一种基于JTAG链路的电路板测试系统及测试方法与流程

本发明涉及设备检测技术领域，尤其涉及一种基于jtag链路的电路板测试系统及测试方法。

背景技术

目前，对于电路板和系统产品的测试，一般采用以下两种方式进行：

1)由人工通过仪器(如信号源、高精度万用表等)进行筛选和检测。这种测试方法对板卡的合格程度以及功能完整性的测试不充分，过于依赖于操作人员的知识水平、操作熟练程度，以及待测板被测试点同测试表笔的充分接触程度等因素，生产线人员的疲劳程度，均可直接影响测试结果的正确性和充分性。即，这种测试方法过于依赖人的因素，导致生产效率不高，人工反复测试等情况。

2)由传统自动测试台，通过一定的软件平台、集成台式设备，按照软件流程测试。自动测试在一定程度上解决了人工测试的矛盾，但依然存在平台成本和测试稳定性、测试速度和测试稳定性之间的矛盾。

同时，以上两种方法，对于封装密集的大规模集成电路和引脚不可见的bga封装芯片没有测试能力，对于大规模集成芯片产品，测试覆盖率非常低。针对相关技术中电路板测试方法效率低且过于依赖测试人员的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于jtag链路的电路板测试系统及测试方法。

一方面，本发明实施例提供了一种基于jtag链路的电路板测试系统，所述系统包括：主控器、通用仪器设备、jtag链路控制器、第一jtag链路芯片及jtag陪试工装；

所述主控器与通用仪器设备、jtag链路控制器分别连接，用于分别向通用仪器设备、jtag链路控制器发送测试指令；

所述通用仪器设备用于根据主控器发来的测试指令生成模拟量激励信号并发送给被测电路板，以及将被测电路板产生的模拟量响应信号发送给主控器；

jtag陪试工装与被测电路板通过数字i/o口连接，数字i/o口用于在被测电路板与jtag陪试工装之间传递数字量信号；

所述jtag链路控制器分别连接第一jtag链路芯片及jtag陪试工装，用于根据主控器发来的测试指令生成数字量激励信号，并发送给嵌设在被测电路板中的第一jtag链路芯片以激励被测电路板产生响应信号，再串行地读取所述jtag陪试工装的输出以获取被测电路板数字量响应信号；或者，所述jtag链路控制器将所述数字量激励信号通过jtag陪试工装发送给被测电路板以激励被测电路板产生响应信号，再由jtag链路控制器串行地读取所述第一jtag链路芯片的输出以获取被测电路板的数字量响应信号；

所述jtag链路控制器还用于比对所述数字量激励信号及数字量响应信号，并将比对结果返回给主控器；

所述主控器还用于根据所述比对结果、所述测试指令及模拟量响应信号判断被测电路板是否正常，并生成测试结果。

在一实施例中，当所述被测电路板上包括a/d模块时，在所述通用仪器设备根据主控器发来的测试指令生成模拟量激励信号并发送给被测电路板后，所述第一jtag链路芯片还用于在jtag链路控制器的控制下驱动所述a/d模块采集所述模拟量激励信号，并读取a/d模块生成的数字量响应信号；

所述主控器还用于根据所述模拟量激励信号和数字量响应信号，按照预设的比对标准判断所述a/d模块是否正常工作。

在一实施例中，当所述被测电路板上包括d/a模块时，在所述jtag链路控制器根据主控器发来的测试指令生成数字量激励信号并发送给第一jtag链路芯片后，所述第一jtag链路芯片还用于在jtag链路控制器的控制下驱动所述d/a模块采集所述数字量激励信号以产生模拟量响应信号，并通过所述通用仪器设备发送给主控器；

所述主控器还用于根据所述模拟量响应信号和所述测试指令，按照预设的比对标准判断所述d/a模块是否正常工作。

在一实施例中，所述jtag陪试工装还包括第二jtag链路芯片，所述第二jtag链路芯片用于将jtag陪试工装的数字i/o口接收到的数字量信号输出到芯片引脚，所述jtag链路控制器用串行的方式读取第二jtag链路芯片引脚以获取被测电路板的数字量响应信号。

