使用边界扫描模式对i.MX RT进行板级测试

NXP管管

使用边界扫描模式对i.MX RT进行板级测试

概述
本文档重点介绍进入Boundary Scan模式来进行板级测试的过程。提供了设置顺序和脚本示例，以帮助各位更好地理解。
工程师需要了解IEEE1149.1中的测试访问端口和Boundary Scan体系结构的标准。
1. 边界扫描(Boundary Scan)
边界扫描是一种测试PCB板和芯片内部子模块之间互连的方法。在IEEE1149.1标准中有明确的定义。

在Boundary Scan测试中，设备上的每个主要输入和输出信号都被补充为多功能存储元件，从而被称为Boundary Scan单元。这些单元连接到移位寄存器，该寄存器称为Boundary Scan寄存器。该寄存器可用于读取和写入端口状态。
在正常模式下，这些单元是透明的，核心（Core）已连接到端口。在Boundary Scan模式下，内核与端口隔离，并且端口信号由JTAG 接口控制。
下图是 boundary scan 的应用原理示意图：

2. 测试接入端口JTAG
JTAG端口是通用测试接口，可以提供对组件内置的许多测试支持功能的访问，它主要包含下表中给出的四个或五个信号。

软件安装
用户可以直接访问Lauterbach官网，下载最新的TRACE32软件安装包，参考地址如下所示：http://www.lauterbach.com/

frames.html?download_overview.html
安装软件到本地电脑时有以下两个方面需要注意：
1. 软件安装包大约3.9G 左右，需要占用相应的电脑硬盘空间，安装时可选择性的安装模块。
2. 安装目录 C:\T32\bin\windows64\drivers，用户可以在文件夹内找到相应的驱动程序。

硬件连接示意图
TRACE32 调试器硬件通常包含以下两个部分：
通用调试器硬件
特定的处理器系统结构的调试电缆

下面是是硬件连接示意图

TRACE32 调试器使用注意事项:

1. 为防止TRACE32调试器或是待测试板损坏，禁止在测试板上电的情况下插拔TRACE32调试器，建议上电顺序如下:
上电时: TRACE32 调试器 -> 测试板
下电时: 测试板 -> TRACE32 调试器

2. TRACE32调试器的电缆有pin1 提示, 请确认针脚的对应位置，防止调试电缆和测试板内的JTAG 连接器连接时插反。
3. TRACE32调试器软件打开时可以按F1进入在线帮助系统。

下面以RT1064 EVK验证板为例说明硬件连接与配置的过程。下图是硬件连接示意图：

1. 基本连接：
通过TRACE32调试器自带的20pin JTAG线缆连接到EVK验证板。
使用TRACE32调试器自带的USB数据线连接到电脑。
使用USB数据线将EVK验证板连接到电脑。

2. 应用NXP-MCUBootUtility-2.3.0软件，在eFuse里面选择JTAG模式并烧录eFuse。请注意，EVK验证板烧录为JTAG后无法再重新烧录到SWD模式。以下是详细的设置信息页面。

3. 检查BSDL文件中的COMPLIANCE_PATTERN部分，它定义了芯片内三个引脚的状态，(TEST_MODE, GPIO_AD_B0_08, POR_B) (011)，0代表低电平，1代表高电平。在EVK板上进行检查并修改使其与BSDL文件中的状态相同。以下BSDL文件中的截图和Test Mode和Por_B这两个引脚的连接示意图:

4. BSDL文件定义了引脚GPIO_AD_B0_08的状态为高电平，但实际RT1064 EVK验证板上通过R303电阻下拉到地，所以需要删除下拉电阻，并将引脚上拉到板内的 DCDC_3V3。下图显示了原理图中相应的连接示意图。

5. RT1064 EVK验证板上应用了OPENSDA电路，进行Boundary Scan测试时会对JTAG 的信号电平产生影响。所以需要断开它们之间的跳线连接器J47, J48, J49, J50。下图列出了需要断开的跳线连接器。

应用TRACE32验证BSDL文件
1. 调试器和PC 连接并且上电后，用户可以在设备管理器中发现Trace32设备。

Lauterbach调试器推荐型号为LA-4533 Debug-USB3, with LA-7960/4513。
设备相关的详细信息可以通过官网查询：http://www.lauterbach.com。

2. 打开TRACE32 软件, 选择TRACE32 ICD ARM32 USB。

3. 软件打开后，在下面的命令窗口依次输入以下命令，每个命令输入后回车确认。
SYStem.Down
BSDL.RESet
BSDL.ParkState Select-DR-Scan
BSDL.state

4. 这时软件就会自动弹出BSDL.state窗口。点击FILE进入浏览文件页面，并选择需要验证的BSDL文件双击打开。下图是BSDL.state操作窗口：

5. 文件打开之后，在下面的命令窗口中输入下面的命令回车确认。
BSDL.SOFTRESET
6. 切换到Check选项界面，依次点击BYPASSall和IDCODEall两个选项依次进行相应的检查，显示Test PASS表示测试成功。

7. 然后点击SAMPLEall选项，这时由于Test done所以不会有任何提示出现。请双击下面的文件名位置，将会自动弹出BSDL.SET窗口。下图是SAMPLE操作步骤。

8. 在BSDL.SET窗口中，请将filter data选项中的Intern勾选删除，芯片内部的信号不需要进行测试。下面详细列出了当前验证板上芯片的每个信号引脚上的实际状态值，0是低电平，1是高电平。使用万用表测量EVK板上相应引脚的信号电压是否和SAMPLE中列出的值相匹配，可以多测量几个管脚相比较。下图是SAMPLE检查窗口。

9. 在BSDL.SET窗口中，Instructions下面点击EXTEST，在DR mode中勾选Set Write，如下图。

然后切换到BSDL.state窗口勾选SetAndRun和TwoStepDR即可，如下图所示。然后再切换到BSDL.SET窗口。

10. 在BSDL.SET窗口中，这时单击Enable列中的按钮可以启用或停止相应引脚的信号输出，然后单击Reg.中的按钮可以切换其输出状态为0或1。使用万用表测量EVK板上的信号电平是否能匹配这些引脚上信号的电平状态。

下图中首先点击en使管脚进入使能状态，然后点击“Reg.”可以在0和1两种状态切换。

下面以 GPIO_AD_B0_14 为例进行说明，原理图中的信号名称为 CAN2_TX，它连接了 EVK 板上 RT1064 芯片 U1 的管脚H14和 CAN BUS芯片U12的管脚1。当 Reg.中设置为0时，使用万用表测量上面两个管脚的对应电平都为0V；当 Reg.中设置为1时，使用万用表测量上述两个管脚的对应电平都为3.3V。

文章出处：恩智浦MCU加油站

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