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JTAG/Boundary Scan

Teil 3

IEEE Std 1149.1 (Boundary Scan) Tutorial - Teil 3

IEEE 1149.1 Architektur - die Scanzellen

Der Standard IEEE 1149.1 beschreibt lediglich die Boundary Scan Funktionalität, d.h. es werden keine Vorschriften für dessen Integration in die Schaltung definiert. Daher sind die hier verwendeten Abbildungen nur beispielhaft.
Boundary Scan Zellen gibt es in verschiedenen Typen in Abhängigkeit davon, ob nur gemessen wird (Capture-Zelle) oder ob sowohl Messung als auch Stimulation (universelle Zelle) ausgeführt werden. Untenstehende Abbildung zeigt die Architektur einer universellen Zelle. Neben Multiplexern enthält es enthält ein Master Latch und ein Shadow Latch.

Universelle Boundary Scan Zelle
Universelle Boundary Scan Zelle

Das Masterlatch wird durch das Broadcastsignal CLOCK DR getaktet und nimmt entweder Daten von der vorhergehenden Scanzelle auf (Schieberegisterbetrieb) oder tastet den Eingang ab. Das Shadowlatch übernimmt die Daten vom Masterlatch, wenn diese nach dem Schieben stabil anliegen. Der Pegel des MODE-Signals bestimmt dann, ob diese an den Zellausgang transferiert werden (Testmode) oder nicht (Betriebsmode). Universalzellen sind sowohl an einem Eingangspin, als auch einem Ausgangspin einsetzbar. Folgende Zelltypen werden häufig verwendet:
Häufig eingesetzte Scanzelltypen im Überblick:

  1. Universalzelle mit zwei Multiplexern sowie Master- und Shadowlatch (unterstützt Capture und Update)
  2. Capture - Zelle mit einem Multiplexer und Masterlatch (unterstützt nur Capture)
  3. Update - Zelle mit einem Multiplexer, Master- und Shadowlatch (unterstützt nur die Stimulation)
  4. Checked-Output-Zelle (wie Universalzelle, sampelt jedoch den Zellausgang zurück)
  5. Tristate Ausgang (Zweizellige Architektur für Datenausgabe und Disabling)
  6. Bidirektionaler Zelltyp A (Zweizellige Architektur für Disabling und richtungsgesteuerte Datenzelle)
  7. Bidirektionaler Zelltyp B (Dreizellige Architektur für Disabling und Datenzelle für Input und Output)
  8. Internal-Zelle ohne eigenen physikalischen Pin (typischerweise Update-Zelle z. B. für interne Messung/ Stimulierung)

Da die Steuerleitungen wie MODE, SHIFT DR, UPDATE DR und CLOCK DR als Broadcastsignale gleichzeitig an allen Scanzellen anliegen, sind auch immer alle im gleichen Funktionszustand. D. h. alle Zellen, die in der Lage sind, Eingangsdaten zu sampeln, tun dies simultan mit der steigenden Flanke von CLOCK DR im TAP-State CAPTURE DR. Analog dazu erfolgt die Ausgabe eingescannter Testdaten an allen dazu fähigen Scanzellen mit der fallenden Flanke von UPDATE DR im TAP-State UPDATE DR. Gesteuert vom Signal MODE, sind auch alle Scanzellen entweder im Betriebsmode oder im Testmode. Ein Mix ist nicht erlaubt.

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