边界扫描-Boundary Scan技术及其在芯片测试中的应用

边界扫描技术（Boundary Scan），又称为JTAG（Joint Test Action Group）技术，是一种用于测试和诊断集成电路（IC）的方法。它通过在TPA2013D1RGPR芯片的边界上添加一组专门设计的电路，实现了对芯片内部信号线的访问和控制。边界扫描技术在芯片测试中起到了至关重要的作用，本文将介绍边界扫描技术的原理、工作流程、关键概念以及在芯片测试中的应用。

一、边界扫描技术的原理和工作流程

边界扫描技术的核心原理是通过在芯片边界上添加一组边界扫描电路（Boundary Scan Cells），实现对芯片内部信号线的访问和控制。边界扫描电路包括边界扫描输入（BSI）和边界扫描输出（BSO）两种类型的扫描单元。边界扫描电路与芯片内部的逻辑电路通过扫描链（Scan Chain）相连，形成一个环形的扫描路径。

边界扫描技术的工作流程如下：

1、进入测试模式：通过输入特定的测试模式选择信号，将芯片切换到测试模式。

2、扫描链配置：将测试模式下的控制数据从边界扫描输入（BSI）输入到扫描链中，通过边界扫描输出（BSO）将扫描链中的数据输出到外部。

3、测试数据输入：将测试数据输入到边界扫描输入（BSI）中，通过扫描链将数据传递到芯片内部的逻辑电路中。

4、测试激励和观测：通过激励信号激励芯片内部的逻辑电路，并通过观测信号观测电路的输出结果。

5、测试结果输出：将观测结果通过扫描链传递到边界扫描输出（BSO）中，输出到外部进行分析和判断。

6、退出测试模式：测试结束后，将芯片切换回正常工作模式。

二、边界扫描技术的关键概念

1、边界扫描输入（BSI）和边界扫描输出（BSO）：边界扫描输入是用于将测试模式和测试数据输入到芯片内部的信号线，边界扫描输出是用于将观测结果输出到外部的信号线。

2、扫描链（Scan Chain）：扫描链是由一系列边界扫描单元组成的环形路径，用于将测试模式和测试数据传递到芯片内部的逻辑电路，并将观测结果传递到边界扫描输出。

3、边界扫描单元（Boundary Scan Cell）：边界扫描单元是扫描链中的基本单元，用于将边界扫描输入和边界扫描输出连接到芯片内部的信号线上。

4、测试模式选择信号（Test Mode Select）：用于选择芯片进入测试模式的信号，通过不同的测试模式选择信号可以切换到不同的测试模式，实现不同类型的测试。

5、测试数据：用于激励和观测芯片内部逻辑电路的数据，在测试过程中，测试数据会通过扫描链传递到芯片内部。

6、观测结果：通过观测信号观测芯片内部逻辑电路的输出结果，在测试过程中，观测结果会通过扫描链传递到边界扫描输出。

三、边界扫描技术在芯片测试中的应用

边界扫描技术在芯片测试中具有广泛的应用。以下是几个常见的应用场景：

1、芯片生产测试：边界扫描技术可以用于对芯片进行生产测试，通过激励和观测芯片内部逻辑电路，检测芯片是否正常工作以及是否存在故障。

2、芯片故障诊断：当芯片出现故障时，边界扫描技术可以通过观测结果的分析，帮助定位故障发生的位置，加快故障诊断的速度。

3、芯片验证：在芯片设计和验证阶段，边界扫描技术可以用于验证芯片内部逻辑电路的正确性，确保芯片设计符合预期的功能和性能要求。

4、芯片编程：边界扫描技术可以用于对芯片进行编程，通过扫描链将编程数据传递到芯片内部，实现对芯片的配置和功能设置。

总结：

边界扫描技术是一种用于测试和诊断集成电路的方法，通过在芯片边界上添加一组边界扫描电路，实现了对芯片内部信号线的访问和控制。边界扫描技术的工作流程包括进入测试模式、扫描链配置、测试数据输入、测试激励和观测、测试结果输出以及退出测试模式。边界扫描技术在芯片测试中具有广泛的应用，包括芯片生产测试、故障诊断、芯片验证和芯片编程等方面。通过边界扫描技术，可以提高芯片测试的效率和可靠性，加快故障诊断的速度，提高芯片的品质和可靠性。