在一实施例中，所述jtag陪试工装还包括第二jtag链路芯片，所述第二jtag链路芯片用于将所述jtag链路控制器发来的数字量激励信号通过jtag陪试工装的数字i/o口传递给被测电路板，以激励被测电路板产生响应信号。

在一实施例中，所述jtag陪试工装上数字i/o口的端口数量不小于被测电路板上数字i/o口的端口数量。

在一实施例中，所述系统还包括人机交互接口，用于接收用户输入的测试数据并发送给所述主控器，还用于显示所述主控器生成的测试结果。

在一实施例中，所述通用仪器设备包括：示波器、信号发生器、源表中的一种或几种。

在一实施例中，所述系统还包括适配板卡，用于与被测电路板相对接，提供所述系统与所述被测电路板之间的接口；其中，不同类型的适配板卡对接相应类型的被测电路板。

在一实施例中，所述系统还包括调理电路，与所述被测电路板的模拟i/o口连接，用于对模拟i/o口输出的模拟响应信号进行信号调理，并将经过调理的模拟响应信号发送至所述通用仪器设备。

另外，本发明实施例还提供了一种基于jtag链路的电路板测试方法，应用于所述的测试系统，所述方法包括：

利用主控器分别向通用仪器设备、jtag链路控制器发送测试指令，以使通用仪器设备生成模拟量激励信号，使jtag链路控制器生成数字量激励信号，并传输给被测电路板；

嵌设在被测电路板中的第一jtag链路芯片控制被测电路板根据所述模拟量激励信号及数字量激励信号产生响应信号；

所述通用仪器设备采集所述响应信号中的模拟量响应信号并传输给所述主控器；所述jtag链路控制器以串行方式分别读取所述第一jtag链路芯片的输出及jtag陪试工装的输出，以获取被测电路板的数字量响应信号；

所述jtag链路控制器比对所述数字量激励信号及数字量响应信号，并将比对结果返回给主控器；

所述主控器根据所述比对结果、测试指令及模拟量响应信号判断被测电路板是否正常，并生成测试结果。

本发明实施例还提供了一种基于jtag链路的电路板测试方法，应用于所述的测试系统，所述方法包括：

利用主控器向jtag链路控制器发送测试指令，以使jtag链路控制器生成数字量激励信号；

所述jtag链路控制器通过jtag陪试工装将所述数字量激励信号发送给被测电路板；

嵌设在被测电路板中的第一jtag链路芯片控制被测电路板根据所述数字量激励信号产生响应信号；

所述通用仪器设备采集所述响应信号中的模拟量响应信号并传输给所述主控器；所述jtag链路控制器以串行方式读取所述第一jtag链路芯片的输出以获取被测电路板的数字量响应信号；

所述jtag链路控制器比对所述数字量激励信号及数字量响应信号，并将比对结果返回给主控器；

所述主控器根据所述比对结果、测试指令及模拟量响应信号判断被测电路板是否正常，并生成测试结果。

本发明实施例在显著提高测试效率和测试稳定性的基础上，大幅降低设备成本，同时具备了测试大规模高集成度电路板的能力，测试覆盖率显著提高，同时使故障定位精确程度显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于jtag链路的电路板测试系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一基于jtag链路的电路板测试方法的流程图；

图3是本发明另一实施例提供的一基于jtag链路的电路板测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种基于jtag链路的电路板测试系统，图1是本发明实施例提供的电路板测试系统的结构示意图。如图1中实线部分所示，该系统主要包括：主控器11、通用仪器设备12、jtag(jointtestactiongroup，联合测试工作组)链路控制器13、jtag链路芯片14及jtag陪试工装15，下面分别进行介绍。

