基于STM32+Jlink的邊界掃描實際應(yīng)用演示

試想這樣一個場景，我們新設(shè)計了一款集成了很多芯片的板卡，包括BGA封裝的微控制器，如FPGA/MCU，還有LED、按鍵、串口、傳感器、ADC等基本外設(shè)。

我們需要測試一下硬件電路工作是否正常、焊接是否良好，通常我們會寫個測試代碼，比如控制LED閃爍，讀取按鍵的輸入，串口收發(fā)一些數(shù)據(jù)，然后把程序燒錄進(jìn)去，看看現(xiàn)象是否和我們設(shè)計的一致。

當(dāng)現(xiàn)象和設(shè)計不一致時，是代碼設(shè)計的問題、還是硬件原理的問題、又或者是焊接的問題呢？應(yīng)該如何一一排除呢？

這里就可以使用JTAG邊界掃描的測試方法，來驗證到底是哪里出的問題，因為JTAG邊界掃描不需要寫任何代碼，只需要一個BSDL文件，就可以控制和讀取芯片的任意管腳。

下面我們以意法半導(dǎo)體 MCU STM32F103為例，配合JLink，演示JTAG邊界掃描的應(yīng)用。

1. 獲取芯片的BSDL文件

獲取意法半導(dǎo)體MCU的BSDL文件，可以到官方網(wǎng)站搜索BSDL，就會彈出對應(yīng)系列的BSDL文件包。

下載到本地之后解壓，可以看到很多BSDL文件，我們開發(fā)板上的芯片型號是STM32F103ZET6-LQFP144，屬于大容量芯片，所以BSDL文件對應(yīng)的是：

STM32F1_High_density_LQFP144.bsd

2. 硬件連接

使用排線連接JLink和開發(fā)板的JTAG接口。

hw

并確保設(shè)備管理器里JLink驅(qū)動被正確識別。

3. 邊界掃描測試

打開TopJTAG Probe軟件之后，先創(chuàng)建一個工程，并選擇JTAG設(shè)備類型，這里我們使用的是JLink。

如果硬件連接正確，驅(qū)動安裝正常，軟件會自動識別到連接的芯片。

指定芯片所對應(yīng)的BSDL文件，這里我們選擇上一步下載的STM32F1_High_density_LQFP144.bsd文件，并進(jìn)行IDCODE校驗。

如果IDCODE不匹配，說明選擇的BSDL文件錯誤，之后就進(jìn)入到邊界掃描測試界面了。

點擊Instruction按鈕，可以選擇三種測試命令：

• BYPASS：旁路掉當(dāng)前器件，在菊花鏈拓?fù)浞绞綍r，跳過當(dāng)前器件
• SAMPLE：采樣模式，可以對所有管腳的狀態(tài)進(jìn)行讀取，可以統(tǒng)計電平翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，或者以波形方式顯示實時狀態(tài)
• EXTEST：可以任意的控制所有外部管腳的狀態(tài)，可手動指定為高低電平，高阻態(tài)。

這里我們選擇SAMPLE模式，點擊RUN按鈕，可以看到芯片所有的管腳實時狀態(tài)，

在Pins窗口，可以看到所有管腳的實時狀態(tài)，選中一個管腳，可以把它添加到Watch窗口，或者Waveform窗口。

切換到EXTEST模式，可以手動設(shè)置管腳的高低電平或高阻狀態(tài)。

Watch窗口信號的還原能力，完全取決于JTAG_TCK的頻率，即管腳信號的采樣時鐘。

4. 總結(jié)

通過邊界掃描可以快速的判斷文章開頭提到的幾個問題，如果使用邊界掃描的方式，發(fā)現(xiàn)讀取和控制管腳的狀態(tài)不對，那么可以判定是焊接的問題，通過編程，甚至可以按照一定的時序來控制管腳的狀態(tài)，從而達(dá)到控制外部器件的目的。

總之，邊界掃描是一種非常實用的測試方法，在電路板生產(chǎn)制造、芯片設(shè)計、芯片封測等方面都有很廣泛的應(yīng)用。