边界扫描如何工作？什么是JTAG？

“测试访问端口”是设备中边界扫描逻辑与外界之间的接口。

以下说明了三路输入（加上可选项第四路）和一路输出。

输入：

• 测试时钟（TCK）

• 测试模式选择（TMS）

• 测试数据输入（TDI）

• 测试重置（/TRST）——可选

输出：

• 测试数据输出（TDO）

TCK和TMS两个信号以及可选项/TRST信号都是广播信号。

另一方面，朝向TDO的TDI形成串行链，即：扫描链或扫描路径（参见图示）。

在模块级别，称之为测试总线。

这种结构的优点在于，无论有多少个组件切换到扫描链中，都不需要超过四条（包括可选项则为五条）信号线。

在边界扫描设备中，“测试时钟”、“测试模式选择”以及“测试重置”直接连接到“TAP控制器”，即静态连接。

信号仅负责其状态。

也就是说，扫描链中的所有边界扫描设备始终处于相同的TAP状态。

但是，这并不意味着所有设备必须始终处于相同的操作模式/命令。

“TAP控制器”负责完全控制设备中的边界扫描逻辑。也即是说，除其他功能之外，其负责边界扫描单元是处于启用还是停用状态，以及当前是否正在测量或驱动。

“TAP控制器”的核心是“TAP状态机”。

所包含的状态对内部边界扫描逻辑的控制具有不同的影响。

指令寄存器确定边界扫描设备的操作模式。

这继而影响边界扫描单元的控制，以及当前连接到扫描链的数据寄存器（TDI和TDO之间的寄存器）的选择。IEEE 1149.1标准定义了三个强制性命令：

• 旁路（BYPASS）

• 样品/预载（SAMPLE/PRELOAD）

• 外测试（EXTEST）

每个命令均分配有一个相应的命令代码（位码）。可以由任何芯片制造商自由定义（旁路（BYPASS）命令除外，该命令必须完全由一位组成）。命令寄存器的长度也可以任意选择。下表为分配示例。命令寄存器的长度定义为两位。

具有边界扫描功能的设备可以包含多个数据寄存器。这些寄存器用于将信息存储在块中或读出信息。

IEEE 1149.1标准描述了至少两种强制性数据寄存器：

• 旁路（bypass）

• 边界扫描（boundary-scan）

在这种情况下，还可以使用其他寄存器，例如“设备标识”，或者通俗地说，也可以使用“idcode”寄存器。

“旁路”寄存器表示有可能将设备与边界扫描设备的网络分离，即，对其进行旁路。

其最小长度只有一位。该位的值不可使用0进行更改和定义。

对于以后的测试来说，更有趣的数据寄存器是边界扫描寄存器，其表示各个边界扫描单元的序列。由于每个芯片具有不同数量的边界扫描单元，因此寄存器的长度可变。