您可能會熟悉JTAG，這因?yàn)槟褂眠^帶有JTAG接口的工具。處理器經(jīng)常使用JTAG來為它們的調(diào)試、仿真功能提供訪問，而所有的FPGA和CPLD 則使用JTAG來為它們的編程功能提供訪問。
圖1
JTAG不只是一項用作處理器試、仿真的技術(shù)JTAG不只是一項用來給FPGA、CPLD編程的技術(shù)。
通常與JTAG相關(guān)的調(diào)試與編程工具只利用了其底層技術(shù)的一個方面——即四線JTAG通信協(xié)議。
這四個信號，總稱測試訪問端口或TAP(Test Access Port)，是IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的一部分。
這個標(biāo)準(zhǔn)是為了提供一項不用針床測試所需求的物理訪問程度，或者功能測試所需的定制開發(fā)數(shù)量就能測試印刷電路板裝配PCBA（Printed Circuit Board Assemblies）的技術(shù)而被開發(fā)出來的。
TAP是被設(shè)計用來與設(shè)備中新加入的的寄存器相互動的，以此來實(shí)現(xiàn)這個測試方法。
然而，硅廠商很快就意識到使用TAP訪問寄存器所提供的例如調(diào)試和編程等其他功能的益處。用于JTAG測試而特意加入設(shè)備中的主要寄存器叫作邊界掃描寄存器（Boundary Scan Register）。
正如它名字所提示的那樣，這個寄存器中的單個模塊，或者單元，都位于設(shè)備的邊界上，在它的功能核心和與板卡相連的針腳或焊點(diǎn)之間——很多時候JTAG測試被稱為邊界掃描。
圖2
JTAG/邊界掃描是怎樣被用來測試一個板卡的
邊界掃描單元（見圖2）可以在兩種模式中運(yùn)行。在它的功能模式下，它并不影響設(shè)備的運(yùn)行——這是板卡正常運(yùn)行時所處在的模式。在它的測試模式下，它斷開設(shè)備功能核心與針腳的連接。通過把邊界掃描單元置于測試模式中，它可以被用來控制從一個被啟用的設(shè)備向一個網(wǎng)里所驅(qū)入的值，而且還可以被用來監(jiān)視那個網(wǎng)的值。
把對針腳的控制與被啟用設(shè)備的功能斷開明顯地使得邊界掃描測試開發(fā)比傳統(tǒng)的功能測試更為容易，因?yàn)闊o論是設(shè)備置配，還是啟動，都不需要使用針腳。通過提供一個從四針TAP控制和監(jiān)視設(shè)備上所有被啟用信號的機(jī)制，JTAG顯著地減少了測試板卡所需要的物理訪問.
這個邊界掃描功能主要可以通過兩種方式被用來測試一個板卡。第一種方式，連接測試（見下節(jié)）提供了很好的測試覆蓋率，尤其是對于短路故障。它完全是基于板卡上JTAG設(shè)備的功能，連接和網(wǎng)，以及——在XJTAG的情況下——板卡的邏輯功能。第二種方式，就是通過使用板卡上啟用JTAG的設(shè)備來與外圍非JTAG的設(shè)備如DDRRAM和閃存等進(jìn)行通信來擴(kuò)大這個覆蓋率。
什么是JTAG連接測試？
JTAG連接測試檢查板卡上啟用JTAG設(shè)備周圍的連接是否如設(shè)計中所描述的一樣。
這個測試確保在兩個啟用JTAG的針腳本該相連的地方，一個針腳可以被另一個所控制。在被啟用的針腳本不該相連的地方，通過驅(qū)動一個針腳并且核查這些數(shù)值沒有在其它的針腳上被讀取出來以測試它們是否有斷路故障。
缺失的提拉電阻和固定故障也可以通過連接測試找到，還包括涉及可以用真值表描述其行為的邏輯設(shè)備的故障。
基于板卡的網(wǎng)表和被啟用設(shè)備的JTAG信息，ＸJTAG會自動生成運(yùn)行連接測試所需要的向量。
沒有啟動JTAG的設(shè)備怎么辦？
雖然主要的設(shè)備，比如處理器和FPGA，通常是啟用JTAG的，但是在每一個設(shè)計中總有許多設(shè)備不是這樣的。DDR，SDRAM，SRAM，閃存，MDIO控制的以太網(wǎng)PHY，SPI和I2C溫度傳感器，實(shí)時時鐘，ADC和DAC就是一些這種設(shè)備的例子。
連接測試仍然會為連接這些非JTAG設(shè)備和啟用JTAG設(shè)備的網(wǎng)上的短路故障提供非常好的覆蓋率；可是它不能檢測JTAG設(shè)備或是非JTAG設(shè)備處的開路故障。
為了增加這項開路覆蓋率，從被啟用設(shè)備上的邊界掃描與外圍設(shè)備通信是非常有必要的。如果通信能被驗(yàn)證，那么則不存在開路故障。這類測試既可以非常簡單，例如點(diǎn)亮LED后再讓操作員證實(shí)它被激活了，又可以更復(fù)雜，例如把數(shù)據(jù)寫入RAM的內(nèi)存組后再讀回。
建立一個JTAG測試系統(tǒng)需要許多工作嗎？
利用XJTAG提供的標(biāo)準(zhǔn)非JTAG器件庫，您可以無需代碼開發(fā)就能為您的板卡構(gòu)建一系列測試，并且運(yùn)行起來。庫文件包含所有非JTAG設(shè)備類型的模型，從簡單的電阻和緩存到復(fù)雜的設(shè)備例如DDR3。正因?yàn)檫吔鐠呙璋袹TAG設(shè)備的功能從其對針腳的控制中分離出來，不論是什么JTAG設(shè)備控制外部設(shè)備，同樣的模型都可以被使用。
