[發明專利]基于自動菊花鏈的單環JTAG背板測試總線電路

有效

• 申請號: 201711135123.6
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107943640B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 江曉;胡意;李蔚;潘建偉
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06F11/24
• 分類號: G06F11/24;G06F11/22;G06F13/42;G06F13/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種基于自動菊花鏈的單環JTAG背板測試總線電路，背板上每個板槽都設置了標準JTAG接口，JTAG控制器從第一板槽接入，依次將其它板槽的JTAG接口串在一起，最后又連回第一板槽，將所有板槽上的插板中的JTAG電路連成一個單環的JTAG鏈路。每個板槽配備了自動菊花鏈電路，可自動將空板槽的JTAG接口旁路，以保持整個JTAG鏈路的連通性。由于采用了最原始的單環結構，本公開完全兼容各種廠家的JTAG控制器和相關軟件，節約了測試成本；可一次對多塊插板進行配置和測試，提高了測試工作效率；自動菊花鏈電路有效解決了斷鏈和驅動能力不夠的問題；混合使用數字多路器和模擬多路器芯片，減小了測試總線的整體延時，提高了總線工作頻率。

技術領域

本公開涉及背板測試總線領域，尤其涉及一種基于自動菊花鏈的單環?JTAG背板測試總線電路。

背景技術

聯合測試行動組(JTAG，Joint?Test?Action?Group，也稱作IEEE?1149.1?邊界掃描測試標準)是一種用來進行復雜IC(Integrated?Circuit)與電路板的特性測試的工業標準方法。支持JTAG標準的IC與電路板都具備支持?JTAG測試的4條串行總線(第5條線為可選的復位線)，分別為TDI(測試數據輸入)、TDO(測試數據輸出)、TMS(測試模式選擇)與TCK(測試時鐘輸入)。該總線主要支持對焊點、電路板過孔、短路和開路等連接?進行結構測試。JTAG不但支持結構測試，還是一種用于在系統級實現配?置、編程以及混合信號測試的標準方法。而在系統集成過程中，會出現許多問題，如：連接器故障、單板放錯槽位、單板遺漏等。因此，系統級邊?界掃描(JTAG)測試技術的研究和開發，能滿足工業界的迫切需求，具?有十分現實的意義。系統級電子學系統中，往往會包括一塊背板和多塊插?板，借助于JTAG背板測試總線，可以一次實現同時對多塊插板的測試和配置，極大地提高了工作效率。目前通用的系統級JTAG背板測試總線主?要有以下三種結構。

第一種是單環結構，也即菊花鏈結構。如圖1所示，只使用一條路徑，?一個接口，就將所有插板連在一起。單環結構的優點：1、實現方式簡單，?只有一條掃描鏈路，無需增加額外的芯片成本；2、兼容各種廠家的的JTAG?控制器和相關軟件，節約了測試成本；3、可實現一次對多塊插板的配置?和測試，提高了測試工作效率。單環結構的缺點：1、能掛載器件數量有限，鏈路較長時，驅動能力不夠，信號質量變差；2、鏈路上某一塊插板?未插入或者發生故障，菊花鏈會斷開，導致整個系統無法進行測試。通常?解決斷鏈的方法是手動使用跳線或者其他的橋接器旁路未接入的板槽，然?而手動的方式增加了電路的人為不確定性，容易受到機械等的外界干擾，不能實現工業化大批量生產。

第二種是星型結構，采用獨立掃描鏈路，每塊插板都有一個專用的?JTAG測試接口，如圖2所示。星型結構的優點：1、沒有單環結構電路中?斷鏈的問題；2、可以對每塊插板進行獨立測試，不受其他插板影響。星?形結構的缺點：1、控制器要能夠支持多環電路，不能實現兼容各種廠家?的JTAG控制器和相關軟件；2、對于系統級的板間測試，需要增加額外的硬件電路。

第三種是多點結構，采用了一種尋址方案，在整個系統中，為每塊插?板增加多點網關芯片，通過一個統一的外部接口，實現對每塊單板掃描鏈?路的控制，如圖3所示。多點結構的優點：1、沒有單環結構中斷鏈和星形結構中需要多個測試端口的問題；2、每塊插板都有自己的地址，容易?定位到有問題的插板；3、能實現一次對多塊插板的測試。多點結構的缺?點：1、對插板必須有多點器件的接口要求，增加了插板成本和面積；2、?應用在長背板總線中，會有與單環結構類似的驅動能力不足問題；3、需?要對每塊插板進行程序開發，難以實現與各種廠家的控制器和相關軟件的?兼容。

公開內容

(一)要解決的技術問題

本公開的目的在于提供一種基于自動菊花鏈的單環JTAG背板測試總?線電路，用于克服現有技術存在的技術問題的至少其中之一。

(二)技術方案