电子功能模件边界扫描测试技术研究

论文摘要

随着印制电路板功能日益增强,结构日趋复杂,传统的测试方法已经很难满足现在的测试需要。边界扫描技术是一种完整的、标准化的可测性设计方法,它提供了对电路板上器件的功能、互连等进行测试的新途径。随着具有边界扫描结构的芯片在工业中的大量应用,开发出实用的边界扫描测试系统,对提高电路的可测试性,降低电路板的维护和保障费用具有重要的意义。在实际应用中,边界扫描测试是以串行方式进行,其要求的测试时间长,测试结果要求通过测试将故障定位到一定的精度。由于以上原因对测试向量集的测试时间和故障诊断能力有较高的要求,传统的测试生成算法有很大的局限性,因此寻找更有效的测试生成算法已经成为一个重要的研究内容。本文对边界扫描技术进行了研究,并对边界扫描测试过程中的故障模型以及边界扫描测试的基本定理进行总结。对一些传统边界扫描测试算法的生成思想以及故障诊断能力进行了分析。基于这些原理、方法和模型提出了一种新型的边界扫描测试向量生成算法——改进等权值算法。该算法实现了紧凑性与故障分辨力之间的合理折中,是一种性能优良的测试图形生成算法,它具备降低征兆混淆的故障诊断能力。本文设计实现了能够自动生成测试图形的边界扫描测试软件。详细地剖析了测试图形生成中所必需的网络表文件和BSDL文件。最后通过PC机的并行口传送测试协议信号并利用该系统进行了PCB板级的扫描链完整性测试和芯片互连测试,测试结果分析表明系统能准确地检测出电路板存在的完整性故障、互连故障,故障定位精度能够达到管脚级满足设计的要求。该软件在数字电路的故障诊断中有较好的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题的提出及其意义
• 1.3 国内外研究状况
• 1.4 本课题的主要研究工作
• 第2章 边界扫描技术基本理论及应用
• 2.1 边界扫描技术概述
• 2.2 边界扫描测试的基本原理
• 2.3 边界扫描测试的结构
• 2.3.1 测试存取端口（TAP）
• 2.3.2 指令寄存器
• 2.3.3 边界扫描寄存器
• 2.3.4 旁路寄存器
• 2.3.5 器件标志寄存器
• 2.3.6 TAP 控制器（TAP Controller）
• 2.4 边界扫描基本类型和方法
• 2.4.1 边界扫描链的完备性测试
• 2.4.2 器件功能测试
• 2.4.3 器件间互连测试
• 2.4.4 器件存在性测试
• 2.5 边界扫描描述语言
• 2.5.1 边界扫描描述语言简介
• 2.5.2 边界扫描描述语言（BSDL）主要组成
• 2.5.3 边界扫描描述语言（BSDL）文件
• 2.6 本章小结
• 第3章 边界扫描测试生成算法研究
• 3.1 边界扫描测试的基本概念及故障模型
• 3.1.1 边界扫描测试的基本概念
• 3.1.2 故障模型
• 3.2 边界扫描板级测试的数学模型
• 3.3 边界扫描测试的基本定理
• 3.3.1 故障检测定理
• 3.3.2 故障诊断的完备性定理
• 3.4 边界扫描互连测试算法研究
• 3.4.1 改良计数算法
• 3.4.2 计数补偿算法
• 3.4.3 移位“1”算法
• 3.5 等权值抗误判算法
• 3.6 改进等权值算法
• 3.7 本章小结
• 第4章 边界扫描测试软件设计
• 4.1 边界扫描测试软件组成
• 4.2 软件功能与性能
• 4.2.1 软件功能
• 4.2.2 软件性能
• 4.2.3 TAP 控制模块设计
• 4.2.4 测试图形生成设计
• 4.2.5 完整性测试设计
• 4.2.6 旁路功能测试设计
• 4.2.7 互连测试设计
• 4.2.8 器件和电路板静态功能测试设计
• 4.2.9 故障诊断设计
• 4.2.10 辅助功能设计
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 完整性测试结果分析
• 4.3.2 互连测试结果分析
• 4.3.3 器件功能测试结果分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