边界扫描在线缆测试中的应用

边界扫描在线缆测试中的应用

程玉强

中国电子科技集团有限公司第 38研究所 230088

摘 要：针对传统的电缆检测，如采用万用表、试灯、兆欧表等设备逐点检测电缆中每条电线的通断及绝缘特性的方法，检测效率较低，而且易造成错检、漏检，无法满足生产和使用的要求。本文设计出一种计算机和边界扫描相结合的线缆故障检测系统方案，并阐述了测试原理和系统组成结构。

关键词：电缆检测 边界扫描 自动测试

1 引言

随着测试技术的发展，边界扫描测试技术以其非常高的故障覆盖率、故障诊断时间短、设备量低、成本低、测试工程开发简单等优势，越来越广泛的应用于电子测试中。

随着武器装备的现代化，线缆的使用也呈现多批量、多品种、多芯数，测试也愈发的困难。急需一种能实时、高效准确测量线缆通断、短路、错接性能的测试方法。本文根据电线电缆测试技术的发展及工作现场的实际需要，设计了一种电缆组件快速测试系统。该系统以边界扫描技术为基础，利用边界扫描器件为接口电路，从而实现多种电缆的测试，检测电缆的通断、错接、短路的情况，从而达到快速检测电缆联通性能的目的。

2工作原理及电路设计：

2.1 系统原理描述

该测试系统由上位机、测试底板、适配器等组成。测试底板主要由边界扫描器件，测试插槽组成，其中测试插槽中包涵成组常用的各种连接器，测试原理如下图所示：

2.2 测试底板

测试底板以一块大规模集成电路EP10K50为核心，若干路TTL输入输出接口，TTL输入输出接口均与FPGA相连。从FPGA输出的信号，通过接口电路，经被测电缆，返回到FPGA中.

3系统应用举例

以J30J-21电缆为例，说明边界扫描测试的开发流程，该测试系统主要由装有ScanWorks软件的上位机，边界扫描控制器和JTAG桥组成。由于该测试底板只包涵一块FPGA，若干路TTl输入输出接口，TTl输入输出接口均与FPGA相连。从FPGA输出的信号，通过接口电路，经被测电缆，返回到FPGA中，因此仅需进行SPV测试以及互连测试。

3.1扫描链完整性测试

分析原理图找到扫描链路后，输入该被测板上边界扫描器件的BSDL文件，这里，必须注意BSDL文件是由器件厂商提供，语法和语义有存在错误的可能，因此要校验BSDL文件的正确性，当确定无误，输入所有相关信息后，即可进行扫描链完整性测试。如下图所示。

扫描链完整性测试

扫描链测试通过

如上图，该测试系统扫描链完整性测试通过。

3.2互连测试

扫描链测试通过后，再对其执行互连测试。互连测试用来检查电路板上各个网络连接是否正常，是否存在固定逻辑故障、开路故障和短路故障等，它是该测试系统主要完成的功能，具体有以下几个步骤：

输入网表文件：网表文件描述了电路板上各器件之间的电气连接关系，每个网络连接均由器件号与网络号加以描述。经过软件编译生成的*.nod格式的文件就是下面进行互连测试的基础。

输入网表文件

定义电源和接地网络：通过定义电源和接地网络，软件可以识别电路板上的电阻是上拉、下拉还是串联状态，我们选择将所有节点列出，然后将电源和接地网络分别添加进“Power”和“ Ground”框内。

对器件建模：该测试系统为能实现良好的可扩展性，将背板各连接器的位置定义为一个芯片D5，这样在对不同的电缆进行测试时，只需将该芯片模型进行相应的修改即可。

执行互连测试：模型导入后，将已经生成的BSDL信息、扫描链信息、网表信息整合起来，通过软件的“Build”功能编译得到互连测试报告。

4结束语

本文结合线缆自动测试需求，给出了线缆测试的方案，解决了生产中电缆测试的瓶颈。该自动测试系统，很大缩短了测试时间，提高了测试效率, 具有较高的实用价值。

参考文献：

[1] 刘强. 一种线缆测试试验台的设计[J].科技创新导报 2011.27。

[2] 谷玉海，冀欣等. 多芯线缆自动测试仪系统研制[J]. 仪表技术与传感器2014.11