單闆級JTAG測試技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王承，劉治國 著

圖書標籤:

• JTAG
• 單闆級測試
• 電路闆測試
• 嵌入式係統
• 測試技術
• 硬件測試
• 調試
• 數字電路
• 邊界掃描
• 測試開發

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118099867

版次：1

商品編碼：11718419

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2015-06-01

用紙：膠版紙

頁數：205

字數：190000

正文語種：中文

內容簡介

　　《單闆級JTAG測試技術》是一本係統論述單闆級JTAG測試技術的專著。內容包括：基於IEEEl149．1標準的邊界掃描測試、可測性設計和測試功能及串行測試矢量；內建自測試和仿真測試；基於IEEEl687標準的集成電路測試技術發展趨勢。
　　《單闆級JTAG測試技術》適閤於從事集成電路開發的工程技術人員閱讀，對於電子測量、通信工程和電路係統學科的學生，也有一定的參考作用。

作者簡介

　　王承，1976生，江蘇揚州人，博士。現任職於中興通訊股份有限公司，主要從事單闆級JTAG測試技術的研發、推廣和生産應用工作。研究方嚮：集成電路測試、模式識彆、人工智能和故障診斷等。
　　
　　劉治國，1977生，湖南益陽人，碩士。現任職於工業和信息化部電子第五研究所，主要從事元器件檢測和試驗工作。研究方嚮：集成電路可靠性評價和電子元器件檢測技術。

目錄

第1章 測試的基本概念
1.1 數字電路測試
1.1.1 測試
1.1.2 測試分類
1.1.3 數字電路分類
1.2 故障及故障模型
1.3 算法
1.4 測試覆蓋率和故障檢齣率
1.5 測試矢量
1.5.1 組閤電路的測試矢量生成
1.5.2 時序電路的測試矢量生成
1.6 可測性
1.6.1 可控性
1.6.2 可觀性
1.6.3 可測性設計方法

第2章 單闆級.ITAG測試
2.1 背景介紹
2.2 傳統單闆測試方法的睏難
2.2.1 在綫測試
2.2.2 光學測試
2.2.3 功能測試
2.3 生産製造應用
2.4 JTAG測試技術
2.5 單闆級JTAG測試
……

第3章 IEEE1149.X標準
第4章 單闆級邊界掃描可測性設計
第5章 邊界掃描測試技術應用
第6章 串行矢量格式
第7章 內建自測試技術
第8章 片上仿真測試
第9章 嵌入測試
參考文獻

精彩書摘

　　《單闆級JTAG測試技術》：
　　9）Exit2-DR（第二次數據退齣）
　　這是一個暫態過程。在該狀態下，如果TMS為“1”，當TCK上升沿時，掃描過程結束，TAPC進人數據更新（Update-DR）狀態；如果TMS為“0”，當TCK上升沿時，TAPC進入數據移位（Shift-DR）狀態。
　　所有選定的測試數據寄存器，保持原先的狀態不變。在該狀態下，測試指令也不會變化。
　　10）Update-DR（數據更新）
　　一些測試數據寄存器帶有鎖存並行輸齣，針對特定測試指令響應（如EXTEST、INTEST、RUNBIST），當數據移入到相連的移位寄存器路徑時，可防止在並行輸齣端的變化。當進入到數據更新（Update-DR）狀態，在TCK下降沿，來自於移位寄存器路徑的數據，被鎖存到這些測試數據寄存器的並行輸齣端。除瞭數據更新（Update-DR）狀態，即在狀態機的其他狀態時，鎖存在並行輸齣端的數據應該一直保持不變，除非是執行瞭自測試操作（如：在測試／空閑態對於特定設計測試指令的響應）。
　　所有選定的測試數據寄存器，保持原先的狀態不變。在該狀態下，測試指令也不會變化。如果TMS為“1”，當TCK上升沿時，TAPC進入選擇數據掃描寄存器（Select-DR-Scan）狀態；如果TMS為“0”，當TCK上升沿時，TAPC進入測試／空閑（Run-Test／Idle）狀態。
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前言/序言

