IEEE 1149.1 標(biāo)準(zhǔn)于 1990 年被采用。基于聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組 （JTAG） 的工作，它提供了從一個(gè) IC 焊盤到另一個(gè) IC 焊盤的引腳視圖，以幫助測(cè)試工程師定位和發(fā)現(xiàn)有故障的 PC 板。1994 年增加了邊界掃描描述語(yǔ)言的描述。

隨著芯片功能的增加和設(shè)計(jì)從 PC 板轉(zhuǎn)向多芯片模塊和堆疊芯片封裝，復(fù)雜性出現(xiàn)了。這些困難包括處理片上系統(tǒng) （SoC） 設(shè)備的引腳數(shù)要求和多個(gè)測(cè)試訪問端口 （TAP） 控制器、測(cè)試多芯片模塊和堆疊芯片配置、提高調(diào)試性能以及改進(jìn)測(cè)試和調(diào)試邏輯斷電低功率條件。

移動(dòng)行業(yè)處理器接口聯(lián)盟和 NEXUS 5001 論壇等組織接受了挑戰(zhàn)，以解決其行業(yè)特有的問題。他們的工作為 IEEE 1149.7 標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)有望在明年初獲得批準(zhǔn)。

增加測(cè)試系統(tǒng)功能

新的 IEEE 1149.7 標(biāo)準(zhǔn)并沒有取代 IEEE 1149.1，而是通過減少使用的引腳數(shù)量來擴(kuò)展其功能。這提供了有利于堆疊裸片和多芯片模塊配置的新掃描拓?fù)洌⑻峁└呒?jí)功能以幫助進(jìn)行軟件調(diào)試。

IEEE 1149.7 目標(biāo)

與現(xiàn)有的 IEEE 1149.1 系統(tǒng)兼容

使用更少的引腳操作

使用相同的引腳提供后臺(tái)儀表功能

提供 TAP 電源管理機(jī)制

用于調(diào)試半導(dǎo)體錯(cuò)誤/缺陷的保留網(wǎng)關(guān)

提高選定調(diào)試用例的性能

保留對(duì)半導(dǎo)體 IP、軟件 IP 以及現(xiàn)有調(diào)試和測(cè)試工具的投資

為其他調(diào)試引腳協(xié)議提供框架以訪問引腳

IEEE 1149.7 標(biāo)準(zhǔn)具有兩組功能：T0 到 T3 類，擴(kuò)展 IEEE 1149.1 并啟用新操作，以及 T4 和 T5 類，專注于高級(jí)雙引腳操作。

T0 級(jí)

T0 類通過設(shè)置 IEEE 1149.7 設(shè)備以使其與 IEEE 1149.1 兼容，從而確保符合行業(yè)測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施。這些技術(shù)包括使用 N 位 IR、1 位 DR 用于旁路指令、強(qiáng)制性 IDCODE（32 位路徑）和行為如 IEEE 1149.1 規(guī)范中指定的強(qiáng)制性指令。啟動(dòng)測(cè)試邏輯復(fù)位后，所有多 TAP 設(shè)備必須符合強(qiáng)制性 IEEE 1149.1 指令行為，并對(duì)旁路指令執(zhí)行 1 位 DR 掃描。

T1 級(jí)

T1 類實(shí)例化了一個(gè)對(duì) IEEE 1149.1 設(shè)備透明的 IEEE 1149.7 標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)，為在 T1 到 T5 類中實(shí)現(xiàn)的高級(jí)功能提供了基礎(chǔ)，而無需更改 IEEE 1149.1 狀態(tài)機(jī)。除了創(chuàng)建控制系統(tǒng)外，該課程還解決了具有四種斷電模式的功率敏感設(shè)備的需求。

關(guān)鍵創(chuàng)新是 IEEE 1149.1 兼容的 TAP 狀態(tài)序列和移位狀態(tài)監(jiān)視的組合，它創(chuàng)建了一個(gè) IEEE 1149.7 控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用旁路或 IDCODE 指令以及一系列稱為零位 DR 掃描的 IEEE 1149.1 兼容序列（ ZBS），如圖 1 所示。

圖1

從零開始，ZBS 計(jì)數(shù)隨著 ZBS 的每次連續(xù)出現(xiàn)而遞增，而不會(huì)遇到 Shift-DR TAP 控制器 （TAPC） 狀態(tài)。當(dāng)包含 Shift-DR 的 DR 掃描發(fā)生并且 ZBS 計(jì)數(shù)大于零時(shí)，ZBS 計(jì)數(shù)被鎖定，激活相應(yīng)的控制級(jí)別（如表 1 所示）。

表格1

命令通常是 10 位值，由兩個(gè)連續(xù)的 DR 掃描組成，同時(shí)控制器鎖定在控制級(jí)別 2。命令部分 1 （CP1） 提供 5 位操作碼，命令部分 2 （CP2） 提供立即操作數(shù)，這是命令的低 5 位。該命令指定的功能在 CP2 完成時(shí)執(zhí)行。

