IEEE1149.1 学习笔记 （二）

5. 测试逻辑结构

测试逻辑中必须包含的元素：
（1） TAP controller
（2） 指令寄存器
（3） 一组TDR
IR & TDR 应有单独的移位寄存器传输路径，并行连接关系，有公共的数据输入/输出端口连到TAP TDI/TDO
TAP Controller 通过TDI/TDO 控制IR/TDR 的切换与配置

测试逻辑中也可以包含test mode persistence controller (TMP)

此设计的重要特点：
（1） TAP controller 既可以接收TCK 信号及对TMS信号做出反应，也可以产生时钟和其它IR/TDR 等需要的控制信号
（2） TAP controller 控制操作（reset，shift，capture，update），指令提供操作对象
（3） 指令寄存器将指令移位到design中，选择对应操作的TDR
（4） IR需定义，且在TDI/TDO之间总存在一位TDR （bypass TDR)
（5）TDR 应包含一个bypass & boundary scan reg. 也可包含其他可选标准TDR： 如 device identification 。IR 选择TDR。
（6）可选TMP controller 接收TCK 及 IR 的解码，修改TAP controller 产生的一些控制信号。

测试逻辑的实现
TAP controller，和可选的TMP controller ，IR 及 控制指令的相关电路，TDR应为专有电路。若期望TDR 配置对片上系统逻辑不产生任何影响，则TDR相关电路应为专有电路。某些情况下，TDR可复用，比如device identification reg 和 boundary scan reg

6. 测试逻辑控制器
   测试逻辑状态机 ， 有限状态机
   强制的TAP controller ： 同步有限状态机，对TCK / TMS 的激励做出响应，控制测试逻辑行为，同一测试链上components之间保持同步。
   可选的TMP controller：同步有限状态机，对特定指令做出响应，强制component 保持当前测试状态

TAP controller 状态图

图2：TCK 上升沿根据TMS激励，TAP controller 状态机改变。
测试逻辑应以TCK上升沿或下降沿发生状态的改变。如图3

（1） Test-Logic_reset
若TMP controller 不存在或处于persistence-off 态，测试逻辑能处于已知态以便系统能正常工作。可以通过例化IR 寄存器去包含IDCODE 指令，或者当device identification register 不存在时，通过bypass 寄存器实现。若存在TMP controller 且其处于Persistence ON 状态，components 可能处于测试模式，进行进一步测试。

这个状态不会直接影响系统逻辑。在上电序列中，TAP保持在此状态，或者没有定义为干扰系统逻辑和I / O之间的信号流的指令处于活动状态，该组件将执行其设计功能。 但是，如果执行了一条或多条指令，这些指令会干扰进出系统逻辑的信号流（例如EXTEST），则系统逻辑可能处于不确定状态，重新连接引脚可能会导致行为无法预测。

无论系统处于状态机的哪种状态，只要持续的输入TCK和高电平的TMS信号，那么最多5个TMS=1，电路即可回到Test-Logic-Reset状态（或低电平的TRST 信号）
离开Test -Logic-Reset 状态后，状态机进入Run-Test/Idle 状态，这个状态不会有任何动作，因为当前指令已经选择device identification 或 bypass register。 测试逻辑在Select-DR-Scan 和 Select-IR-Scan 状态下也是处于inactive

(2) Run-Test/Idle

scan operation 的中间状态。一旦进入，只要TMS为低电平信号，状态机会一直保持此状态。当TMS信号变为高电平，在TCK 上升沿时刻，状态机进入Select-DR-Scan 态
在Run-Test/Idle 状态下，只有特定指令才会造成所选测试逻辑运动。例如，RUNBIST 指令 会使片上系统在此状态下进行自检。对于不在此状态下执行的指令，这个状态会造成一个延时，所有被当前指令选择的TDR 会保持之前的状态
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变

（3） Select-DR-Scan
中间态，在TCK 下一个上升沿时退出此状态。在此状态，当前指令选择的TDR 保持他们之前的状态
Select-DR-Scan + TMS=0 + TCK 上升沿 --> Capture-DR
Select-DR-Scan + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Select-IR-Scan
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变