大多數(shù)板卡已經(jīng)包含了編程或調(diào)試用的JTAG接口，所以不需要額外的設(shè)計要求。
從哪里獲取設(shè)備里關(guān)于JTAG的信息呢？
想要運(yùn)行任何基于邊界掃描的測試，都需要了解板卡上關(guān)于JTAG在被啟用的設(shè)備上如何實(shí)現(xiàn)的一些信息。這個信息是從這些設(shè)備的BSDL（Boundary Scan Description Language或邊界掃描描述語言）文件中獲得的。設(shè)備的
芯片供應(yīng)商必須提供BSDL文件才能符合IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)。
JTAG測試僅用在生產(chǎn)中嗎？
完全不是。JTAG控制器作為唯一所需的測試硬件是邊界掃描測試的主要益處之一。其它生產(chǎn)測試技術(shù)例如飛針，自動光學(xué)、X光審查或者針床都需要工程師臺架上沒有的特殊測試儀器。
在板卡啟動時使用邊界掃描可以消除不確定性，硬件工程師可以在系統(tǒng)測試之前就能測試原型板卡的制造缺陷，甚至是在固件完成之前。在產(chǎn)品生命周期如此初期開發(fā)的測試系統(tǒng)可以很容易地被重復(fù)利用，并且擴(kuò)展到生產(chǎn)階段。
我為什么要用JTAG/邊界掃描來測試我的板卡?
三個簡單的字母——BGA
越來越多的設(shè)備是以BGA（Ball Grid Array或球柵陣列）封裝的形式被提供的。板卡上的每個BGA設(shè)備對能使用傳統(tǒng)針床或者飛針儀器進(jìn)行的測試強(qiáng)加了嚴(yán)格的限制。
利用一個簡單的四針接口，JTAG/邊界掃描允許被啟用設(shè)備上的信號不用任何直接的物理訪問就能被控制和監(jiān)視。
再三個字母——ＮＲＥ
建設(shè)測試夾具的一次性工程（non-recurring engineering或NRE）費(fèi)用可能離譜的高。在許多情況下，使用JTAG/邊界掃描會消除這樣一個夾具的需求，在其它情況下，則可以顯著地簡化夾具從而大量地節(jié)約成本。
更短的測試時間
對于低產(chǎn)量的板卡，總是很難證明測試夾具開發(fā)成本的合理性。在這些情況下，一個選擇是飛針測試；但是這種技術(shù)的測試周期時間往往過長JTAG、邊界掃描測試提供極短的測試時間并且不需要昂貴的夾具。
更低的測試開發(fā)成本
由于不同的處理器、FPGA與外部設(shè)備交互的方式不同，傳統(tǒng)的功能性測試需要高價的且針對于每個板卡的定制開發(fā)。JTAG、邊界掃描大幅地降 低了這類開發(fā)成本，因?yàn)樗峁┝艘粋€簡易的接口來控制用來與外圍設(shè)備交互的IO針腳。這個標(biāo)準(zhǔn)接口，對于所有啟用JTAG的設(shè)備都一樣，意味著一套通用的測試模型可以在構(gòu)建測試系統(tǒng)時被使用，并且重復(fù)使用。
測試、編程二合一的工具
JTAG已經(jīng)經(jīng)常被用作生產(chǎn)中的一個環(huán)節(jié)：編程。通過把JTAG也用于邊界掃描測試上，很有可能減少生產(chǎn)流程的工序和裝卸操作的數(shù)量。
適用于原型板卡的、工程師臺架上的生產(chǎn)級別測試
傳統(tǒng)測試技術(shù)需要非常大的和非常貴的儀器。JTAG、邊界掃描測試唯一所需要的測試儀器就是一個JTAG控制器——XJATG XJLink2控制器和一個電腦鼠標(biāo)一般大小。
卓越的故障診斷
與功能測試不同,JTAG/邊界掃描提供了高精度的故障信息以助于快速修復(fù)。XJTAG也提供了在板卡布局圖上查看故障的物理位置，以及在原理圖上瀏覽電路中故障存在部分的局部設(shè)計的功能。
圖4
還原連功能測試都無法運(yùn)行的“死”板
JTAG/邊界掃描測試在任何一個具有正常工作的JATG接口的板卡上都可以運(yùn)行。
如果板卡不能啟動，那么傳統(tǒng)功能測試就不能被運(yùn)行；關(guān)鍵外圍設(shè)備，例如RAM或者時鐘上的簡單故障都可以利用JTAG來找到，而功能測試則不能提供任何診斷信息。
關(guān)于ＸＪＴＡＧ
XJTAG是一家世界領(lǐng)先的提供符合IEEE1149.X標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描軟件和硬件系統(tǒng)供應(yīng)商。我們專注于創(chuàng)新性產(chǎn)品研發(fā)和高品質(zhì)技術(shù)支持。公司總部設(shè)在劍橋，英國并且與超過五十名以上經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)經(jīng)銷商和遍布全球的技術(shù)合作伙伴密切配合。XJTAG給來自于廣泛領(lǐng)域的客戶們提供一系列多樣的邊界掃描測試解決方案，其中包括航天、汽車、國防、醫(yī)療、制造、網(wǎng)絡(luò)和通信等。