《硬件調試的利器：JTAG接口深度解析與實踐應用》 內容概要： 本書旨在為讀者提供一套係統、深入的JTAG（Joint Test Action Group）接口技術理論與實踐指南。本書內容聚焦於JTAG接口在嵌入式係統硬件調試、功能測試、固件燒錄及故障診斷等方麵的核心作用，並結閤實際應用場景，詳細闡述瞭JTAG接口的工作原理、電氣特性、協議規範、常用命令集以及在不同硬件平颱上的具體實現與應用技巧。讀者通過本書的學習，將能夠熟練掌握JTAG接口的基本操作，理解其在復雜硬件開發流程中的關鍵地位，並能夠利用JTAG工具解決實際開發過程中遇到的各種硬件問題。 核心內容闆塊： 第一章：JTAG接口基礎 1.1 什麼是JTAG？ JTAG接口的起源與發展曆程：追溯JTAG標準的製定背景，理解其解決工業界硬件測試痛點的初衷。 JTAG接口的基本概念：詳細介紹JTAG作為一個IEEE 1149.1標準，如何實現對電路闆上多個器件的邊界掃描。 JTAG接口在現代電子設計中的重要性：闡述JTAG不僅僅是測試工具，更是調試、固件更新和現場可編程（In-System Programming，ISP）的強大支持。 JTAG與其他調試接口的對比（如UART, SWD）：分析JTAG在功能全麵性、調試深度和設備支持方麵的優勢與局限。 1.2 JTAG接口的物理構成 JTAG接口的引腳定義與功能：深入剖析TCK, TMS, TDI, TDO, TRST（可選）這五個核心引腳的電氣特性、信號時序和工作職責。 TCK (Test Clock): 詳細解釋時鍾信號的作用，其頻率對測試和調試速度的影響。 TMS (Test Mode Select): 講解TMS信號如何控製JTAG狀態機的轉換，是JTAG操作的核心控製綫。 TDI (Test Data In): 描述TDI作為數據輸入的通道，如何將指令和測試數據輸入到目標器件。 TDO (Test Data Out): 闡述TDO作為數據輸齣的通道，如何將器件的狀態、測試結果或內存內容輸齣。 TRST (Test Reset, 可選): 講解TRST信號的作用，以及在沒有TRST信號時如何通過TMS/TCK實現JTAG接口的復位。 JTAG接口的常見連接器類型：介紹闆載JTAG Header（如20-pin, 10-pin ARM JTAG, 14-pin JTAG等）的物理規格、間距和布局，以及不同連接器在實際應用中的選擇。 JTAG接口的電氣特性與注意事項：探討JTAG信號的電壓等級、驅動能力、容抗乾擾能力，以及在設計PCB時需要注意的走綫規則和信號完整性問題。 1.3 JTAG接口的工作原理：邊界掃描鏈（Boundary Scan Chain） 邊界掃描寄存器（BSR）的概念：解釋BSR如何位於標準邏輯單元（如IO口、片內總綫）與芯片引腳之間。 BSR的工作模式：詳細介紹BSR如何捕獲輸入信號，如何控製輸齣信號，以及如何與內部邏輯進行數據交換。 串行測試訪問端口（TAP）：闡述TAP控製器如何響應TMS和TCK信號，管理BSR和其他測試數據寄存器（TDRs）的狀態轉換。 JTAG狀態機（TAP Controller State Machine）：詳細解析TAP狀態機的16個狀態，理解TMS信號如何驅動狀態機的轉換，從而實現對不同測試操作的控製。 JTAG指令寄存器（IR）和數據寄存器（DR）：介紹IR如何存儲JTAG指令，DR如何存儲與指令相關的數據。列舉常見的JTAG指令（如EXTEST, SAMPLE/PRELOAD, BYPASS, IDCODE, INTEST等）及其功能。 IDCODE：深入講解IDCODE的作用，如何通過讀取IDCODE來識彆器件製造商、器件類型和版本信息，以及其在器件自動識彆和防僞檢測中的應用。 第二章：JTAG調試器的選擇與連接 2.1 JTAG調試器的類型與分類 硬件JTAG調試器：介紹市麵上常見的商業及開源硬件JTAG調試器，如SEGGER J-Link, Lauterbach Trace32, ST-Link, J-Link OB, USB Blaster (Altera/Intel), Xilinx Platform Cable等。 USB轉JTAG適配器：講解基於FT232H, FT2232H等芯片的通用USB轉JTAG適配器的原理與應用。 軟件仿真器：在某些特定場景下，如何利用軟件模擬JTAG接口進行調試。 ARM CoreSight Debug Access Port (DAP): 介紹ARM芯片上集成的DAP，以及JTAG和SWD協議如何映射到DAP。 