导言
IEEE 1149.1鸿沟扫描测验规范(一般称为JTAG、1149.1或“dot 1”)是一种用来进行杂乱IC与电路板上的特性测验的工业规范办法，大多数杂乱电子体系都以这种或那种办法用到了IEEE1149.1(JTAG)规范。为了更好地了解这种办法，本文将讨论在不一起代的体系开发与规划中是怎么运用JTAG的，经过凭借曩昔有关JTAG接入的经历或投入，推进规划向新一代开展。
大多数杂乱电子体系都以这种或那种办法用到了IEEE1149.1(JTAG)规范。假如体系选用的是杂乱FPGA或CPLD，那么简直可 以必定这些硬件是经过JTAG端口设置的。假如体系运用仿真东西来调试硬件或软件，那么仿真东西也很或许是经过JTAG端口与微处理器对话。并且，假如系 统中选用了球栅阵列(BGA)封装的IC，那么JTAG也是测验BGA器材与底层印制电路板之间衔接的最有用办法。
支撑EEE 1149.1鸿沟扫描测验规范的IC与电路板都具有一个支撑JTAG测验的4线串行总线(第5条线为可选的复位线)-TDI(测验数据输入)、TDO(测 试数据输出)、TMS(测验形式挑选)与TCK(测验时钟)。该总线首要支撑对焊点、电路板过孔、短路和开路等衔接进行结构测验。此外，许多CPLD和 FPGA制造商也将JTAG作为其器材在体系编程与装备的规范办法。JTAG不光支撑结构(互连)测验，现在仍是一种用于在体系级完成装备、编程以及混合 信号测验的规范办法。
但大多数规划团队都在新规划中对JTAG的运用更倾向于纷歧步到位，而是以一种更易掌控的办法渐渐转为全面运用JTAG接口。有些团队规矩(discipline)中广泛运用了JTAG接口，有些则只运用了其间很有限的一部分。但每种规矩都依据其本身的需求调整JTAG.在各种规矩的一起 效果下，开展出了几代不同的JTAG运用，每一代JTAG运用都有各自的特色，具有某种增强功用。
图1：第二代JTAG运用：运用JTAG多支路复用器简化对多个JTAG链的接入。
由于存在各式各样的JTAG接入要求，所以开发团队必需选用一种跨规矩的JTAG接入战略以最大程度地发挥JTAG接入的功用。这种战略对 于完成一种规范办法十分必要，这种规范办法可以复用，并且下一代产品可以根据其构建。为了更好地了解这种办法，咱们将讨论在不一起代的体系开发与规划中是 怎么运用JTAG的，意图是经过凭借曩昔有关JTAG接入的经历或投入，推进规划向新一代开展。
JTAG运用的各个阶段
在JTAG运用的第一阶段，只用到了某些有关电路板的特性和功用，有关该办法的收拾和规范化作业却做得很少。
这是一种最简略的办法，简直乃至彻底不需求进行任何软件东西出资，一般运用IC厂商供给的免费东西即可。该阶段的JTAG一般不具有或许只 具有很有限的确诊功用，也没有可用于生成测验或编程的矢量的软件。这时的JTAG接入只在出产时用于装备CPLD或对闪存编程。稍杂乱一些的板卡也可以用 它来做测验。
但是，这并不是本钱最低的办法。由于每种规矩都有或许会为其本身的需求用一个独自的JTAG接头(header)，所以一块电路板上就得 用多个JTAG接头，然后增加了本钱，也占用了电路板空间。并且，每种规矩或许都会开发它们自己的“克己”软件东西和硬件，以完成与JTAG特性的交互， 而这些软件东西和硬件对其他规矩(discipline)而言却是剩余的。所以，选用这种办法开发的产品受其定制开发的影响，很难搬运到新一代的产品中 去。假如在出产中选用，这种办法也会增加本钱，由于它需求进行屡次刺进。
许多开发团队都被这一代JTAG运用绑住了四肢。终究，当体系杂乱性继续增大时，要坚持产品的竞争力，就必需选用一种JTAG接入战略。
第二代JTAG运用
在第二代JTAG运用中， 不同的开发团队规矩对在新板卡规划上选用JTAG功用进行办理。该阶段的JTAG运用需求必定程度的ATPG(自动测验程序生成)软件东西(这类软件东西 具有稳健的确诊功用)出资，用于对编程和测验矢量的开发和传送进行办理。这类ATPG东西的供货商供给从简略的针对每一使命的矢量生成的支撑与咨询服务， 也供给出产用的多使命(mulTI-seat)全套软件支撑。
在每块电路板上增加一个战略性%&&&&&%器材-JTAG复用器材，意图是去除电路板上的多个1149.1接头并办理多个JTAG通路。这个JTAG复用器材所占用的电路板空间一般比一个JTAG接头还小，但却简化了元件的阻隔，也简化了进步接入功率所需扫描途径的安排。
例如，开发人员或许会期望将不同厂商的FPGA阻隔在不同的扫描链中，以便简化运用每个厂商供给的东西接入JTAG的进程。别的，咱们或许 还期望将微处理器放在一个独自的扫描链中，然后在仿真东西调试软件或在闪存写程序时，最大程度进步微处理器的运转速度。ATPG厂商对这些器材都供给了很 好的支撑，因而软件支撑一般很简略，直接供给交钥匙的计划。