主控器11可以实现与jtag链路测试软件平台、通用测试设备平台的集成控制。在本发明实施例中，主控器11分别与通用仪器设备12、jtag链路控制器13连接，可以向通用仪器设备12、jtag链路控制器13分别发送测试指令。通用仪器设备12可以根据主控器11发来的测试指令生成模拟量激励信号，然后将生成的激励信号发送给被测电路板16以进行测试，以及将被测电路板16返回的模拟量响应信号发回给主控器11。针对不同类型的被测电路板16，测试时所用的激励信号不同，需要根据电路板的类型生成不同的激励信号。jtag链路控制器13可以根据被测指令中包含的被测电路板16的类型生成相应的数字量激励信号，生成的数字量激励信号最终发送给被测电路板16，以激励被测电路板16生成相应的响应信号，该响应信号包括模拟量响应信号和/或数字量响应信号。

jtag陪试工装15上的数字i/o口152与被测电路板16上的数字i/o口151连接，数字i/o口可用于在被测电路板16与jtag陪试工装15之间传递数字量信号。

jtag链路控制器13分别连接第一jtag链路芯片14及jtag陪试工装15。在jtag链路控制器13根据主控器11发来的测试指令生成数字量激励信号后，可以直接将该激励信号发送给嵌设在被测电路板16中的第一jtag链路芯片14，第一jtag链路芯片14是受jtag链路控制器13控制的，在jtag链路控制器13的控制下，第一jtag链路芯片14激励被测电路板16产生响应信号。被测电路板16产生数字量响应信号大都通过数字i/o口161传递给jtag陪试工装15，由jtag链路控制器13串行地读取jtag陪试工装15的输出，便可以获取被测电路板16所产生的数字量响应信号。另外，可选地，被测电路板16产生数字量响应信号还有一部分由jtag链路控制器13读取第一jtag链路芯片14的输出引脚获得。被测电路板16产生的模拟量数字信号由通用仪器设备12发回控制器11。

或者，在jtag链路控制器13根据主控器11发来的测试指令生成数字量激励信号后，还可以由jtag链路控制器13间接地将数字量激励信号通过jtag陪试工装发送给被测电路板16，从而激励被测电路板16产生响应信号，由jtag链路控制器13串行地读取第一jtag链路芯片14的输出引脚，便可以获取被测电路板16的数字量响应信号。此时，被测电路板16产生的模拟量数字信号仍旧由通用仪器设备12发回控制器11。

jtag链路控制器13在获取到被测电路板16产生的数字量激励信号后，还可以比对其发送给被测电路板16的数字量激励信号及被测电路板16所产生数字量响应信号，并将比对结果返回给主控器。

主控器11可以根据自身发出的测试指令、jtag链路控制器13反馈的比对结果，以及通用仪器设备12发回的模拟量响应信号进行综合判断并生成测试结果，以判断被测电路板是否正常。

第一jtag链路芯片14嵌设在被测电路板16中，可以根据jtag链路控制器13生成的激励信号控制被测电路板16产生响应信号，该响应信号包括数字量响应信号和/或模拟响应信号。其中，数字量响应信号可经由jtag链路芯片14发送给jtag链路控制器13和/或经由被测电路板16的数字i/o口161传输给jtag陪试工装15。通常地，数字量响应信号通常都输出到第一jtag链路芯片14的引脚，由被测电路板16的数字i/o口161传输给jtag陪试工装15，但当被测电路板16内部产生一些数字量响应信号但不输出到芯片引脚时，那么这部分响应信号便由jtag链路控制器13通过读取第一jtag链路芯片14的输出引脚来获取，也可以理解为第一jtag链路芯片14将这部分数字量响应信号回传给jtag链路控制器13。另外，上述响应信号中的模拟量响应信号可以通过通用仪器设备12传输给主控器11。

jtag陪试工装15在收到被测电路板16的数字i/o口161发来的数字响应信号后，可将其转换成串行的数字响应信号，然后发送给jtag链路控制器13。jtag链路控制器13综合从第一jtag链路芯片14处获取的数字量及从jtag陪试工装15处获取的数字量响应信号，与自身根据主控器11的测试指令生成的激励信号进行比对，将比对结果反馈给主控器11。

本发明实施例在显著提高测试效率和测试稳定性的基础上，大幅降低设备成本，同时具备了测试大规模高集成度电路板的能力，测试覆盖率显著提高，同时使故障定位精确程度显著提高。