2.2 選擇閤適的JTAG調試器 根據目標芯片/平颱選擇：分析不同調試器對特定CPU架構（ARM Cortex-M, Cortex-A, RISC-V, MIPS, x86等）和FPGA廠商（Xilinx, Altera/Intel, Lattice等）的支持程度。 根據調試需求選擇：考慮目標應用是簡單的固件燒錄、實時代碼調試、性能分析還是硬件故障診斷。 根據預算和可用性選擇：分析商業調試器和開源方案的優缺點，以及在項目開發周期內的成本效益。 調試器接口與驅動：講解如何安裝和配置調試器的驅動程序，確保調試器能夠被操作係統和調試軟件正確識彆。 2.3 JTAG接口的物理連接 標準JTAG接口連接：指導讀者如何根據PCB上的JTAG Header，正確連接調試器到目標闆。 非標準/自定義JTAG接口連接：在目標闆沒有標準JTAG Header的情況下，如何通過跳綫或直接焊接連接JTAG信號綫。 TRST信號的處理：詳細說明TRST信號的重要性，以及在沒有TRST信號時如何進行復位。 信號綫長度與質量：強調JTAG信號綫的長度、走綫方式以及是否需要添加匹配電阻/電容對信號完整性的影響。 多器件JTAG鏈的連接：講解如何在同一JTAG鏈上連接多個支持JTAG的器件，以及如何通過軟件配置來選擇目標器件。 第三章：JTAG命令與調試操作 3.1 JTAG命令集詳解 IDCODE指令：如何讀取目標器件的IDCODE，驗證硬件連接的正確性。 BYPASS指令：解釋BYPASS指令的作用，如何通過BYPASS模式快速遍曆JTAG鏈。 EXTEST指令：詳細講解EXTEST指令如何使能邊界掃描，對芯片外部IO進行測試，以及如何檢測電路闆上的連接錯誤（短路、斷路）。 SAMPLE/PRELOAD指令：說明SAMPLE/PRELOAD指令如何捕獲當前IO狀態，以及如何預加載IO輸齣值。 INTEST指令（可選）：介紹INTEST指令如何將測試信號輸入到芯片內部邏輯，進行更深入的內部測試。 其他常用指令：介紹如SCAN_NSTRUCTION, SCAN_DATA, RUNBIST等指令的功能。 3.2 常用JTAG調試軟件與工具 商業調試軟件（如J-Flash, Lauterbach TRACE32 scripts, Keil MDK, IAR Embedded Workbench）：介紹這些軟件的安裝、配置和基本操作界麵。 開源調試軟件（如OpenOCD, UrJTAG）：講解OpenOCD的配置文件（target configuration file）的編寫，如何加載CPU和外設的描述文件。 命令行工具：介紹如何使用命令行工具（如jtagulator, scanchain）進行JTAG鏈的探測和基本操作。 示波器與邏輯分析儀在JTAG調試中的應用：說明如何利用這些工具來觀察JTAG信號的時序，分析信號質量，排查通信問題。 3.3 固件燒錄與更新 使用JTAG進行Bootloader燒錄：講解如何將Bootloader固件燒錄到目標Flash存儲器中。 直接通過JTAG燒錄應用程序：演示如何直接將用戶應用程序固件燒錄到目標MCU/SoC的內存中。 支持的Flash存儲器類型：介紹JTAG燒錄器對NAND Flash, NOR Flash, eMMC, SD卡等不同存儲介質的支持。 燒錄過程中的注意事項：包括擦除、編程、校驗等步驟，以及如何處理燒錄失敗的情況。 3.4 實時代碼調試 斷點設置與執行：如何在源代碼層麵設置斷點，觀察程序執行流程。 變量查看與修改：如何實時查看和修改變量的值，理解程序運行時的數據狀態。 寄存器查看與修改：如何查看和修改CPU核心寄存器、外設寄存器以及內存內容。 內存查看與修改：如何直接查看和修改目標係統的內存區域。 單步執行與步入/步齣：理解程序逐條指令執行的過程，以及函數調用棧的跟蹤。 Watch窗口與錶達式求值：如何配置Watch窗口來持續觀察關鍵變量，並對錶達式進行求值。 調用堆棧（Call Stack）分析：理解程序執行的函數調用路徑。 第四章：JTAG在硬件測試與故障診斷中的應用 4.1 電路闆級測試（Boundary Scan Test） 使用EXTEST指令進行IO端口測試：講解如何通過JTAG控製芯片的IO口輸齣特定電平，驗證外部連接。 檢測短路與斷路：展示如何利用JTAG邊界掃描技術，快速定位電路闆上元器件之間的短路或開路故障。 測試連接性：驗證PCB走綫是否正確連接瞭預期的器件引腳。 自動化測試流程：介紹如何編寫JTAG測試腳本，實現電路闆的自動化功能測試。 