可以通過在 CP1 和 CP2 之后附加第三個(gè) DR 掃描（控制寄存器或 CR 掃描）并傳輸數(shù)據(jù)值來創(chuàng)建三部分命令。這三個(gè)三部分命令中的每一個(gè)都有一個(gè)特殊的用途。

T2 級(jí)

為了讓參與測(cè)試高芯片數(shù)應(yīng)用的工程師獲得更高的性能，T2 類提供了一種縮短掃描鏈的芯片級(jí)旁路機(jī)制和另一種提供熱連接能力的機(jī)制。T2 類添加了三種掃描格式來實(shí)現(xiàn)這些新功能：

JSCAN0：提供符合 IEEE 1149.1 的操作。

JSCAN1：提供熱連接和斷開保護(hù)。上電時(shí)，旁路可以是默認(rèn)設(shè)置（JSCAN1 格式）。這可以保護(hù) TAP 免受虛假信號(hào)的影響，并防止熱連接期間的內(nèi)核損壞。

JSCAN2：實(shí)施旁路以提高串聯(lián)設(shè)備的性能。該機(jī)制還起到防火墻的作用，只有在啟動(dòng)預(yù)定序列后才能訪問芯片 TAP。這種安全措施確保一旦運(yùn)行的通電目標(biāo)具有穩(wěn)定的電氣連接，只有調(diào)試測(cè)試控制器才能訪問系統(tǒng)。

T3 級(jí)

雖然包括使用星形拓?fù)溥M(jìn)行邊界掃描測(cè)試的規(guī)定，但 IEEE 1149.1 并未提供足夠的細(xì)節(jié)來使這種測(cè)試模式可行。IEEE 1149.7 中包含了一種新的掃描格式“?ì JSCAN3”，以糾正這一遺漏。用于指定掃描格式的只寫寄存器和星型配置的設(shè)備地址分配也已添加到新標(biāo)準(zhǔn)中。

IEEE 1149.7 支持串聯(lián)和星型拓?fù)洌笳吒m合測(cè)試堆疊芯片配置。由于調(diào)試連接的位置是一致的，因此星型拓?fù)鋵?duì)于堆疊管芯配置是可取的。圖 2a 顯示了串聯(lián)掃描拓?fù)?，圖 2b 顯示了 Star-4 或 Wide Star 配置。

圖 2

IEEE 1149.7 通過在一組選定的支持 IEEE 1149.7 的 TAP 控制器中使用 Capture-xR 和 Update-zR TAPC 狀態(tài)使所有操作看起來是系列掃描，從而保持與 IEEE 1149.1 標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。要在這種模式下運(yùn)行，必須為星型配置的芯片分配控制器標(biāo)識(shí) （CID） 編號(hào)。使用迭代仲裁系統(tǒng)分配 CID，并使用控制級(jí)別 2 執(zhí)行操作。

T4 級(jí)

為了解決 SoC 器件中引腳數(shù)量不斷增加的問題，T4 類增加了掃描格式以支持使用兩個(gè)引腳而不是四個(gè)引腳的事務(wù)，從而減少了芯片封裝所需的總引腳數(shù)。這也有助于堆疊裸片配置，因?yàn)榉浅ＯＭ诙询B裸片時(shí)具有盡可能少的連接器數(shù)量。

雙引腳操作的關(guān)鍵是消除原始數(shù)據(jù)線并通過測(cè)試模式選擇 （TMS） 線發(fā)送雙向串行數(shù)據(jù)，該線更名為 TMS 計(jì)數(shù)器 （TMSC）。為實(shí)現(xiàn)此功能，使用了 T3 類的無縫星形配置，這次沒有測(cè)試數(shù)據(jù)輸入 （TDI） 和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出 （TDO）。這是圖 3 中所示的 Star-2 配置。

圖 3

除了減少引腳數(shù)之外，T4 類還定義了優(yōu)化的下載特定掃描模式，其中只下載有用的信息。為了提高引腳操作性能，時(shí)鐘頻率也可以加倍。這些功能與優(yōu)化的事務(wù)相結(jié)合不會(huì)導(dǎo)致性能損失，而是在某些情況下提高了性能。

T5 級(jí)

T5 類功能主要有利于利用 JTAG 進(jìn)行調(diào)試的軟件設(shè)計(jì)人員。此類使測(cè)試端口能夠同時(shí)執(zhí)行調(diào)試和儀表操作（數(shù)據(jù)在空閑時(shí)間傳輸），這減少了專用于儀表的引腳數(shù)量，并使自定義協(xié)議能夠使用引腳，這是許多供應(yīng)商在非標(biāo)準(zhǔn)中提供的功能方法。T5 類標(biāo)準(zhǔn)化了訪問引腳的過程。

審核編輯：郭婷