基于SQLite的邊界掃描測試鏈路自動生成研究與實現

侯杏娜 陳壽宏 顏學龍

摘 要： 為了提高邊界掃描測試效率，提出一種基于嵌入式開源數據庫SQLite的邊界掃描測試鏈路自動生成方法。根據邊界掃描編譯結果得到SQLite數據庫的各個數據表數據，分析各表間的數據關系，結合邊界掃描矢量生成算法，從任意點隨機觸發，開始遍歷數據庫各表，引入模糊查詢模式更有效匹配各表關系，快速形成完整邊界掃描測試鏈。所設計的邊界掃描鏈路自動生成方法可替代人工生成鏈路方法，簡化測試準備和節省處理數據時所需時間，降低系統成本，具有較好的應用前景。

關鍵詞： 邊界掃描； SQLite； 鏈路生成； 數據表； 數據關系； 模糊查詢模式

中圖分類號： TN820.2?34； TN958 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）08?0064?04

Abstract： To improve the testing efficiency of boundary scan， an embedded open source database SQLite based method of automatic generation for boundary scan testing chain is proposed. The data of each data table in the SQLite database is obtained according to the compiling results of boundary scan， and the data relationships between tables are analyzed. Combined with the boundary scan vector generation algorithm， each table in the database is traversed from any randomly?triggered point. The fuzzy query mode is introduced to match the table relationships more effectively and form a complete boundary scan test chain rapidly. The designed boundary scan chain automatic generation method can replace the manual chain generation method， simplify the test preparation， save the data processing time， reduce the cost of the system， and has a good application prospect.

Keywords： boundary scan； SQLite； chain generation； data table； data relationship； fuzzy query mode

0 引 言

邊界掃描技術是新興的測試技術，它是一種在實際測試時不需借助復雜和昂貴裝置，并提出一種獨立于電路板技術的測試方法。邊界掃描測試系統主要包括硬件系統和軟件系統。軟件系統主要由測試矢量自動生成模塊和測試故障診斷模塊組成。在測試矢量生成的過程中邊界掃描測試鏈的形成是重要一環，它構成整個邊界掃描過程的基礎框架。由于整個邊界掃描系統存在信息量大，人工形成測試粗鏈的方式已無法滿足現代測試的要求的問題，本文針對該問題，根據編譯提取的信息存入SQLite嵌入式數據庫，建立相互聯系，從任意點隨機觸發，遍歷各關系數據庫，快速有效形成測試鏈。

1 自動生成掃描鏈路原理

用戶可以自定義一個描述該電路板上掃描鏈基本組成信息的文件，包含邊界掃描器件的BSDL文件名、電路板的網表文件名、掃描鏈的條數、每條鏈的TDI、TDO等端口號和含有邊界掃描的器件名。通過對該文件的編譯可以得到掃描鏈路的信息，然而由于文件需用戶自定義，所以稱之為手動生成掃描測試鏈路。通過對Protel網表信息以及BSDL信息進行梳理，建立關系，可以自動生成邊界掃描鏈。

首先，確定信息來源，通過Protel網表編譯及BSDL文件編譯，得到9張數據庫表，它們之間存在連接關系；然后，取用其中部分表數據作為自動生成掃描測試鏈的數據依據。應該注意的是有的數據表來自于Protel網表文件，而其余表格來源于BSDL文件，整個過程要在兩個不同的文件之間建立聯系，通過共同信息，引入模糊查詢機制，最大限度上匹配相關信息，形成鏈路信息，如圖1所示。

2 基于SQLite的Protel網表和BSDL文件數據表

因嵌入式數據庫SQLite可高效處理數據，且具有易用、小巧、開源、高效等特點，滿足設計要求，同時方便各模塊間數據的調用?？稍O計基于SQLite的數據庫表。

2.1 Protel網表文件數據表的建立

根據Protel網表文件自身構造特點，配合矢量生成信息需求，設立合適的數據庫表。這些數據庫表，具有易插入、適合矢量生成調用的特點。將Protel網表文件信息劃分為4張數據庫表，它們分別如表1～表4所示。

這些數據表共同屬于一個數據庫中，它們之間具有連接關系。通過表的相同信息建立聯系，分表描述，更有利于觀察其細節特征，方便矢量生成信息的提取。表1描述了Protel網表器件信息部分，包括器件名、封裝形式以及屬性等，主要在匹配規則時，進行動作插入數據庫，第一列描述的是每個器件的編號，以出現的先后順序進行編號；表2是對網絡連接關系中所用器件引腳號的分析，與表1建立關系，主要說明某個器件的某個管腳在網絡之中；表3是對網絡名的提取，為每個網絡編號；表4描述每個引腳在網絡中與其余引腳相連。

2.2 BSDL文件數據表建立

BSDL文件主要包含可測型器件的管腳映射、指令集、封裝等信息，其信息結構和規則位置相關。結合矢量生成的需求，將BSDL信息存儲于表5～表9中，各表之間通過共有信息直接或間接建立關聯。

3 測試掃描鏈自動形成

測試掃描鏈自動形成的流程圖如圖2所示。

首先選定一個可測性器件作為中心器件，向器件兩側展開。然后確定該器件的TDI，TDO管腳，先從TDO方向擴展，確定與TDO連接的管腳，判斷連接器件是否為可測件。如果不是，則該器件TDO方向鏈路結束；如果是判斷是否連接器件的TDI。找到連接器件的TDO，進行相同操作，直到TDO方向鏈路結束。返回核心器件，找到TDI，向TDI方向進行延伸，查找到TDI的連接器件是否為可測器件。如果不是，則該方向鏈路結束；如果是可測器件，查看是否連接TDO。查找連接器件的TDI，進行相同操作，直到找到非可測性器件，單鏈結束。

