Материал: ППЭВС. 4 семестр. Лекция 9
Тестируемая плата с расположенными на ней БИС подключается через последовательный канал передачи данных (JTAG интерфейс) к некоторому ведущему устройству. Ведущее устройство, используя возможности, предоставляемые JTAG, решает задачи связанные с диагностикой тестируемого устройства, локализации неисправностей, загрузкой конфигураций PLD и т. п.
PC |
|
TAP |
|
ПЛАТА |
|
|
|
|
|
Как правило, ведущим устройством является персональный компьютер, оснащенный соответствующим программным обеспечением. Подключение к ведомому устройству осуществляется через параллельный или последовательный порт, или через плату расширения.
Структура TAP представлена контроллером, расположенным, как правило, на отдельной микросхеме и регистрами, построенными на основе ячеек граничного сканирования. Ячейки граничного сканирования находятся на внешней части тестируемого кристалла возле контактных площадок выводов микросхемы.
TAP требует 4-х внешних контактов:
-TDI (Test Data Input) – контакт для получения последовательных данных. На этот контакт последовательно, бит за битом подаются данные, которые затем интерпретируются схемой управления;
-TDO (Test Data Output) – контакт вывода последовательных данных. С этого контакта ведущее устройство последовательно считывает данные из БИС (например, результат тестовых операций);
-TCK (Test Clock Input) – контакт сигнала синхронизации обмена;
-TMS (Test Mode Select) – этот контакт управляет состоянием внутреннего автомата TAP. В частности, с помощью этого контакта определяется, что
загружается: команда или данные, а также определяется начало и конец загрузки;
- TRST (Test ReSeT) – сброс в начальное состояние контроллера внутреннего автомата TAP (контакт не является обязательным для реализации).
Структура ТАР
В процессе обмена информацией через TAP ведущее устройство воспринимает БИС как сдвиговый регистр, при этом
-TDI – вход сдвигового регистра;
-TDO – выход сдвигового регистра;
-TCK – сигнал сдвига;
TAP-контроллер имеет граф из 16 состояний. Переход из одного состояния в другое зависит от сигнала TMS. В зависимости от состояния автомата TAP-контроллера в канал может быть включен либо регистр данных, либо регистр команды.
Регистр команды в JTAG-контроллере всегда один.
Регистров данных в JTAG-контроллере может быть сколько угодно. Какой именно регистр данных будет выбран для подключения, как правило, определяется загруженной командой.
Каждая ячейка граничного сканирования, расположенная во внешней части кристалла между контактной площадкой и внутренней частью, состоит из двух триггеров. Один из этих триггеров составляет регистр сдвига, а второй входит в структуру внутреннего параллельного буфера обмена.
Вариант схемы отдельной ячейки для тестирования схемы, расположенной в кристалле
Можно выделить несколько режимов в работе ячейки:
- режим сдвига, когда в триггере Т1 по сигналу «захват» сохраняется состояние аналогичного триггера предыдущей ячейки. В этом режиме ведущее устройство последовательно выдвигает текущее состояние ячеек и вдвигает новое;
-режим наблюдения («Sample»). В этом режиме по импульсу текущее состояние вывода фиксируется в триггере и может быть потом считано ведущим устройством. При этом в процессе обмена данные, получаемые от ведущего устройства, фиксируются в триггере. При необходимости, в режиме тестирования (EXTEST) эти данные могут быть выведены на внешний вывод;
-режим тестирования ( EXTEST, – Executing Test ). В этом режиме на выход подается логическое значение, которое находится в триггере T2.
Для целей программирования структура ячейки будет выглядеть следующим образом
Возможны следующие режимы работы BSC:
-загрузка программ или чтение внутрисистемных ЗУ. В этом случае отключается контактная площадка, и вся информация поступает из BSC во внутреннюю часть кристалла или из кристалла в BSC;
-тестирование соединений БИС в плате или нескольких БИС между собой. Отключена внутренняя часть, остается соединение BSC с контактной площадкой;
- тестирование штатной работы. Все соединения сохраняются. Вся цепочка связей передается программе-обработчику.