與其他測試方法（如ICT）的結閤：分析JTAG測試在ICT（In-Circuit Test）中的補充作用。 4.2 故障定位與根源分析 利用JTAG讀取錯誤狀態寄存器：講解如何通過JTAG訪問芯片內部的錯誤標誌，輔助診斷問題。 內存訪問與分析：通過JTAG讀取關鍵內存區域的內容，分析程序崩潰或異常行為的原因。 調試總綫訪問（如ARM CoreSight ETM/ETB）：在支持的情況下，利用JTAG配閤追蹤單元，實現指令流或數據流的追蹤，深入分析係統運行行為。 利用JTAG進行硬件復位與電源監控：在某些調試器上，可以利用JTAG接口實現目標闆的硬件復位，或間接監控電源狀態。 4.3 FPGA開發中的JTAG應用 FPGA配置文件的燒錄：介紹如何通過JTAG接口將Verilog/VHDL編譯生成的比特流文件燒錄到FPGA內部。 FPGA內部邏輯調試：講解如何使用ChipScope (Xilinx) 或 SignalTap (Altera/Intel) 等工具，通過JTAG接口將FPGA內部的信號導齣到ILA/Logic Analyzer中進行實時觀測。 FPGA的在綫配置與調試：演示如何在FPGA係統運行過程中，通過JTAG進行在綫調試和配置修改。 第五章：JTAG技術的進階應用與發展趨勢 5.1 JTAG與SWD（Serial Wire Debug）的比較與互用 SWD協議的優勢（綫少、速度快）：分析SWD相較於JTAG在引腳占用和傳輸效率上的優勢。 SWD接口的物理連接：介紹SWD的SWDIO和SWCLK兩個信號綫。 調試器對SWD的支持：講解市麵上主流調試器如何同時支持JTAG和SWD。 在ARM Cortex-M係列中的廣泛應用。 5.2 JTAG在SoC（System-on-Chip）設計中的復雜應用 多核CPU係統的JTAG調試：講解如何管理和調試由多個CPU核心組成的SoC係統。 片上總綫（如AXI, AHB）的調試：如何通過JTAG接口訪問片上總綫的調試模塊，實現對總綫事務的監控和分析。 IP核的集成與調試：如何在復雜的SoC設計中，對各個IP核進行獨立的JTAG調試。 5.3 JTAG的自動化與腳本化 編寫JTAG自動化腳本：深入講解如何使用Python, Tcl等腳本語言，結閤OpenOCD等工具，實現JTAG操作的自動化，提高測試效率。 CI/CD流程中的JTAG集成：探討如何將JTAG測試集成到持續集成/持續部署流程中，實現硬件設計的自動化驗證。 5.4 JTAG技術的新發展與未來展望 JTAG在物聯網（IoT）設備中的應用：探討JTAG在小型化、低功耗IoT設備中的調試挑戰與解決方案。 JTAG在安全領域的應用：例如固件防篡改、安全芯片的調試等。 JTAG與高性能調試技術（如TRACING）：分析JTAG在支持高性能追蹤技術方麵的重要性。 適用人群： 嵌入式係統工程師 硬件工程師 FPGA設計工程師 測試工程師 電子技術愛好者 高等院校電子工程、計算機科學相關專業的學生 學習本書的收獲： 通過係統學習本書，讀者將能夠： 深刻理解JTAG接口的工作原理和核心技術。 熟練掌握不同JTAG調試器的連接與配置。 掌握使用JTAG進行固件燒錄、實時代碼調試、硬件測試和故障診斷的各種實用技巧。 具備獨立分析和解決嵌入式硬件開發過程中遇到的JTAG相關問題的能力。 為深入理解更高級的硬件調試和測試技術打下堅實基礎。 本書內容力求深入淺齣，理論結閤實踐，輔以大量的案例分析和操作指導，旨在幫助讀者真正掌握JTAG這一強大而不可或缺的硬件調試利器。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，腦海裏已經構建瞭一個關於“單闆JTAG測試”的完整圖景。我設想書中會詳細講解如何精確地識彆每一個JTAG引腳，如何搭建最基礎的JTAG硬件接口，如何通過簡單的命令去讀取和寫入寄存器，甚至是如何利用JTAG來調試CPU的啓動過程。我期待著書中能夠提供一些關於如何處理多路JTAG掃描鏈的實用技巧，以及如何利用FPGA的JTAG接口進行硬件加速，或者如何結閤Python等腳本語言實現自動化測試。然而，這本書的敘述方式卻充滿瞭“全局性”的思考。它沒有直接教我如何“動手”，而是引導我去思考“為什麼需要這樣做”，以及“這樣做會帶來什麼好處”。書中花瞭相當大的篇幅在探討JTAG測試的“意義”，比如它如何能夠提升産品質量，降低生産成本，以及如何成為一個不可或缺的“質量保障”手段。它並沒有提供具體的技術實現細節，而是更側重於一種“理念”的傳達，讓我理解JTAG測試不僅僅是技術層麵的操作，更是一種産品開發和製造的“思維方式”。

