新時代の電子回路基板のテスト手法とさまざまな応用事例

JTAGテストの基礎と応用【PDF版】

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コンテンツコード DP36823
著者 坂巻 佳壽美
発行元 CQ出版社
価格(ライセンス料金) 1,620円
仕様 A5判 181ページ PDF 約4Mバイト
発行日 2011/08/01
更新日 2011/08/09
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解説

※ コンテンツ・リクエストのご要望にお応えして,絶版となっていた本書を復刻しました.

 JTAGは,半導体技術の向上によって,より複雑になってきたディジタル回路設計におけるテストを効率よく行うことを目的に考えられた規格です.また, JTAGテスト用の回路が埋め込まれたICを使って設計されたプリント基板は,テストの自動化が可能になります.電子機器の軽薄短小化が進み,またマイクロプロセッサなどのデバイスの処理速度が向上するにしたがって,いよいよ従来手法によるテストが限界となった今日においては,JTAGは必要不可欠なものといえるでしょう.
 なお,具体的にJTAGで決められている規格はデバイスの中に作りこむための設計手法が中心であり,ICやLSI設計者以外にはあまり必要がないものです.そこで本書は,実際にJTAG対応のデバイスを採用したプリント基板のテストを行うにはどうしたらよいかを理解することを目的としています.すなわち,比較的身近になったJTAG対応デバイスを実際に使用し,テスト対象ハードウェアを自作することから始め,パソコンのプリンタポートを利用したTAP制御プログラムを作成してJTAGテストの実際を理解することを目指しています.

目次

第1章 JTAGテストの必要性
 1-1 従来の針山によるプロービングに限界
 1-2 JTAGテストとは?
 1-3 金属針からシリコン針に代えて内蔵する
 1-4 JTAGテスト規格化の歴史

第2章 JTAGテスト対応デバイスの仕組み
 2-1 レジスタの種類と機能
 2-2 TAP(テストアクセスポート)とは
 2-3 TAPコントローラの状態遷移
  (1)2つの主要パス
  (2)基本ステートの動作
 2-4 TAPコントローラの命令

第3章 JTAGテストの機能
 3-1 テストシステムの構成
 3-2 JTAGテストの実施手順
 3-3 JTAGテストの実行
 3-4 デバイスの誤挿入テスト
 3-5 外部回路とデバイス間を入出力する信号の監視
 3-6 デバイスから外部回路へ信号を出力
 3-7 デバイス間の相互接続テスト
 3-8 従来デバイスの機能テスト
 3-9 内部ロジックの機能テスト
 3-10 その他,デバイス固有の機能

第4章 簡易版JTAGテストプログラムの実際
 4-1 テスト対象ボードの製作
  (1)テスト対象ボードの回路構成
  (2)製作したボードの動作確認
 4-2 TAPインターフェースをどうするか
  (1)接続ケーブルの製作
  (2)接続ケーブルのチェック
 4-3 TAP制御プログラミングへの準備
  (1)制御信号の種類と制御タイミング
  (2)基本となる最小制御単位の関数
  (3)リセットする関数
  (4)ステータスワードを読んでみよう!
 4-4 TAP制御プログラミングの実際
  (1)C言語によるTAP制御プログラミング
  (2)インストラクションパスの制御
  (3)データパスの制御
  (4)テストしないデバイスはパスする
 4-5 外部接続を確認する
  (1)LEDを点灯させる
  (2)パターンの接続をテストする
  (3)周辺回路をテストする

第5章 JTAGテストの応用
 5-1 高速・高機能マイクロプロセッサ用ICE
  (1)ICEへの応用のメリット
  (2)ICEへの応用の仕組み
 5-2 複数ボードで構成されるシステムへの応用
  (1)システムバスがJTAGテストに対応
  (2)スキャンパスをバス接続するための工夫
  (3)スキャンブリッジの活用
 5-3 制御システムを監視制御する
  (1)CPUの動作状態監視
  (2)I/Oポートの状態監視
  (3)各種コントローラの状態監視
  (4)監視制御システムの構成例
 5-4 システムの高信頼化への応用
  (1)高信頼化のためのハードウェア構成
  (2)代替継続実行を前提としたソフトウェア構成
  (3)ソフトウェアに重点を置いた故障検知が可能
  (4)JTAGを用いた高信頼に専用回路は不要
 5-5 CPLDのオンボード書き込み用インターフェース
  (1)書き込み用ケーブルの例
  (2)オンボード書き込みのためのインターフェース
  (3)書き込みアルゴリズムの例
 5-6 シリアル通信への応用
  (1)JTAG方式によるシリアル通信の動作仕様
  (2)シリアル通信に使用できる既存デバイス
  (3)シリアル通信実験システム
  (4)実験ボードの概要
  (5)SCAN18541TのJTAG仕様
  (6)JTAG方式によるシリアル通信テストプログラムの例
  (7)信頼性への配慮

第6章 アナログICのJTAGテスト
 6-1 信号線を2本追加
 6-2 アナログ素子のテスト法
 6-3 JTAGの今後と問題点


資料1 BSDLの概要

資料2 BSDLファイルの例
・SN74BCT8244A
・SN74BCT8374A
・SCAN18541T
・PowerPC 604e
・Pentium Pro

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