在一个实施例中，当被测电路板16上包括a/d模块(图1中未示出)时，该a/d模块通常与通用仪器设备12通信，对被测电路板16进行测试时，在通用仪器设备12根据主控器11发来的测试指令生成模拟量激励信号并发送给被测电路板16后，由第一jtag链路芯片14在jtag链路控制器13的控制下驱动该a/d模块采集所述模拟量激励信号，并读取a/d模块生成的数字量响应信号。主控器11还用于根据通用仪器设备12产生的模拟量激励信号和a/d模块所输出的数字量响应信号，按照预设的比对标准判断被测电路板16上的该a/d模块是否正常工作。

在一个实施例中，当被测电路板16上包括d/a模块(图1中并未示出)时，在jtag链路控制器13根据主控器11发来的测试指令生成数字量激励信号并发送给第一jtag链路芯片14后，第一jtag链路芯片14在jtag链路控制器13的控制下驱动该d/a模块采集数字量激励信号并进行d/a转换，以产生模拟量响应信号，并通过通用仪器设备12发送给主控器11。由于不能直接比对数字量激励信号和模拟量响应信号，主控器11可根据通用仪器设备12返回的该模拟量响应信号和自身发出的测试指令，按照预设的比对标准判断被测电路板16上的该d/a模块是否正常工作。

在一个实施例中，上述的jtag陪试工装15还包括第二jtag链路芯片151，在数字i/o口152接收被测电路板16的数字i/o口161发来的数字量响应信号后，该数字量响应信号传输至第二jtag链路芯片151的引脚上，以便于jtag链路控制器13用串行的方式读取第二jtag链路芯片151的引脚以获取被测电路板16产生的数字量响应信号。也可以说，第二jtag链路芯片151可以将被测电路板16发来的数字量响应信号转换成了串行的数字量响应信号并反馈给jtag链路控制器13。

在一实施例中，当jtag链路控制器13将自身产生的数字量激励信号间接地通过jtag陪试工装15传递给被测电路板16时，第二jtag链路芯片151还可以将jtag链路控制器13发来的数字量激励信号通过jtag陪试工装15的数字i/o口152传递给被测电路板16，以激励被测电路板16产生响应信号。

在上述实施例中，为了使jtag陪试工装15和被测电路板16之间实现数字信号的传输，jtag陪试工装15上的数字i/o口152的端口数量通常应不小于被测电路板16上数字i/o口161的端口数量。如jtag陪试工装15的数字i/o口152的端口数量与被测电路板16的数字i/o口161的端口数量不相等，可以根据被测电路板16的数字i/o口161的端口数量适当扩展jtag陪试链路15的数字i/o口152的端口数量，以使二者的端口数量一致。

在一个实施例中，上述的电路板测试系统还包括一人机交互接口17，与主控器11连接，可以接收用户输入的测试数据并发送给主控器11，以使主控器11生成相应的测试指令，该人机交互接口17还用于显示主控器11生成的测试结果。人机交互接口17可以为键盘、鼠标、显示器、扫码器中的一种或几种，本发明实施例并不以此为限。

在一个实施例中，上述的通用仪器设备12还包括示波器、信号发生器和源表中的一种或几种。

可选地，上述的电路板测试系统中还可以包括适配板卡(图1中未示出)，用于使被测电路板16和本测试系统相对接，提供测试系统与被测电路板16之间的接口。通常地，不同类型的被测电路板应由不同的适配板卡对接。

在一个实施例中，上述的电路板测试系统还包括一调理电路18，连接在被测电路板16和通用仪器设备12之间，用于对被测电路板16产生的模拟量响应信号进行调理，将调理后的模拟量响应信号发送给通用仪器设备12。上述调理电路18通常与被测电路板16的模拟i/o口(图1中未示出)连接，将模拟i/o口输出的模拟响应信号进行信号调理后发送至通用仪器设备12。

本发明实施例在显著提高测试效率和测试稳定性的基础上，大幅降低设备成本，同时具备了测试大规模高集成度电路板的能力，测试覆盖率显著提高，同时使故障定位精确程度显著提高。

基于与图1所示电路板测试系统相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种电路板测试方法，具体如下面实施例所述。由于该方法解决技术问题的原理与图1所示电路板测试系统的工作原理相似，因此该测试方法的实施可以参见图1所示电路测试系统的实施，重复之处不再赘述。

