莫钦琳开题报告3.20最终版

湖南工学院毕业设计(论文)开题报告

和科研机构也已开展了相关的研究工作。 研究意义： 随着集成电路(Integrated Circuits, IC)的迅速发展，而且采用 SMT(表面安装技术)的针床的接 触空间很小, SMT 把器件直接粘贴在电路板上， 使原来借助于针床的在线测试变得很困难， 这主要体现 在： (1) 、IC 芯片的集成度不断提高，封装物理尺寸越来越小，而且引脚的数量又不断增加，引脚的间 距越来越小，探针很难完全接触到这些高密度的 PCB 电路板的引线； (2) 、表面封装和电路板组装技术的发展，使得留给电路板通常是双面的，这使得传统的方法更难 以凑效； (3) 、现在多层电路板技术以及电路板组装技术的发展更加限制了人工测试和在线测试使用范围。 国际半导体工业协会在 《1997 国际半导体技术指南》 中称： 若到了 2014 年， 还没找到有效的测试方法， 将导致测试一支晶体管的成本超过其制造的成本。 为应对集成电路迅猛发展的前提下怎样迅速有效的完成 PCB 板的测试工作，边界扫描测试技术应 运而生。边界扫描测试是一种将可测性直接设计到集成电路芯片上，利用附加在芯片引脚的虚测试点 来克服物理接触方法的技术。边界扫描技术的主要思想是在芯片的每个引脚与核心逻辑间插入移位寄 存器，可以对引脚和核心逻辑进行电平的捕获与施加。边界扫描测试技术以其故障覆盖率高、测试时 间短、精确度高等优点，日益成为可测性设计技术中应用最为广泛的技术之一。 本文充分利用混合电路边界扫描技术来开展电子设备的故障诊断方面的研究，主要意义如下： (1) 、增强电子设备的故障诊断能力，提高武器装备的可靠性和可用性，提升部队的战斗力； (2) 、为以后对混合电路的测试理论的发展提供研究基础； (3) 、 边界扫描技术及模块测试和维修总线成为新型航空电子设备 BIT 的主要测试和测试性设计技 术，并在 F-22、RAH-66、波音 777 等大型系统中得到成功应用。

2

主要研究内容本文研究了混合电路边界扫描测试系统的信号产生和采集模块的设计。本文论述主要基于边界扫

描技术研究，在前人对数字信号边界扫描 IEEE1149.1 研究的基础上，深入研究了 IEEE1149.4 混合信号 测试总线及其特点，并根据边界扫描标准定义的测试结构对混合信号

电路的信号产生进行研究，设计 出符合 IEEE1149.4 标准的混合信号边界扫描测试系统的信号产生和采集模块。主要研究的内容如下： (1) 、在对 IEEE1149.4 混合边界扫描测试总线标准深入剖析的基础上，完成对混合边界扫描测试 系统的信号产生和采集模块的设计； (2) 、究边界扫描技术相关的一系列标准，详细了解 1149.4 标准中针对混合信号电路测试新增的结 构，即模拟边界模块及测试接口电路； (3) 、基于两个边界扫描技术标准，提出混合信号边界扫描测试系统信号产生和采集模块的硬件设 计。 (4) 、信号产生采集模块的 VHDL 设计；

(5) 、仿真验证及结果分析。

3

拟研究思路本课题的主要内容包括两个方面的设计：边界扫描测试系统的信号产生及采集模块硬件设计和主

控器的设计与实现。 信号产生采集模块硬件的设计： (1) 、信号产生模块：用于产生进行参数测试所需要的直流激励信号和交流激励信号，该模块由数 模转换电路、/转换电路和滤波电路三部分组成。 1)、数模转换电路：选用 National Semiconductor 公司的 DAC0832 芯片，该芯片可以在双缓冲方式 下工作。能将边界扫描控制器产生的 8 位数字信号转换成电流信号。 2)、I/V 转换电路：选用 STMicroelectronics 公司的 LM358 芯片，芯片具有两个独立的、高增益、 内部频率补偿的运算放大器，好处在于将 DAC0832 产生的电流信号转换成电压信号。 3)、 滤波电路： 模块的滤波电路采用二阶电路。 滤波器采用电路设计比较简单方便， 效果也比较好， 用于滤除杂波噪声信号。 (2) 、信号采集模块：用于将测试响应激励信号进行采集和调理，并转换成数字信号传递给控制器 进行处理。该模块由信号调理电路和模数转换电路两部分组成。 1)、模数转换电路：选用 Texas Instruments 公司生产的 8 位串行模数转换器 TCL549,该电路用于 将模拟响应信号转换成数字信号，传递给边界扫描控制器进行处理。 2)、 信号调理电路： 选用 Analog Devices 公司的 AD637 集成真有效值转换器， 该芯片具有精度高、 频带宽等优点，广泛应用于精密交流测量中，该电路用于将交流响应信号转换成直流信号，便于采样。 主控器的设计： (1)、控制模块：用于将计算机传来的测试指令和测试向量进行时序转换，以驱动边界扫描测试总 线，并将测试向量加载到测试链路上。如图 1 所示：