評分☆☆☆☆☆

收到這本書，我內心是充滿期待的，希望能夠深入瞭解單闆JTAG測試的“內功心法”。我腦海中描繪的畫麵是，書中會詳細解析IEEE 1149.1標準，深入探討TAP控製器的每一個狀態，以及如何精確地操作JTAG指令寄存器和數據寄存器。我期待著能夠看到關於如何構建復雜的測試嚮量，如何利用JTAG進行邏輯單元陣列（ULA）的測試，以及如何將JTAG與嵌入式邏輯分析儀結閤使用。我甚至設想書中會提供一些關於如何編寫低功耗JTAG測試，或者如何在極端的環境條件下保證JTAG信號完整性的實用建議。然而，這本書的內容卻給我帶來瞭另一種“啓示”。它並沒有直接深入到這些技術細節，而是更側重於JTAG測試的“整體框架”和“價值體現”。書中很多篇幅都在探討JTAG測試在整個産品開發生命周期中的地位，比如它如何在設計驗證階段發揮作用，如何在生産製造階段實現自動化檢測，以及如何在産品交付後進行遠程維護。它更像是在搭建一個“JTAG測試的宏觀視野”，讓我理解這項技術不僅僅是關於如何操作硬件，更是關於如何通過一套係統性的方法來提升産品質量和效率。

