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芯片设计中的混合信号边界扫描与测试访问.docx
资料介绍
混合信号边界扫描在单一芯片上实现模拟和数字电路的测试访问，在混合信号SoC和3D IC中确保芯片的可测试性。IEEE 1149.1（JTAG）标准在数字电路中提供边界扫描测试，IEEE 1149.4（混合信号测试总线）标准扩展了模拟测试功能，在芯片的模拟引脚上提供测试访问。本文将从JTAG基础、边界扫描单元、模拟测试总线、测试访问端口、内建自测试以及设计实例等方面，系统阐述混合信号边界扫描与测试访问的设计方法。
JTAG基础
JTAG是芯片测试和调试的标准接口，提供边界扫描测试功能。
1. JTAG接口：JTAG接口由5个引脚组成：TDI（测试数据输入）、TDO（测试数据输出）、TCK（测试时钟）、TMS（测试模式选择）和TRST（测试复位，可选）。
2. TAP控制器：TAP（测试访问端口）控制器在JTAG中管理测试和调试指令，通过TMS信号在16个状态之间切换，控制指令寄存器和数据寄存器的操作。
3. 边界扫描寄存器：边界扫描寄存器（BSR）在芯片的每个I/O引脚串联一个边界扫描单元，在测试模式下可独立控制引脚输出电平或捕获引脚输入电平。
模拟测试总线
IEEE 1149.4标准在混合信号芯片中提供模拟测试访问。
1. 模拟测试总线结构：IEEE 1149.4在芯片的每个模拟引脚上增加一个模拟边界扫描单元（ABM），ABM包含一个开关网络，在测试模式下将模拟引脚连接到测试总线（AT1和AT2）。
2. ABM设计：ABM在模拟引脚和核心电路之间插入，在正常模式下直通，在测试模式下将引脚连接到测试总线。ABM的开关使用传输门，在导通时保持低失真，在关断时保持高隔离度。
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