JTAG芯芯芯芯IFCLK TCK芯芯芯 TCK

TDO芯芯芯 USB 芯芯 芯芯 芯芯 芯芯芯 TMS芯芯芯

FIFO1

TDO

FIFO _CMD

TMS

TDI芯芯芯

FIFO 2

TDI

图1

JTAG 控制模块框图

(2)、直流产生模块：直流产生由 FPGA 的 8 个 IO 输出 8 位二进制数据，通过模拟激励产

生模块就 能产生 0-5 的电压。 本模块采用的调试方法为公司的嵌入式逻辑分析仪， 该工具能够在线捕获内部信号 的波形，并通过的口传至外部电路。 (3)、交流产生模块：边界扫描控制器模块中的交流产生部分 FPGA 用设计一个 DDS,由地址发生 器和正弦波数据组成。 (4)、数据采集模块：数据采集子模块控制采样芯片进行采样，并将采集回来的响应信号进行串并 转换，然后传送给外部电路。

4

研究进程安排根据此次毕业设计的课题进度，结合研究的主要内容和思路，我将设计课题进度安排如下：

2014/3/9~3/16 2014/3/17~3/24 2014/3/24~4/1 2014/4/2~4/8 2014/4/9~4/22 2014/4/23~5/6 2014/5/7~5/14 2014/5/15~5/22 2014/5/23~6/3 2014/6/3~6/7

根据毕业设计课题任务书、撰写开题报告 10000 字以上与课题有关的外文资料翻译 课题总体方案设计 课题硬件系统设计 课题控制器部分 VHDL 的设计 课题系统调试 撰写毕业设计说明书 教师评阅设计，学生进行总结、准备答辩 学生查重、答疑、交叉评阅 毕业设计答辩

5

参考文献

[1] 温熙森，徐永成，易晓山，陈循.智能机内测试理论与应用[J].北京：国防工业出版社，2001,1. [2] 陈圣俭，张胜满，周燕，陈健. 基于 IEEE 1149.4 标准的混合电路测试系统设计[J]. 计算机测量与控 制，2009, 17(9):1673-1675. [3] 张西多. 基于 IEEE1149.4 标准的混合电路边界扫描测试技术与方法的研究 [D]. 长沙: 国防科技大 学, 2005. [4] 葛青，陈光. PCI-1149.1 边界扫描主控器的设计[J]. 电子测量与仪器学报, 2006, 20(4): 69-72. [5] 曾天翔. 电子设备测试性及诊断技术[M]. 北京：航空工业出版社, 1995. [6] 雷加, 苏波. 基于IEEE1149.4标准TAP控制器的设计[N]. 仪器仪表学报. 2007.4: 298~299. [7] 黄彩, 汪滢. 数模混合电路测试方法的研究[N]. 仪器仪表学报. 2005:149. [8] 刘思久 , 于德伟 , 罗艳 . 基于虚拟仪器的 PCB 数字功能模件的测试 [N]. 哈尔滨理工大学学报 . 2005,10(6):112~116. [9] L.Yanping, L.Jia. Design of analog test hardware platform based on IEEE 1149.4 [C]. International Conf. on Electronic Measurement & Instruments, pp.873-876, 2009. [10] IEEE Std 1149.5: Standard for module test and maintenance bus (MTM-Bus) protocol, 1995. [11] C.Xing, H.Kaoli, L.Guangyao, et al. Analysis of development of boundary scan from standard 1149.1 to 1149.7 [J]. Computer Measurement & Control, 2009, (8): 1-5. [12] L.Whetsel. An IEEE 1149.1 based test access architecture for ICs with embedded cores [C]. International Test Conference, pp.69-70, 1997. [13] IEEE Std 1149.4: IEEE standard for a mixed signal test bus. IEEE Computer Society, 2010. [14] IEEE Std 1149.1-1990: IEEE standard test access port and boundary-scan architecture. IEEE Computer Society, 1990.

指导 教师 批阅 意见

指导教师(

签名):

年

月

日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6fh1.html