基于边界扫描技术的故障检测及演示系统的研究与设计

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：南廷豆日期：学位论文使用授权书砂

2、2、‰【基本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论

3、文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)．南廷臣导师(签名)．缸吩日期：加坛留摘要随着大规模集成电路技术的发展以及广泛应用，电路板的复杂程度以及表面贴片密集程度越来越高。电路板的故障检测，尤其是对芯片的测试面临一系列的挑战。随着芯片的封装越来越精细，引脚越来越密集，元器件的组装的密度日益增大，就会在电路板焊接的时候容易出现开路或者短路、贴片元器

4、件安装方向倒置、选用了错误的元器件等一系列的故障，再使用依靠物理手段(即运用物理探针接触到电路板上的线网，进行电性能检测)测试电路的针床测试技术就显得单一、传统，很难做到对此类电路板的有效测试，甚至会对集中度更高的电路板造成损坏n1。针对上述高度集成电路板中出现的故障问题，目前较受欢迎解决方案是运用边界扫描技术。这种技术的核心思想是用由移位寄存器构成的边界扫描单元连接在芯片管脚和芯片内部逻辑电路之间，以便于加载测试向量和捕获测试相应向量∞3。在1990年，边界扫描测试技术被IEEE接纳，形成了IEEEll49．1标准。这个标准对数字集成电

5、路提供了规范化的测试存取端口和边界扫描结构，它不仅能给板级、拥有复杂集成电路或者高密度表面贴片技术的电路板提供测试方案，还能对具有嵌入式可测试特征的数字集成电路提供测试存取和控制的方法。此标准出现不久，就很快被IC(IntergratedCircuit)生产商认同，市场上出现了众多与边界扫描测试结束相兼容的器件和测试设备。目前已经成为计算机辅助设计工具的一个重要结构特征，应用于电路仿真的调试和故障诊断中。本课题采用目前应用最广的ARM处理器以及FPGA处理器，以它们为中央控制器，．采用边界扫描技术，对较复杂的电路板进行故障检测，设计出一套

6、实用的故障检测演示系统。系统通过运用扫描链路实现设备级、板级、器件级故障的自检测与隔离，并结合自动测试系统完成系统各级故障的检测隔离。为达到较好的演示效果，本论文特设计故障模拟模块。模拟预期出现的故障，以检测系统的实用性以及灵活性。关键词：边界扫描技术，JTAG原理应用，故障检测，故障模拟与演示AbstractAsthedevelopmentofthelargescaleintegratedcircuitisvigorous，itsapplicationgetswideSOthattheintensityofcircuitboard&su

7、rfacemountgetsmorecomplex．Asthechippackagegetsmoreandmoresophisticatedanditspinsgetmoreintensive，therecomesuchseriesoffaultasopenorshortcircuit，componentsinstalledinwrongdirectionorwrongcomponentschoicedwhenthecircuitboardissoldered．Itisdifficultandtraditionaltousephysica

8、lmeans(theelectricalperformanceistestedbyusingphysicalprobecontactstothewiremeshofthecircuitboard)toachieveeffectivetestofsuchcircuitboard，orevendamagethemorecomplexcircuitboard．Toaimatthosefaultsofthecomplexandintensivecircuitboard，thepopularsolutionistheBoundaryScanTech

9、nology．Thecoreideaofthetechnologyistoputtheboundary-SCancellsbetweenthepinsandinternallogiccircu