。测试响应分析的任务是将所获得的测试响应代码进行分析，剔除垃圾数据并转化为与测试向量相同格式的测试响应向量。结合相应的测试文件，如边界扫描描述文件、网络表文件和测试向量文件，用故障判定准则对测试响应向量进行分析。根据分析结果给出测试响应的分析报告，并进行故障显不。
[0016]边界扫描测试系统下位机硬件由总线接口电路、双口 RAM、向量RAM、微控制器、边界扫描测试总线控制器SN74ACT8990、CPLD可编程控制器件、可编程时钟模块、边界扫描自检电路以及EIEESdtll49.l/EIEESdtll49.5总线变换电路等部分组成。进行边界扫描测试时，微控制器通过接口电路将测试指令和测试数据下载到双口 RAM中，然后通过中断方式启动单片机进行边界扫描测试。边界扫描总线控制器、可编程时钟模块、边界扫描自检电路是边界扫描测试系统下位机的核心单元，测试总线控制器在测试时钟的驱动下，产生标准的总线信号，通过IEEESdtll49.lI/EEEstdll49.5总线变换电路与外部待测设备相连，从而控制整个测试过程。
[0017]本发明选用TI公司的SN74ACT8990芯片作为边界扫描测试总线控制器，它支持ShdaowProtocol协议，从而可以和SN74LVT8996组合实现板级或系统级测试，N74ACT899o由状态序列控制器模块、串行位流处理器模块、事件驱动模块、计数器模块、命令模块和主控模块6个功能模块构成。状态序列控制器模块按照EIEEstdll49.1TAP状态转换机的要求产生TMS信号，设定测试系统的状态。在SHIFT_IR和SHIFT_DR状态下，利用串行位流处理器输出的串行数据输出数据，产生TD0信号，并把从TDI接收到的数据通过SDI输送到串行位流处理器。通过编程，可对状态序列控制器模块完成下述操作:选择TMS信号输出(0-5);设定所有的测试总线为高阻态；淤选择TDI(O-l);淤在测试总线中插入可编程延时。串行位流处理器模块是测试总线控制器重要的组成部分，在测试过程中它主要完成两方面的功能:⑴提供TAP控制器处于SHIFT_IR和SHIFT_DR状态时加载的测试命令和测试数据；(2)收集从测试电路板TDO端口读回的测试响应数据。串行位流处理器模块的SDO信号线经过状态序列控制器模块并作为该模块的TDO信号线连接到被测电路板上。通过事件驱动模块外部事件可以被用来对测试程序进行控制，或被作为中断源，引起测试计算机进行中断处理。测试人员可以利用事件驱动模块来控制测试程序与外界事件保持一致性，当不需要利用外部事件对测试程序进行控制时，该模块的事件处理功能不发生作用，可根据程序配置提供4路TMS信号输出。计数器模块是一个与测试人员相关的模块，COLJNTI计数器由COLJNTI更新寄存器、犯位的反向计数器和捕获寄存器(CAPTLJRERgeister)三部分组成，主要用来对SHIFT_IR、SHIFT_DR和RLJNTEST/IDLE的状态进行计数，从而控制边界扫描测试过程的进行。COLJNTI计数器同样可以对事件进行计数，但一般都是用C0LJNT20和C0LJNTZI来完成这项工作。命令模块不需用户干预，自主地完成命令译码，控制芯片完成相应操作。主控模块主要提供测试总线控制器(TestBuSCnortoller’TBC)同微处理器的接口。由5位地址总线、16位数据总线、读写信号线、状态线和中断信号线构成，通过该接口，可访问24个内部寄存器。微处理器接口和EIEESdtll49.1测试总线接口可异步操作，计算机的时钟信号和测试时钟信号TCK可以不同步工作。采用这种工作方式，测试操作简单、可控，用户可根据测试对象的要求灵活配置TCK，测试数据不会因为不同步问题而发生紊乱，保证了测试的准确可靠。
[0018]本发明是一种串行化的测试方式，为了提高测试速度，要求尽可能提高测试时钟频率，且可调。系统时钟的基准信号由频率为24MHz的石英晶体振荡器产生，通过可编程的分频逻辑电路，分8档输出，最高频率为24MHz，最低频率为188KHz，依次二次分频。时钟发生器模块输出的信号经过SN74ACT8990主控模块缓冲后，作为边界扫描测试总线的时钟信号TCK输出。
[0019]本发明的软件部分包括7个主要模块，分别为:测试文件分析模块、测试算法生成模块、测试数据生成模块、上下位机通讯模块、响应数据分析模块、故障诊断模块和辅助功能t吴块。
[0020]基于边界扫描机制的测试有两个明显的特点:
[0021](1)进行任何一种测试都是基于对两种寄存器的移位操作，即对指令寄存器(移入移出测试指令)和数据寄存器(移入移出测试数据)进行扫描；
[0022](2)进行任何一种测试都需要提供相应的数据，这些数据都是由测试所需要的芯片边界扫描描述文件和电路板网络表文件提供或者利用这些文件中的信息生成的。
[0023]分析边界扫描描述文件主要是获取下列信息:芯片物理管脚与边界扫描单元对应关系；芯片管脚类型(输入、输出、双向、三态)；边界扫描测试总线对应的管脚号码(TD1、TDO、TCK、TMS);指令寄存器信息(寄存器长度、各种测试指令代码)；数据寄存器信息(寄存器长度、IDC0DE代码等)。网络表文件为Protel软件在设计电路板时生成的标准文件，其格式在电子数据交换格式(EDIF)文件中有明确的定义。网络表文件中定义了以下内容:网络节点名；网络节点相对应的器件号和管脚号；器件名以及对应的封装形式。通过分析网络表文件和芯片边界扫描描述文件生成两个测试数据文件:电路板链路信息文件和芯片互连网络节点文件。其中电路板链路信息文件包含电路板链路信息，即链路上芯片的连接顺序、以及链路上各芯片对应的芯片名、封装形式等信息；芯片互连网络节点文件包含链路上芯片间互连网络号以及对应的芯片管脚号码。本发明还需获得测试芯片物理管脚号码和芯片边界扫描单元的对应关系