具體表的操作如下：首先從表5 BSDL器件類型表中任意取一個BSDL器件類型名以及對應的器件類型ID；到表1中查找之相匹配的Protel網表器件名，該器件作為中心器件，標記此條信息用過，取出器件名、封裝名以及器件ID；到表6中查找封裝ID，到表7中查找TDO，TDI引腳號，進入表2中查找TDO在Protel網表中的引腳ID，在表4中查找與TDO的引腳ID相連的網絡引腳ID，進入表2中取引腳號以及器件ID，進入表1取出封裝名以及器件類型名，在表5中，找到對應BSDL器件類型ID，進入表6找到封裝ID，根據所提供信息，進入表7查找引腳名是否為TDI或者TDO；如果是，則繼續重復操作上述步驟；如果不是則該鏈結束。

一個電路中可能有多條鏈路，當一條鏈結束后，將進行其他鏈路的生成，其流程如圖3所示。

在表5中取出BSDL器件類型，到表1中去匹配。當匹配到器件，且器件未被標記，說明還有鏈路存在，則調用圖3所示流程圖進行鏈路分析；當取出的BSDL器件類型匹配到的器件已經被標記，則繼續匹配下一個器件；當所有可以匹配到的器件均被標記，則循環在表5中取出下一條BSDL器件類型，再次進行上述同樣操作。如果循環表4、表5取出的BSDL器件類型，在表1中所對應的器件均被標記過，則表示該電路中沒有閑置的邊界掃描器件，即所有鏈路均被找出，則結束測試粗鏈自動生成，將所有鏈路信息存入對應的數據庫表中。數據庫表中描述的信息有：鏈路名字、鏈路BS芯片個數、芯片對應的BSDL名、芯片在鏈上的位置（從TDI到TDO編號）以及鎖鏈下一個芯片名（從TDI到TDO編號）。表格如表10所示。

4 結果驗證

在掃描鏈驗證過程中，以Demo板的用戶自定義TAP文件，作為比較對象，進行驗證。

圖4中所表示的數據結果信息是通過配置后調用掃描鏈自動生成程序得到的。它清晰反映了掃描鏈的鏈路信息。從數據庫可得，該測試板上有兩條鏈路：第一條鏈路由7個可測器件組成，按照TDI到TDO的連接方式，它們的先后順序為u2，u1，u3，u4，u5，u6，u10，并標注了每個可測性器件的BSDL器件名，通過比對，完全符合TAP表的內容；第二條鏈路由2個可測性器件組成，連接順序為u8到u7，同樣標注了BSDL器件名，比對后發現，與TAP文件具有同樣結果，但大幅縮短時間。

5 結 論

本文所設計的邊界掃描鏈自動生成方法通過對鏈路信息的研究，利用SQLite數據庫自動生成代替人工方式，快速生成相關鏈路。該設計具有通用性，快速準確，節約了時間，減少了人工成本，簡化了測試準備和節省處理數據時所需的時間，降低了系統成本，具有較好的應用前景。

參考文獻

[1] IEEE Standards Association. IEEE Std 1149.1?2001?IEEE standard test access port and boundary scan architecture [S]. [S.l.]： IEEE， 2001.

[2] 陳壽宏，顏學龍，黃新.基于IEEE 1149.7標準的CJTAG測試設計方法研究[J].電子技術應用，2013，39（1）：79?82.

CHEN Shouhong， YAN Xuelong， HUANG Xin. Research of the technology of CJTAG test method based on IEEE 1149.7 [J]. Application of electronic technique， 2013， 39（1）： 79?82.

[3] 陳壽宏，侯杏娜，韋翠榮，等.基于SQLite的邊界掃描互連測試矢量生成設計[J].計算機測量與控制，2015，23（6）：1854?1855.CHEN Shouhong， HOU Xingna， WEI Cuirong， et al. Design of boundary scan interconnect test vector generation based on SQLite [J]. Computer measurement &； control， 2015， 23（6）： 1854?1855.

[4] CHEN Shouhong， WANG Zhuang， HOU Xingna， et al. A general boundary scan test system based on EDIF netlist file transfer to Protel netlist file [J]. International journal of materials and structural integrity， 2016， 10（1）： 70?80.

[5] GEBREMESKEL U I， FERREIRA J M M. An IEEE 1149.x embedded test coprocessor [J]. Circuits &； systems， 2014， 5（7）： 170?180.

[6] UNGAR L Y. Boundary scan as a system?level diagnostic tool [C]// Proceedings of IEEE AUTOTESTCON. Anaheim： IEEE， 2012： 8?15.

[7] LO W H， HSIEH A C， LAN C M， et al. Utilizing circuit structure for scan chain diagnosis [J]. IEEE transactions on very large scale integration systems， 2014， 22（12）： 2766?2778.

[8] POMERANZ I. Built?in generation of functional broadside tests using a fixed hardware structure [J]. IEEE transactions on very large scale integration systems， 2013， 21（1）： 124?132.

[9] IEEE Standards Association. IEEE Std 1149.7?2009?IEEE standard for reduced?pin and enhanced?functionality test access port and boundary?scan architecture [S]. [S.l.]： IEEE， 2010.

[10] 譚劍波，尤路，黃新，等.邊界掃描測試技術[M].北京：國防工業出版社，2013.

TAN Jianbo， YOU Lu， HUANG Xin， et al. Boundary scan test technology [M]. Beijing： National Defense Industry Press， 2013.