基于JTAG的板级互连测试技术的研究.docx

天津理工大学 硕士学位论文基于JTAG的板级互连测试技术的研究姓名：薛鹏申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：张宝峰20061201摘要激光切割雕刻机是集机、光、电等技术于一体的咼技术，具有咼速、咼效率、咼精 度和无污染等优点，并广泛应用于汽车、半导体元器件、模型制造等领域中在激光切 割雕刻机研制过程中，其硬件设计是基于T I公司的"1 3 t S 3 2 0 DM 6 4 2高性能D S P芯 片1和ERAC y c 1 o n e系列FPGA芯片，E卩刷电路板设计复杂，针对硬件电路的具体情况，对激光切割雕刻机印刷电路板故障诊断技术进行了研究，有效的解决了印刷电路板的 故障检测等问题主要对基于J TAG的激光切割雕刻机硬件电路板的故障诊断算法、印刷电路板 的可测性设计及上微机软件设计等方面做了重点研究最终样机系统的软、硬件联机测 试表明，该方法在激光切割雕刻机硬件电路板的故障诊断中，基本达到预期设计要 求具体研究内容如下：1、 研究了在激光切割雕刻机硬件电路板采用基于J TAG技术的诊断方法，并对J TAG 关键技术问题进行了深入分析研究；2、 针对基于DM 6 4 2和FPGA的激光切割雕刻机高速印刷电路板，对传统测试算法进 行研究分析，并研究了两种适用于该硬件电路板的优化算法，联机测试结果表明，该算法明显优于传统算法；3、 对激光切割雕刻机高速印刷电路板的可测性设计进行研究：4、 对激光切割雕刻机上微机软件测试系统的实现进行深入研究，设计并实现了一套以计算机为平台，通过B y t e B 1 a s t e r并行下载电缆实现P c机并口与目标板J TAG 螯理，依靠软件实现数据通信和对电路板故障诊断的边界扫描测试系统。

通过对该系统 的软、硬件联机测试，其结果表明，该系统基本可以完成对激光切割雕刻切割机的 故障诊断任务，达到预期要求关键字：激光切割雕刻机边界扫描测试算法ABSTRACTABSTRACTLasercarvingandcuttingmachinej^ahigh — thchproductwhichinclud esprecisionm e c h a n i s m、opt icsandelectrics, i t ha smanyme r i t s i n c 1 u d i n g h i g h — .spqed、gi'eatef.ficienciy、 ,, 丄. t 丄〔 i 11 1 i g n 一 preci s lonandnopol 1 u t 1 o n . Ithasalsobee P eg E c*e 4 Wi k r^o Q J 1X1 i k^i 活曲 e t P S^uQ' V iU i 母 e Q 胆 g h & 21 ® s4e 4 (PatPi^ngand cu t tingmachine, thedes i gnofhardware i sba s edonTMS320DM642h i gh — powe redDSPo fTI andFPG A o fALTERACyc 1 one, t hedesignofpri nt e d c i r c u itb oard(PCB) i 用屏 red EXE eOc^l ? J tP ixf, 3 & scech F 0 h，t 坯 J 19 1^ i 41 f a u 1 t d i a g n o s i s te c h n i q u e o f 1 a se r c ar v i n g a n dcut tingm a c hi n e P C B ,and e f fecti v e 1 y r eS o 1veth ePr ob1 ei m s0f thePC B f au 1 t d i a gn0sis.Theart i c 1ewi 1 1 h aVeemphasesre s earch o nth e0n 1i n efa u1td i ag n o s isa r i t h m e tico f 1 a serc a r vi n g m a c h ineP C B, theme n s u r a b i1 i ty d es i gno fth eP C Ban dthe s of t w a re o f耳 modC. T h e f i n. e I m a c1.1neon1 i n e d eb ug di SP1ayt hemeth 0d i ni 几！ 3 H i】ntedp 匕色禺 si h § 1P efa 】n 先■& irpca 査耳 & r? (Peg i g n d e mand. Thema inf esearchworks SSfol lows：1、 Research thedi a g n o s i s t e c h n i q u e w h i c h i sbasedonJTAGinl asercarvingandcuringmachinePCB, andmake thedeep 1 yana 1 ys i sresearcho nt hekeytec h n i c a 1 p rob 1 emo f J TAG；2、 Contrapose thelasei'carvin 呂 andcurin 呂 machF P G」，2 i? a 耳 G zft V h^e \ PaQ t^i b n^a ?击 o 4 rP N 0 e°s 2 a*r Q w o o p t i m i z a t ionalgo r i thmswhichi s s u i tabletothePCB.the re su 1 t o f o n — 1 inedebugd i splaytheopt i m i z a t i o n a 1 g o r i t h m s i sbetterthanthetraditional h m s ；3、 Resn d c u t4、 R e s ei n gm a c h i netarchthePCsof twaretes t i n g s y s t e m o f t h e 1 aSercarvingandcurcht hemensurabi 1 i ty des i g n oft helaSercarvinga g m a c h i n e P C B ；e . d e s i g nt h e s y s temwhichusesPCaspla t1 S rfce Q iPh^e it the O' P iYnelo ? a^r % F Pe^l 5 Q r】t k i?_dlj h A (P, Q … JfrffbH trflelhQ »h敲也 at=t' ]a 倘j 仔 p Qe mj^nht h e f athe sv stem C*a n a c h i e v apt h e_o nil iuHt iO g mS c hl n eS O I T 11b a S i c a 1 1 y a ttadf s tgn&mpnt h e S J S t C Hl 0i nost i o ni