評分☆☆☆☆☆

一開始拿到這本書，我以為它會是一本純粹的技術手冊，裏麵塞滿瞭各種JTAG協議的細節、時序圖、寄存器配置說明，以及各種標準命令的解析。我準備好瞭迎接大量的晦澀術語和復雜的電路圖，並且計劃著要邊讀邊畫大量的筆記，甚至準備好計算器來推演各種信號的變化。我期待著書中能有關於如何設計最優的測試嚮量，如何在高頻信號下保證JTAG信號的穩定性，以及如何利用JTAG進行非掃描鏈的IP核測試等高階技巧。但是，這本書的風格讓我感到耳目一新。它更像是一部“JTAG應用指南”，側重於如何將JTAG技術融入到實際的生産和研發流程中。書中很多內容都在探討如何通過JTAG實現更智能的生産綫測試，如何利用它進行産品生命周期管理，甚至是如何在售後服務中利用JTAG進行遠程診斷。這些內容雖然不是我一開始預期的那種“硬核”技術細節，但卻提供瞭很多我在其他技術書籍裏很少能看到的視角，讓我對JTAG的價值有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，我得說，讓我有些意外，但不是壞事。我原本以為它會直接深入到JTAG接口的各種精妙之處，比如 Boundary Scan 的具體實現、TCAP 的配置技巧，甚至是更底層的 IEEE 1149.1 標準的每一個位。我甚至預想到瞭書中會充斥著各種匯編語言的片段，或者需要我手動搭建復雜的測試平颱來驗證每一個章節的概念。然而，這本書的切入點卻更偏嚮於“為什麼”和“如何能更好地應用”，而不是“是什麼”。它花瞭很多篇幅在介紹JTAG在實際産品開發流程中的價值，比如它如何能極大地縮短調試時間，減少硬件返工的幾率，以及在量産階段扮演的關鍵角色。我特彆欣賞它關於“前嚮兼容性”和“後嚮兼容性”的討論，雖然我接觸JTAG技術不久，但已經深刻體會到在不斷迭代的産品中，一個穩定、可擴展的測試方案是多麼重要。書中還舉瞭幾個很生動的案例，雖然沒有給齣代碼，但那種“問題-JTAG解決方案-效益”的邏輯鏈條，讓我對JTAG的價值有瞭更直觀的認識。它更多地是在“賦能”讀者，讓讀者理解JTAG不隻是一個簡單的調試接口，而是一個強大的工程管理工具。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我讀這本書的時候，確實是帶著一種“尋找秘籍”的心態來的。我希望找到那些能讓我迅速掌握單闆JTAG測試核心技術的“絕世武功”。我腦海裏勾勒的場景是，書中會詳細講解如何編寫高效的測試腳本，如何優化掃描鏈的長度和效率，如何處理復雜的器件連接，以及在遇到各種疑難雜癥時，如何運用JTAG提供的強大診斷能力去定位問題。我甚至期待著能看到一些關於FPGA內部測試、內存測試，甚至是嵌入式係統固件調試的深入剖析。然而，這本書給我的感覺，更像是在“打基礎”，而且是那種“夯實地基”的風格。它花瞭大量的篇幅去介紹JTAG這個技術誕生的背景，它解決瞭哪些曆史遺留問題，以及它所遵循的基本原理。雖然這些內容並非我最迫切需要的“技巧”，但不得不承認，在理解瞭這些“為什麼”之後，再去學習那些具體的“怎麼做”，思路會清晰很多。它沒有直接給齣“如何做”，而是提供瞭一個更宏觀的視角，讓我明白瞭JTAG的“道”而非“術”。