(4) Select-IR-Scan
中间态，在TCK 下一个上升沿时退出此状态。在此状态，当前指令选择的TDR 保持他们之前的状态
Select-IR-Scan + TMS=0 + TCK 上升沿 --> Capture-IR
Select-IR-Scan + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Test-Logic_Reset
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变

（5） Capture-DR
中间态，此状态下TCK上升沿触发数据加载到当前指令所选TDR的shift-capture path 上，使TAP 退出此状态。若当前指令所选TDR 没有并行输入端口，或者所选测试不需要capture，则寄存器保持之前状态不改变。
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变
Capture-DR + TMS=0 + TCK 上升沿 --> Shift-DR
Capture-DR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Exit1-DR

（6） Shift-DR
在此状态下，TDI -TDR- TDO 形成shift 通路，TDI 灌入激励，TDO 移出 （TCK 上升沿） 。被当前指令选择 且不在serial path 中的TDR 保持当前状态
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变

Shift-DR + TMS=0 + TCK 上升沿 --> Remain in Shift-DR
Shift-DR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Exit1-DR

（7）Exit1-DR

中间态。被当前指令选择的TDR保持之前的状态
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变
Exit1-DR + TMS=0 + TCK 上升沿 --> Pause-DR
Exit1-DR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Update-DR

(8) Pause-DR
此状态会使TDI和TDO之间serial path 上的TDR 暂时停止shift 动作，被当前指令选择的TDR 维持之前的状态

Pause-DR + TMS=0 + TCK 上升沿 --> Remain in Pause-DR
Pause-DR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Exit2-DR
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变

（9）Exit2-DR
中间态.被当前指令选择的TDR 维持之前的状态.
当TAP controller 处于此状态时，指令不发生改变
Exit2-DR +TMS=0 + TCK 上升沿 --> Shift_DR
Exit2-DR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Update-DR

（10）Update-DR
中间态
一些TDR会被提供锁存并行输出，以防止在特定指令下（Extest，Intest，RUNBIST）数据移位到相应的shift-capture path 上。在此状态下，TCK 的下降沿触发 数据从shift-capture path 锁存到这些TDR的并行输出上。所存的并行输出数据不会改变除非此状态下进行自检。
所有被当前指令选择的TDR的shift-capture path 保持之前状态不变
Update-DR +TMS=0 + TCK 上升沿 --> Run-Test/Idle
Update-DR+ TMS=1 + TCK 上升沿 --> Run-Test/Idle

（11）Capture-IR
中间态，当向量并行load 到 特定IR （TCK 上升沿），TAP controller 退出此状态
Capture-IR +TMS=0 + TCK 上升沿 --> Shift-IR
Capture-IR+ TMS=1 + TCK 上升沿 --> Exit1-IR

（12）Shift-IR
TDI–>IR 中的移位寄存器–> TDO
Shift-IR +TMS=0 + TCK 上升沿 --> Shift-IR
Shift-IR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Exit1-IR

（13）Exit1-IR
中间态
Exit1-DR +TMS=0 + TCK 上升沿 --> Pause-IR
Exit1-DR + TMS=1 + TCK 上升沿 --> Update-IR

（14）Pause-IR
可使IR的移位动作暂时停止
Pause-IR + TMS=0 + + TCK 上升沿 --> Pause-IR
Pause-IR + TMS=1 + + TCK 上升沿 --> Exit2-IR

（15）Exit2-IR
中间态
Exit2-IR+ TMS=0 + + TCK 上升沿 --> Shift-IR
Exit2-IR + TMS=1 + + TCK 上升沿 --> Update-IR

（16）Update-IR
中间态
IR 寄存器 shift-capture-path 上的值在TCK下降沿锁存到并行输出端口。一旦锁存新的值，它成为了当前的指令

Update-IR + TCK 上升沿 + TMS = 0/1 --> Run-Test/Idle

TAP controller 的操作
TAP controller 以一下激励时改变状态：
（1）TCK 上升沿
（2） TRST =0
（3）包含TAP电路的上电
TAP controller 产生控制IR/TDR的信号
TDO 在状态机中以TCK下降沿反应

TAP controller 的初始化
TAP controller 在上电时应处于Tets-Logic-Reset 状态
TAP controller 不应被系统任何端口初始化
TRST 与 TCK 是异步的
TAP controller 完成初始化的结果应等同于TRST=0