支持IEEE1149.7的调试与测试系统关键技术研究

摘要

随着电子信息技术的飞速发展,多个 IP核被集成于同一芯片中以实现多样化的新功能,但单芯片多核设计的同时也集成了各内核的测试访问端口控制器(TAPC)。基于IEEE1149.1标准(JTAG)的边界扫描测试技术已很难满足芯片设计对调试与测试的要求。IEEE1149.7标准(CJTAG)的提出解决了这一问题,它在保持与JTAG兼容的基础上支持多片上TAPC结构,并精简了测试引脚,提供了新的星型拓扑扫描功能。
　　本文在深入研究IEEE1149.7标准结构和规范的基础上,设计了解决芯片调试与测试问题的边界扫描调试与测试系统(DTS)。在设计过程中针对调试与测试系统所支持的标准协议操作、控制协议操作和高级协议操作等关键技术部分进行了深入剖析,并利用可扩展的模块化设计方法对各协议规定的核心操作进行分模块设计。标准协议操作单元包括串行扫描模块、控制器命令模块、四线星型扫描模块,控制协议操作单元包括选择控制模块,高级协议操作单元包括 MScan扫描模块、OScan扫描模块和非扫描数据传输模块。调试与测试系统根据上位机的命令实现CJTAG协议的自动转换,产生符合IEEE1149.7标准的测试信号,完成芯片的调试与测试工作。
　　利用QuartusⅡ设计软件和Verilog HDL硬件描述语言对各模块进行编程仿真验证,结果表明该调试与测试系统产生的CJTAG信号符合IEEE1149.7标准规范要求,能够实时控制待测芯片实现相应的调试与测试功能。

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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 主要研究内容

§1.4 本章小结

第二章 IEEE1149.7标准的结构与规范

§2.1 边界扫描技术

§2.2 IEEE1149.7的结构与操作特性

§2.3 零位扫描及控制器命令

§2.4 扫描拓扑

§2.5 选择控制技术

§2.6 非扫描数据传输

§2.7 本章小结

第三章 调试与测试系统核心结构设计方案

§3.1 边界扫描测试体系结构

§3.2 调试与测试系统功能需求分析

§3.3 模块化设计方案

§3.4 各模块主要功能

§3.5 实现方式

§3.6 本章小结

第四章 模块化设计过程

§4.1 标准协议操作单元

§4.2 控制协议操作单元

§4.3 高级协议操作单元

§4.4 本章小结

第五章 设计验证

§5.1 标准协议操作单元验证

§5.2 控制协议操作单元验证

§5.3 高级协议操作单元验证

§5.4本章小结

第六章 总结与展望

§6.1 总结

§6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要研究成果

附录A TAP.7控制器命令

附录B TAP.7控制器寄存器

附录C调试与测试系统部分代码