ScanPlusTM Family——边界扫描技术在线路检测及在线编程方面的应用

随着科技的发展，新的电子、电脑产品的开发和生产时，由于以下几个方面的问题：

★ 日益复杂的电路及器件的布局；

★ 元器件复杂的封装、密集的管脚；

★ 线路板越来越小、线越来越细；

给电路的线路检测、线路板故障的检查以及排除和FLASH、CPLD ISP(在线编程)带来很大的麻烦，用传统的ICT(线路检测设备)已经很难，甚至不可能解决这些问题，因此人们开始寻求更方便、更 快捷的方式来替代传统的检测手段。现在一种叫边界扫描的技术越来越多引起人们的注意，应用比 较广泛的是JTAG 接口协议，基于JTAG 协议而开发的边界扫描产品也越来越多。美国的Corelis 公司利用边界扫描的技术开发了一套ScanPlus 设备，主要用于线路检测以及在线编程，相对于传统的检测方式，ScanPlus 具有尺寸小、使用方便以及可靠性高等特点。

Corelis 公司

Corelis 公司在IEEE 1149.1 边界扫描JTAG 检测领域在世界上处于领先地位，公司从1991 年开始致力 于通过JTAG 进行测试、Flash & CPLD 的在线编程和处理器的在先仿真及调试的研究，并有一列高性能的JTAG 产品，以及强大的技术支持作为后盾.通过多年的发展，已经在世界上建立了良好的企业形象，并与很多如3COM、AGILENT、AMD、CISCO、COMPAQ、Ericsson、IBM、INTEL、MOTOROLA、NOKIA、PANASONIC、 PHI-LIPS、SAMSUNG、TI、TOSHIBA 等许多知名企业建立了良好的合作关系，合作公司有： 边界扫描技术：结构介绍。 边界扫描是基于IEEE Std 1149.1（即JTAG 协议）制定的检测逻辑结构，是用边界扫描单元组成的边界扫描链，每个单元介于外部管脚与内部逻辑之间，并是串行连接的，并由TAP(检测口控制器)来控制数据链的在边界扫描链中的动作，结构接口如图1。

TDI：是数据输入线； TDO：是数据输出线； TMS：工作方式控制线； TCK：工作时钟； TRST：复位线。

在制作线路板时，考虑到对整个线路板的检测，我们建议按照图2 的方式连接线路板上的元器件：

即将板子上带有JTAG 接口的芯片的输出、输入线用串联的方式连接起来（TDI-TDO-TDI 的方式）形成一个扫描链，而TAP 的信号线则是通过并联的方式连接起来；而且其他那些不带JTAG接口的元器件可以分为几组(Cluster)，通过每组和那些带有JTAG 接口芯片的管脚相连而达到对它的测试，存储器和FLASH则可以通过总线来测试，这样这个线路板对外只是一个简单的JTAG 接口。

ScanPlus 详细介绍

1． 构成组件：如图3：

软件：

线路检测：ScanPlus TPG(Test Program Generator)：线路检测文件的产生部分； ScanPlus Runner+ADO（Advanced Diagnostics Option）：检测执行、高级诊断部分；

在线编程：ScanPlus ISP：CPLD 的在线编程 ScanPlus Flash Generator：在线烧Flash 数据文件的产生部分； ScanPlus Flash Programmer：在线烧Flash 执行部分；

硬件：

JTAG Controller：JTAG 控制器，是将ScanPlus Runner 生成的检测序列按照与计算机的连接协议转化成JTAG 检测数据链，通过JTAG 连接线传送给目标板。 为方便使用，Corelis 公司提供多种接口的JTAG 控制器，比如PCI、ISA、Ethernet、USB 等接口方式。 SCANIOTM MODULES： SCANIO 模块，主要功能是可以对I/O 线测试，提供多组I/O 口， 每组多达144PIN，并可以对其中任意一条I/O 线单独进行设置（输出、输入或者旁路），这样不但可以对象地址、数据总线这样的多口的I/O 口进行测试，而且也可以对线路板上某些独立的信号线（包括数据、模拟信号）进行测试，也可以通过对某些信号线的旁路而适应不同的被测部件。 Scan-Plus 设备体积小，便于携带，ScanPlus 整套设备硬件就只有JTAG 控制器和SCANIO模块，其他功能都由软件完成。