与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意张撇储獅2苗多甜啪2 中/月多日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨盗墨兰盘堂有关保留、使用学位论文 的规定特授权墨盗垄兰盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编， 以供查阅和借阅同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子 文件保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名 导师签名：邓啤签字日期：唧年，月多目签 字日期：硏/月/日第一章引言第一章引言1. 1激光雕刻切割技术的发展背景及项目研究意义激光是上世纪三大发明之一，由美国人梅曼于1 9 6 0年在加州休斯研究实验室发现， 激光的发现使激光雕刻切割技术的出现和发展成为可能现在激光己广泛地应用于各种 材料的加工，这是由于激光的热影响区小、光束方向性好、光束斑点能聚焦到波长级、 能进行选择性加工及精密和超精密加工概括起来，激光主要具有单色性、相干性、方 向性和高能量密度等四大特性…激光切割雕刻是激光束与物质相互作用的过程，是激光技术最重要的应用之一，它 是一门综合性的应用技术。

激光切割雕刻技术涉及机、光、电、材料、计算机、控制技 术等广泛领域，是随激光器的发明而逐步发展成熟的一项加工技术，其广泛应用于汽车、 半导体元件、模具制造等生产中激光切割雕刻机的发展主要是源于传统机械雕刻切割技术的缺陷，得益于激光雕刻 切割技术的优势与传统的激光雕刻切割技术相比，具有生产成本低、消耗小、加工强 度大和无污染等优点…自上世纪8 0年代中期诞生第一台二氧化碳激光雕刻机以来，激光雕刻机的发展主 要经历了以下三个发展阶段；第一阶段：二氧化碳激光雕刻机实际上是用激光作为光笔的放大尺，用一脚踩开关 控制光笔工作，可以用来复制书法、曲线图像和人像这是一种简单的原始的二氧化碳 激光切割雕刻机，成本低廉第二阶段：二氧化碳激光稚刻机是用来雕刻木刻图形的，用单板机控制光斑在X、Y 平台上逐线扫描在原稿亮处激光器关闭，原稿暗处激光器打开，从而加工出黑白图形 这种雕刻机加工方式单一，无法解决图像的放大与缩小第三阶段：二氧化碳激光雕刻机则用个人计算机代替单板机或个人计算机与单片机相结合的方式，因而称之为微机控制的二氧化碳激光雕刻机由于个人计算机对图形处理能力的增强，这阶段的二氧化碳激光雕刻机可以处理各种图形，并具有清扫、勾边、 位图三种加工方式。

在图形处理过程中，将图形处理成各个像点和灰度等级，经抖动法 处理将不同等级的灰度转变成黑点子密度，从而使信息容量大为压缩加工工件时，遇 到图像上黑点的位置，计算机打开激光器开关，发出一个激光脉冲并在工件上打上一个 黑点子，从而得到十分相似由明暗的点子组成的图像随着光子技术的发展，激光雕刻切割技术将有更大的发展空间，将会在更广泛的领 域中为人类服务，因此，研究开发高速激光切割雕刻机具有很大的社会效益和经济。