满足的嵌入式系统电路特性测试需求的JTAG技术

　　引言：EEE 1149.1边界扫描测试标准(通常称为JTAG、1149.1或"dot 1")是一种用来进行复杂IC与电路板上的特性测试的工业标准方法，大多数复杂电子系统都以这种或那种方式用到了IEEE1149.1(JTAG)标准。为了更好地理解这种方法，本文将探讨在不同年代的系统开发与设计中是如何使用JTAG的，通过借助过去有关JTAG接入的经验或投入，推动设计向新一代发展。

　　大多数复杂电子系统都以这种或那种方式用到了IEEE1149.1(JTAG)标准。如果系统采用的是复杂FPGA或CPLD，那么几乎可以肯定这些硬件是通过JTAG端口设置的。如果系统利用仿真工具来调试硬件或软件，那么仿真工具也很可能是通过JTAG端口与微处理器对话。而且，如果系统中采用了球栅阵列(BGA)封装的IC，那么JTAG也是测试BGA器件与底层印制电路板之间连接的最有效方法。

　　支持EEE 1149.1边界扫描测试标准的IC与电路板都具备一个支持JTAG测试的4线串行总线(第5条线为可选的复位线)-TDI(测试数据输入)、TDO(测试数据输出)、TMS(测试模式选择)与TCK(测试时钟)。该总线主要支持对焊点、电路板过孔、短路和开路等连接进行结构测试。此外，许多CPLD和 FPGA制造商也将JTAG作为其器件在系统编程与配置的标准方法。JTAG不但支持结构(互连)测试，如今还是一种用于在系统级实现配置、编程以及混合信号测试的标准方法。

　　但大多数设计团队都在新设计中对JTAG的应用更倾向于不一步到位，而是以一种更易掌控的方式慢慢转为全面利用JTAG接口。有些团队规则(discipline)中广泛利用了JTAG接口，有些则只利用了其中很有限的一部分。但每种规则都根据其自身的需要调整JTAG。在各种规则的共同作用下，发展出了几代不同的JTAG应用，每一代JTAG应用都有各自的特点，具有某种增强功能。

　　图1：第二代JTAG应用：利用JTAG多支路复用器简化对多个JTAG链的接入。

　　由于存在各种各样的JTAG接入要求，所以开发团队必需采用一种跨规则的JTAG接入策略以最大程度地发挥JTAG接入的功能。这种策略对于实现一种标准方法非常必要，这种标准方法可以复用，并且下一代产品可以基于其构建。为了更好地理解这种方法，我们将探讨在不同年代的系统开发与设计中是如何使用JTAG的，目的是通过借助过去有关JTAG接入的经验或投入，推动设计向新一代发展。

　　JTAG应用的各个阶段

　　在JTAG应用的第一阶段，只用到了某些有关电路板的特性和功能，有关该方法的整理和标准化工作却做得很少。

　　这是一种最简单的方法，几乎甚至完全不需要进行任何软件工具投资，通常使用IC厂商提供的免费工具即可。该阶段的JTAG通常不具备或者只具备很有限的诊断功能，也没有可用于生成测试或编程的矢量的软件。这时的JTAG接入只在生产时用于配置CPLD或对闪存编程。稍复杂一些的板卡也可以用它来做测试。