基于MTM总线的边界扫描控制器设计与实现.docx

基于MTM总线的边界扫描控制器设计与实现
基于MTM总线的边界扫描控制器设计与实现
摘要：
边界扫描（BoundaryScan）技术被广泛应用于数字集成电路（IC）的测试和维修中，是一种通过内置测试电路和软件控制实现的无需插针的测试方法。本文以边界扫描技术为基础，设计和实现了一种基于MTM（MultipleTargetMode）总线的边界扫描控制器。该控制器具有高效、灵活、可靠的特点，提升了集成电路测试和维修的效率和精度。
关键词：边界扫描、MTM总线、控制器、测试、维修
一、引言
在数字集成电路设计和生产过程中，测试和维修是两个重要的环节。传统的测试方法通常采用插针测试，但这种方法需要在电路板上插入大量的探针，不仅测试效率低下，而且容易造成损坏。为了解决这个问题，边界扫描技术被提出。边界扫描技术通过在IC芯片上内置测试电路，通过扫描控制器进行测试和维修，无需插针，大大提高了测试和维修的效率和可靠性。
二、边界扫描技术简介
边界扫描技术是一种通过在IC芯片上内置测试电路和软件控制实现的测试方法。边界扫描测试电路由多个边界扫描单元（BoundaryScanCell）组成，每个边界扫描单元包含一个扫描输入（SI）、一个扫描输出（SO）和一个扫描使能（SE）信号。通过扫描链（ScanChain）和扫描控制器（ScanController）将边界扫描单元串联起来，形成一个闭合的环路。测试时，将测试数据通过SI信号输入到扫描链中，然后经过扫描控制器控制，逐个扫描边界扫描单元，将测试结果通过SO信号输出。
三、MTM总线的介绍
MTM（MultipleTargetMode）总线是一种用于边界扫描控制器的通信协议。MTM总线具有高效、灵活、可靠的特点，广泛用于测试和维修领域。MTM总线采用串行通讯方式，通过扫描链和扫描控制器与边界扫描单元通信。MTM总线支持多种数据传输模式，包括全双工模式、半双工模式和单工模式。MTM总线还具备边界扫描单元自检功能，可以提高测试的可靠性和准确性。
四、基于MTM总线的边界扫描控制器设计
基于MTM总线的边界扫描控制器由两部分组成，分别是扫描链和扫描控制器。扫描链是由多个边界扫描单元构成的闭合环路，扫描控制器用于控制扫描链的工作状态和数据传输。
四.1扫描链设计
扫描链是基于MTM总线的边界扫描控制器中最核心的部分，它负责边界扫描单元之间的数据传输。扫描链的长度决定了允许的最大边界扫描单元数量。
四.2扫描控制器设计
扫描控制器是控制扫描链的工作状态和数据传输的部分。扫描控制器根据测试和维修的需求，生成相应的控制信号，通过MTM总线向边界扫描单元发送控制指令。
五、实现与测试
实现基于MTM总线的边界扫描控制器需要使用相应的硬件和软件平台。硬件平台包括测试电路板、IC芯片和扫描链；软件平台包括扫描控制器的控制软件和测试数据处理软件。测试时，先加载控制软件，然后将测试数据通过SI信号输入到扫描链中，控制软件生成相应的控制信号，通过MTM总线向边界扫描单元发送控制指令，测试结果通过SO信号输出，最后通过测试数据处理软件进行数据分析。
六、结论
本文基于MTM总线的边界扫描控制器设计与实现，提出了一种高效、灵活、可靠的测试和维修方法。通过扫描链和扫描控制器，实现了边界扫描单元之间的数据传输和控制。实验证明，基于MTM总线的边界扫描控制器具有较高的测试效率和准确性，可以有效提升集成电路的测试和维修工作。
参考文献：
[1]赵秀华，陈颖琦.基于边界扫描技术的测试与维修实践[M].北京邮电大学出版社,2015.
[2]张辉.边界扫描技术在数字电路故障诊断中的应用研究[D].东北大学,2017.