在另一实施例中，本发明实施例还提供了一种基于jtag链路的电路板测试方法，主要包括以下步骤，如图2所示。

步骤s21，利用主控器11分别向通用仪器设备12、jtag链路控制器13发送测试指令，以使通用仪器设备12生成模拟量激励信号，使jtag链路控制器13生成数字量激励信号，并传输给被测电路板16。

步骤s22，嵌设在被测电路板16中的第一jtag链路芯片14控制被测电路板16根据所述模拟量激励信号及数字量激励信号产生响应信号。

步骤s23，通用仪器设备12采集上述响应信号中的模拟量响应信号并传输给主控器11；jtag链路控制器13以串行方式分别读取第一jtag链路芯片14的输出及jtag陪试工装15的输出，以获取被测电路板16的数字量响应信号。

步骤24，jtag链路控制器13比对所述数字量激励信号及数字量响应信号，并将比对结果返回给主控器11。

步骤s25，主控器11根据所述比对结果、测试指令及模拟量响应信号判断被测电路板16是否正常，并生成测试结果。主控器11在接收到jtag链路控制器13发来的比对结果及通用仪器设备11发来的模拟量响应信号后，结合自身发出的测试指令以及预设的比对标准来判断被测电路板16是否正常，并生成测试结果。如被测电路板16异常，主控器11还可以根据上述信息判断被测电路板16的故障类型，并生成测试报告在人机交互接口17处显示。

本发明实施例在显著提高测试效率和测试稳定性的基础上，大幅降低设备成本，同时具备了测试大规模高集成度电路板的能力，测试覆盖率显著提高，同时使故障定位精确程度显著提高。

另外，本发明实施例还提供了另一种电路板测试方法，具体如下面实施例所述。由于该方法解决技术问题的原理与图1所示电路板测试系统的工作原理相似，因此该测试方法的实施可以参见图1所示电路测试系统的实施，重复之处不再赘述。

在另一实施例中，本发明实施例还提供了一种基于jtag链路的电路板测试方法，主要包括以下步骤，如图3所示。

步骤s31，利用主控器11向jtag链路控制器13发送测试指令，以使jtag链路控制器13生成数字量激励信号。

步骤s32，jtag链路控制器13通过jtag陪试工装15将所述数字量激励信号发送给被测电路板16。

步骤s33，嵌设在被测电路板16中的第一jtag链路芯片14控制被测电路板16根据所述数字量激励信号产生响应信号。

步骤s34，通用仪器设备12采集所述响应信号中的模拟量响应信号并传输给主控器11；jtag链路控制器13以串行方式读取第一jtag链路芯片14的输出以获取被测电路板16的数字量响应信号。

步骤s35，jtag链路控制器13比对所述数字量激励信号及数字量响应信号，并将比对结果返回给主控器11。

步骤s36，主控器11根据所述比对结果、测试指令及模拟量响应信号判断被测电路板是否正常，并生成测试结果。主控器11在接收到上述信息后，结合自身发出的测试指令以及预设的比对标准来判断被测电路板16是否正常，并生成测试结果。如被测电路板16异常，主控器11还可以根据上述信息判断被测电路板16的故障类型，并生成测试报告在人机交互接口17处显示。

图2与图3所示的基于jtag链路的电路板测试方法的区别在于，图2所示测试方法是jtag链路控制器13将生成的激励信号直接发送给被测电路板16进行测试，而图3所示测试方法是jtag链路控制器13将生成的激励信号间接地通过jtag陪试工装15间接地发送给被测电路板16进行测试。在测试过程中，通用仪器设备12是主控器11与被测电路板16之间传递模拟量信号的通道。如果被测电路板16的测试激励信号仅包含数字信号，那么可以使用图2也可以使用图3所示的方法对其进行测试；如果被测电路板16的测试激励信号中既包含数字量信号，又包含模拟量信号，为了使测试结果更为可靠，通常选用图2所示测试方法对其进行测试。另外，即使被测电路板16的测试激励信号中包含数字量信号和模拟量信号，也可以利用图3所示测试方法对其进行测试。

本发明实施例在显著提高测试效率和测试稳定性的基础上，大幅降低设备成本，同时具备了测试大规模高集成度电路板的能力，测试覆盖率显著提高，同时使故障定位精确程度显著提高。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。