基于边界扫描的电路板快速测试系统设计

文章摘要：2.4 计算机软件设计本系统的计算机软件采用Visual Basic 6.0 高级编程语言开发，其主要功能是通过计 算机并行端口实现计算机与边界扫描适配器之间的实时通信，将指令信号和测试数据发送给 边界扫描适配器，同时将测试响应数据上传至计算机，并完成对数据的处理、显示、存储等 操作。（1）系统的软件组成系统软件包含下列组件：系统主程序、物理接口程序、硬件设置程序、实时采集程序、 离线测试程序、自测试程序和数据库管理程序。软件组成框图如图3 所示。系统主程序：显示系统主界面，并与系统中其它模块进行切换。物理接口模块：控制计算机端口，负责从计算机端口读取数据和将数据发送到端口上。系统硬件设置模块

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　　2.4 计算机软件设计

　　本系统的计算机软件采用Visual Basic 6.0 高级编程语言开发，其主要功能是通过计 算机并行端口实现计算机与边界扫描适配器之间的实时通信，将指令信号和测试数据发送给 边界扫描适配器，同时将测试响应数据上传至计算机，并完成对数据的处理、显示、存储等 操作。

　　（1）系统的软件组成

　　系统软件包含下列组件：系统主程序、物理接口程序、硬件设置程序、实时采集程序、 离线测试程序、自测试程序和数据库管理程序。软件组成框图如图3 所示。

　　系统主程序：显示系统主界面，并与系统中其它模块进行切换。

　　物理接口模块：控制计算机端口，负责从计算机端口读取数据和将数据发送到端口上。

　　系统硬件设置模块：设置系统的各种参数，包括扫描链路的结构、芯片型号，同时进 行总线故障测试和内部边界扫描链测试，以验证扫描链路是否畅通。

　　在线测试模块：使用外测试命令，对电路板上边界扫描器件引脚以及电路板接口信号 进行采集、显示与分析。

　　离线测试模块：依次向电路板接口或者板上边界扫描器件输入激励测试信号，观察其 响应信号是否与标准结果一致，判断板上连线、功能模块是否正常。

　　自测试模块：输出系统自测试向量，观察系统自响应是否与标准一致，检查系统是否 工作正常。

　　数据库管理模块：保存系统数据、测试向量、标准测试结果等数据，用以查询比较等 操作。

　　（2）物理接口模块

　　由于在 VB 中不能直接使用命令对计算机端口进行操作，本文中选择动态链接库 inpout32.dll 帮助系统软件实现对底层硬件的控制。在开发计算机端Windows 应用程序时只 需在开发前将其驱动程序相关文件拷贝到计算机，并且在开发过程中注册其动态链接库相应 的API 函数，即可实现并行端口的应用。本文物理接口模块中引用了动态连接库中的两个函 数：Inp32 和Out32 用于并行端口的输入和输出，相关程序代码如下所示。

　　写入操作：Out add, reg

　　读出操作：reg = Inp(add) 其中，add 为写入/读出的地址，reg 为写入/读出的数据。

　　（3）在线测试模块 在线测试模块主要实现对扫描链信号的循环采集，同时将采集到的结果显示在屏幕上。 采集数据的同时对扫描链上信号的变化频率进行统计，实时显示统计结果。可预置中断暂停 条件，使用虚拟工具箱单独显示关键信号状态，储存采集数据，进行信号分析，生成报告表 供维修人员使用。

　　（4）离线测试模块 离线测试模块主要实现电路板单独测试功能。用户可选择进行自动测试或是手动测试。 自动测试时，系统将已生成的测试向量依次送入被测电路板，然后采集电路板响应向量，将 其与标准响应进行比较。手动测试时，用户可根据需要利用系统提供的工具手动编写测试向 量，系统将一步步执行用户的指令。

　　3 故障分析策略

　　在边界扫描测试系统进行循环采集时，一般采集频率较低。例如使用10MHz 的时钟对边 界扫描链上的数据进行移位输出，如果扫描链上有500 个单元，则采集数据频率最高只能达 到20KHz。而电路板上信号的脉宽有的很短，如何对采集到的数据进行故障分析成为系统设 计中的难点。本系统主要采取下列两个方法进行分析。

　　如果扫描链的采集间隔远大于信号脉宽，系统可能很长时间无法采集到信号的变化，因 此信号统计法需要运行相当的时间才能保证分析的准确性。

　　方法二：数据分析法

　　记录采集到的数据，计算每路信号之间的差异，着重观察相同的信号，如全0、全1 或 者其它。出现全0、全1 的引脚易发生呆滞故障，而出现信号的变化且采集信号完全相同的 引脚易发生断路故障。

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