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JTAG标准背后的故事：为什么这项技术改变了电路板测试的游戏规则？
在电子产品的开发和制造过程中，确保电路板的可靠性和性能至关重要。这就是为什么边界扫描（Boundary Scan）技术变得如此重要的原因。这项技术的核心在于由联合测试行动小组（JTAG）于1990年制定的IEEE 1149.1标准，并在之后获得了广泛的认可。 JTAG标准不仅改变了测试电路板的方法，还提升了故障诊断的效率，成为现代电子设计中不可或缺的一部分。
边界扫描为测试互连提供了一种方法，无需物理测试探针，通过在每个引脚上添加测试单元来实现。
测试原理
边界扫描的架构允许对印刷电路板的互连进行测试，这在传统测试方法中是难以实现的。通过在每个外部引脚上添加测试单元，这些单元可以选择性地覆盖引脚的功能。这使得测试系统能够有效地向引脚施加信号，检查信号的正确性。若短路或开路情况发生，测试系统可以迅速捕捉到问题，从而降低错误率。
芯片内部基础架构
为了提供边界扫描的功能，集成电路供应商在其设备中添加了额外的逻辑，包括每个外部互连的扫描单元。这些扫描单元组成了外部边界扫描移位寄存器，与JTAG测试接入端口控制器一起运作。这使得内部逻辑设计块之间能够进行扫描，这样就可以将这些集成元件测试得如同是在电路板上的独立芯片。
这些内部扫描链的重叠使用是芯片设计中普遍的需求。
测试机制和操作方法
边界扫描的测试机制允许测试系统通过时钟将数据回馈到测试系统中以进行分析。对于现代密集电路板，实物测试探针的使用变得愈加困难，然而，边界扫描技术能够按需提供接入可能性，让测试变得更加有效。设计测试向来是许多芯片设计的主要考量，边界扫描测试向量则常以序列向量格式（SVF）形式交付。
电路板测试基础设施
高端商业JTAG测试系统通常能够从CAD/EDA系统导入设计'网表'及边界扫描模型，自动生成测试应用。这些测试系统能够高效发现电路中的故障，提供如开路或短路的准确定位，并常常与其它测试系统结合使用。这些商业系统的价格不菲，但对于寻求高效测试的专业人员来说，非常值得投资。
故障诊断及开发过程中的应用
边界扫描架构在嵌入式系统的开发阶段也显示出其优势。通过将JTAG接入端口转变为低速逻辑分析仪，开发人员能够在不依赖专用硬体的情况下有效观察和分析系统性能。这样的灵活性使得JTAG成为许多开发和测试活动的首选工具。
JTAG测试的重要性不仅体现在测试层面，更在于加速了产品开发和可靠性保障的过程。
历史背景
自James B. Angell在斯坦福大学提出串行测试的概念后，许多大型企业逐渐意识到测试技术的重要性，特别是IBM开发了电平敏感扫描设计（LSSD）。这些历史背景为JTAG边界扫描技术的发展奠定了基础，成为今天广泛使用的标准。
市场现状与未来挑战
随着电子设计的不断进步，JTAG和边界扫描技术依然面临新挑战，特别是在多晶片封装（MCP）和系统单晶片（SoC）等新兴技术领域。如何继续提高测试效率并确保设计的可测试性，将是未来行业的重要课题。
总结来说，JTAG标准的实现不仅改变了电路板测试的游戏规则，它还重新定义了我们对设备内部结构检测的理解。随着技术的快速发展，未来又会出现哪些创新技术来进一步提高测试的效率和可靠性呢？
