試想這樣一個場景，我們新設計了一款集成了很多芯片的板卡，包括BGA封裝的微控制器，如FPGA/MCU，還有LED、按鍵、串口、傳感器、ADC等基本外設。

我們需要測試一下硬件電路工作是否正常、焊接是否良好，通常我們會寫個測試代碼，比如控制LED閃爍，讀取按鍵的輸入，串口收發一些數據，然后把程序燒錄進去，看看現象是否和我們設計的一致。

當現象和設計不一致時，是代碼設計的問題、還是硬件原理的問題、又或者是焊接的問題呢？應該如何一一排除呢？

這里就可以使用JTAG邊界掃描的測試方法，來驗證到底是哪里出的問題，因為JTAG邊界掃描不需要寫任何代碼，只需要一個BSDL文件，就可以控制和讀取芯片的任意管腳。

下面我們以意法半導體 MCU STM32F103為例，配合JLink，演示JTAG邊界掃描的應用。

1. 獲取芯片的BSDL文件

獲取意法半導體MCU的BSDL文件，可以到官方網站搜索BSDL，就會彈出對應系列的BSDL文件包。

下載到本地之后解壓，可以看到很多BSDL文件，我們開發板上的芯片型號是STM32F103ZET6-LQFP144，屬于大容量芯片，所以BSDL文件對應的是：

STM32F1_High_density_LQFP144.bsd

2. 硬件連接

使用排線連接JLink和開發板的JTAG接口。

hw

并確保設備管理器里JLink驅動被正確識別。

3. 邊界掃描測試

打開TopJTAG Probe軟件之后，先創建一個工程，并選擇JTAG設備類型，這里我們使用的是JLink。

如果硬件連接正確，驅動安裝正常，軟件會自動識別到連接的芯片。

指定芯片所對應的BSDL文件，這里我們選擇上一步下載的STM32F1_High_density_LQFP144.bsd文件，并進行IDCODE校驗。

如果IDCODE不匹配，說明選擇的BSDL文件錯誤，之后就進入到邊界掃描測試界面了。

點擊Instruction按鈕，可以選擇三種測試命令：

• BYPASS：旁路掉當前器件，在菊花鏈拓撲方式時，跳過當前器件
• SAMPLE：采樣模式，可以對所有管腳的狀態進行讀取，可以統計電平翻轉的次數，或者以波形方式顯示實時狀態
• EXTEST：可以任意的控制所有外部管腳的狀態，可手動指定為高低電平，高阻態。

這里我們選擇SAMPLE模式，點擊RUN按鈕，可以看到芯片所有的管腳實時狀態，

在Pins窗口，可以看到所有管腳的實時狀態，選中一個管腳，可以把它添加到Watch窗口，或者Waveform窗口。

切換到EXTEST模式，可以手動設置管腳的高低電平或高阻狀態。

Watch窗口信號的還原能力，完全取決于JTAG_TCK的頻率，即管腳信號的采樣時鐘。

4. 總結

通過邊界掃描可以快速的判斷文章開頭提到的幾個問題，如果使用邊界掃描的方式，發現讀取和控制管腳的狀態不對，那么可以判定是焊接的問題，通過編程，甚至可以按照一定的時序來控制管腳的狀態，從而達到控制外部器件的目的。

總之，邊界掃描是一種非常實用的測試方法，在電路板生產制造、芯片設計、芯片封測等方面都有很廣泛的應用。