基于IEEE 1149.7边界扫描标准的TAP.7适配器研究

摘要

随着电子技术日新月异的发展,芯片朝着低功耗、多功能、大规模和小封装的方向快速发展,多CPU或IP(Intellectual Property)模块的系统电路逐渐向系统芯片转化。在测试访问端口(TAP)中,集成单个测试访问端口控制器(TAPC)已经不能满足这种复杂系统芯片的调试与测试需求。因此,在单芯片中集成多个TAPC成为芯片发展的必然趋势。IEEE1149.7边界扫描标准提出了一种支持多TAPC结构的紧凑型JTAG(Compact JTAG,CJTAG),它是一种全新的、支持多种操作模式的2-引脚调试/测试端口。
　　本文在深入研究IEEE1149.7标准规范和TAP.7的结构特点及功能扩展特性的基础上,设计了一种基于IEEE1149.7边界扫描标准的适配器。通过充分分析适配器的设计需求和深入研究其功能属性,将适配器结构划分为:零位数据寄存器扫描、TAP.7控制器命令、电源管理、测试性复位、功能性复位、芯片级TAPC控制、星型扫描技术(包括选择/取消和扫描选择指令功能)和 JTAG控制模块。采用先底层后顶层,先模块后整体的方法设计实现了具有T0-T3层TAP.7功能的适配器。该适配器能有效实现IEEE1149.7标准的测试访问端口(TAP.7)与IEEE1149.1边界扫描标准的测试访问端口(TAP.1)的适配,完成TAP.1的功能扩展。
　　通过QuartusⅡ设计软件和Verilog硬件描述语言对适配器的功能以及扫描测试进行仿真验证。验证结果表明:适配器设计符合标准规范,实现了T0-T3层所有的TAP.7功能,完成了TAP.7与TAP.1的适配,达到了预期设计目的,为支持IEEE1149.1标准的器件提供升级的方法,也为CJTAG产品的设计开发提供较好的参考价值。

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第一章 引言

§1.1 研究背景及意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 课题研究内容

§1.4 本章小结

第二章TAP.7技术研究

§2.1 TAP.7结构

§2.2 TAP.7规范

§2.3 TAP.7扩展特性

§2.4 本章小结

第三章 TAP.7适配器的设计

§3.1 适配器功能需求分析

§3.2 适配器结构设计

§3.3 适配器设计方案

§3.4 本章小结

第四章 功能模块设计

§4.1 ZBS模块

§4.2 TAP.7控制器命令模块

§4.3 电源管理模块

§4.4 测试性复位模块

§4.5 功能性复位模块

§4.6 CLTAPC控制模块

§4.7 星型扫描技术模块

§4.8 JTAG控制模块

§4.9 本章小结

第五章 TAP.7适配器验证

§5.1 适配器验证方案

§5.2 TAP.7功能验证

§5.3 扫描测试验证

§5.4 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间主要研究成果

附录A 定义

附录B TAP.7寄存器

附录C TAP.7控制器命令

附录D TAP.7适配器部分代码