图2：第三代J：将JTAG总线的扩展到在整个背板以衔接多个板卡。
现在咱们的第二代规划都只要一个独自的JTAG接入点，在这种根本装备下，整个板卡的一切仿真、装备和1149.1测验都可以在一次刺进中，在一个测验站(test staTIon)上用一个根据PC的体系来完成。
在这一阶段呈现了一种新的JTAG总线运用-在产品的整个生命周期中都能运用JTAG接入功用。例如，可以将整个电路板级的矢量图 (vector image)存档，以便在需求现场服务时，对板卡从头编程或调试。相同的接入功用还可以用于现场FPGA固件晋级，或用于确诊一个FRU(现场可替换单 元)中的问题。回来厂家进行毛病剖析的设备也可以运用同一组矢量图(以及厂家或开发测验站)来对问题进行阻隔。
假如说这一代JTAG运用有什么缺陷，那便是开发团队一般还抱着单一板卡的心态。这是一种常有的心态，以为规划团队的职责只局限于其规划的板卡及其接口。但是，假如不能向第三代JTAG开展，那么这种JTAG运用就呈现了瓶颈，约束了运用JTAG完成多板卡的才干。
第三代JTAG运用
当可以对一个背板上的多板卡体系级运用到JTAG的特性时，就完成了下一代JTAG接入。在这种环境下，依然可以独自完成单板卡级JTAG功用，并且 还可以运用到板卡间的功用。这一代JTAG运用不 但促进了单板卡上不同规矩的规划团队相互协作，也促进了整个体系下不同板卡规划团队之间的协作。假如在上一代JTAG运用中选用了一个JTAG多路器，那 么这个多路器支撑多支路(mulTI-drop)接入。选用一种寻址计划，可以将串行JTAG总线用于多支路装备，供给对多板卡的支撑。而一旦JTAG能 够接入一块背板上的多个板卡，就能完成体系级的装备或编程(例如，JTAG可以并行接入多块板卡)。
假如驱动器/接纳器对答应进行JTAG可接入的全速BIST(内建自测)，也能测验板卡之间的背板互连，或许可以验证板卡之间的高速 LVDS串行链接，那么就能对板卡间背板互连的完整性进行测验，或许验证板卡间的高速LVDS串行衔接。或这些高速互连都是%&&&&&%性耦合，并且驱动器/接纳 器支撑，则可以进行IEEE 1149.6测验。
运用与第二代相同的设备-一个根据PC的JTAG站，就能运用一切这些JTAG功用。这个根据PC的JTAG站用作JTAG主控设备，经过一组独自的线路衔接到背板上的JTAG接头。这个主控设备担任驱动测验矢量，并办理整个背板上的器材接入JTAG功用。
第三代JTAG运用中增加的一项最有意思的新功用，在体系运转时，经过这个边带(sideband)JTAG通道可以拜访整个体系。具有了这一功用，这使得许多体系级功用得以完成，例如在线“健康”情况监测、毛病猜测、毛病检测、毛病刺进(用于毛病搬运测验或冗余度测验)以及确诊。
第四代JTAG运用
当测验矢量的传送和办理发生在体系内部时，对JTAG的运用就达到了最高级别，即第四代。第四代JTAG运用选用了一个板载JTAG主操控器来驱动背板JTAG总线。一起，还运用板载存储器存储测验矢量，并运用一个微处理器驱动JTAG主操控器。多板卡体系级主操控器可以坐落一块独自的板卡上的，也可以在每块板卡上设置一个主操控器以增强操控功用。
到了第四代，一切前面几代JTAG运用的 功用都能经过长途办法完成，包含编程、装备、互连测验以及确诊，然后极大降低了现场服务与支撑所需的本钱。当需求晋级一个现场体系的固件时，直接将新的配 置文件下载到JTAG主操控器上，再由JTAG主操控器经过背板JTAG总线将其发给方针器材即可。当然，在出产时只要将主操控器禁用，那么仍可运用根据 PC的JTAG接入站，这又进一步增强了灵活性，也在一切集成度上供给了最多的接入挑选。
JTAG接入可以经过外部或内部发动，也可以由某些体系事情发动，例如体系上电或电源复位。
本文小结
迄今为止，JTAG运用与集成中存在的最大妨碍，便是怎么让人们认识到需求一种根据多个开发规矩的战略，并使办理者信任这种战略可以带来经济效益。一旦跨出了这一步，并且选用了 ATPG支撑和JTAG复用器材，那么就更简单一步步或一代代地按部就班评价或完成新的JTAG功用。并且，假如开发团队可以根据从前运用JTAG的经 验，就能更好地发挥JTAG总线的功用。
增大JTAG结构的杂乱性并纷歧定会成为体系的担负，恰恰相反，这样才干彻底地发挥JTAG作为一个遭到广泛支撑的，对现代杂乱电子体系进行体系级测验、编程、装备和的健康状况监控的工业规范办法的悉数价值。