2．软件： 无论是线路检测还是在线编程，我们都是只需要提供TPG 所需要的一下几个方面的信息：

⑴线路板的网络表、结构表和每个带有JTAG 接口的元器件的BSDL(边界扫描描述文件)

⑵不带JTAG 接口元器件组的信息（包括涉及的网络、连接信号的方向以及信号状态等）

⑶存储器和FIFO 的格式说明、管脚说明以及信号线等信息然后TPG就会产生相关的输出文件， Runner 和ADO 就可以调用这些文件执行检测，并显示检测结果，这样只要是同样的线路板，由于是产生同样的输出文件，则就只需要重复Runner 和ADO 的工作就可以了。 而在线编程则除了要将上面的⑴输入外，还要将Flash 的设计库以及要烧入Flash 的程序输入Generator。

3．您将得到：

ScanPlus 给我们带来的好处是多方面的，您将会发现从产品的开发一直到售后服务，ScanPlus 都将体现它的优越性。

◆ 首先，在产品开发阶段，在很多设计都没有完善，产品存在这样那样的问题，而要保证调试的顺利进行，焊接则是重要环节，焊接的不可靠会直接导致产品调试板的不可靠，或者某些硬件功能调不通，这时工程师很难在一个不可靠的环境下做出好的产品，因为工程师会很难确定是设计的问题还是线路板焊接的问题，即使能够确定时焊接问题，也很难确定问题部分。如果我们有了ScanPlus，这样调试板在焊接完毕时，ScanPlus 已经帮他排除由于线路板制作、焊接带来的问题，这样工程师的调试就会在一个可靠的环境下进行，这对于现在的高科技产品来说是至关重要的而且工程师也不必再去花很多钱去购买烧Flash 的编程器，因为ScanPlus 为您提供了功能强大的在线烧Flash 的组件，可以随时方便快捷的实现工程师新的设计意图，大大提高了设计的可控性。

◆ 在进入生产阶段后，焊接就是影响成品率最重要的因素了，传统的焊接检测设备 ICT(In_Circuit Test)价格昂贵，体积庞大，使用不便，测试速度慢，而且每次只能测 一块目标板。更重要的是ICT 的测试需要针对每种目标板制作相应的针床，而现在高科 技产品的线路板往往是体积小、器件密度高、层数多，并且器件分布在线路板的两面， 用ICT 进行测试是很困难的，有时甚至是不可测的，而这些困难在ScanPlus 产品看来， 是轻而易举就可以解决的，因为ScanPlus 是通过线路板上的扫描链，用边界扫描的方

◆ 式来检测，这样这些问题就迎刃而解了。而且JTAG 控制器可以一次连接多个目标板， 同时对多个目标板进行检测，再加上每次检测用时不到10 秒钟，这就大大提高了产品 检测速度整体速度，要知道现今社会效率是至关重要的。 由于ScanPlus 同时还具有ISP 的功能，可以对一块线路板上多个Flash、CPLD 用这一套设备进行现场编程和线路检测，而不用更换多套设备来完成这些步骤，这样就大大简化了产品生产的步骤，提高了生产量。

◆ 当产品在用户处出了问题，用户最大的希望就是能尽快的解决问题，那么尽快的准确的找出故障原因就显得尤为重要；或者要对产品进行升级，那就要进行现场编程，那么ScanPLus 将是一个很好的现场解决问题的工具，他不但能迅速找出线路的故障，而且我们只需要携带这一套设备，就可以对线路板上所有的Flash、CPLD 进行升级，方便，快捷。

多卡测试：

1．ScanPlus 还提供了针对带有多块子板的主板进行测试的组件ScanPlus Merge，可以一次将主板连同子板一起测试，并将结果一起显示，您只需将每块子板的信息输入ScanPlus Merge即可，举PCI 总线连接方式为例，如图4，即将每块子板的TDI 和TDO 串接，其余的信号线并联即可。这样就可以简化检测步骤，缩短检测时间。