边界扫描测试原理 14 -- BSDL 8 用户提供的 VHDL 包

边界扫描测试原理 14 – BSDL 8 用户提供的 VHDL 包

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用户提供的 VHDL 包

• 用户提供的 VHDL 包结构
• 单元描述常量
• 用户提供的 VHDL 包示例

用户提供的 VHDL 包结构

用户提供的 VHDL 包用于表示用户设计的边界寄存器单元的行为。它包括 VHDL 包部分和 VHDL 包体部分。与标准 VHDL 包相比，VHDL 包部分较简略，因为 BSDL 的定义在<标准使用声明>指定的标准包中提供。在 VHDL 包体中定义的单元名称（称为延迟常量）会被列出。

编写用户提供的 VHDL 包时，如果引用了在<标准使用声明>中指定的先前定义的标准包中未定义的结构（如 BSDL_EXTENSION），可能会导致错误。为避免此类错误，2001 年用户提供的包应该引用 STD_1149_1_2001。

示例 2-44

用户提供的 VHDL 包结构

<用户包> ::= package <用户包名称> is <标准使用声明>{ <扩展声明> }{ <延迟常量> }end <用户包名称> ;<用户包名称> ::= <VHDL 标识符><延迟常量> ::= constant <单元名称> : CELL_INFO;<单元名称> ::= <VHDL 标识符><用户包体> ::= package body <用户包名称> is<标准使用声明>{ <单元描述常量> }end <用户包名称> ;

请注意以下几点：

• <用户包名称>的值必须是唯一的。

• 所有<单元名称>的值必须是唯一的。

• <用户包>中的<用户包名称>的值必须与<用户包体>中的<用户包名称>的值相匹配。

单元描述常量

单元描述常量使用以下格式：

示例 2-45

单元描述语法

<单元描述常量> ::=constant <单元名称> : CELL_INFO := ( <捕获描述符列表> ) ;<单元名称> ::= <VHDL 标识符><捕获描述符列表> ::= <捕获描述符> { , <捕获描述符> }<捕获描述符> ::= ( <单元上下文>, <捕获指令>, <数据源> )<单元上下文> ::= INPUT | OUTPUT2 | OUTPUT3 | INTERNAL | CONTROL |CONTROLR | CLOCK | BIDIR_IN | BIDIR_OUT | OBSERVE_ONLY<捕获指令> ::= EXTEST | SAMPLE | INTEST<数据源> ::= PI | PO | CAP | UPD | ZERO | ONE | X

单元描述常量是由包含VHDL枚举类型的数据三元组组成的指定VHDL常量记录。例如，一个捕获描述符如下所示：

示例 2-46

单元描述示例 #1

(INPUT, EXTEST, PI)

可以理解为“对于用作输入单元（INPUT）的此单元，当EXTEST生效时，捕获触发器在CAPTURE-DR状态下加载并行输入（PI）数据。”

示例 2-47

单元描述示例 #2

(BIDIR_IN, INTEST, UPD)

可以理解为“对于用作双向单元且作为输入（BIDIR_IN）的此单元，当INTEST生效时，捕获触发器在CAPTURE-DR状态下加载更新触发器（或锁存器）数据（UPD）的值。”

示例 2-48

单元描述示例 #3

(OUTPUT2, SAMPLE, PI)

可以理解为“对于用作（两态）输出单元的此单元，当SAMPLE生效时，捕获触发器在CAPTURE-DR状态下加载并行输入（PI）数据。”

示例 2-49

单元描述示例 #4

(OUTPUT3, EXTEST, ZERO)

可以理解为“对于用作（3态）输出单元的此单元，当EXTEST生效时，捕获触发器在CAPTURE-DR状态下加载0（ZERO）数据。”

单元上下文值

表 2-4 列出了<单元上下文>值。

表 2-4

单元上下文元素值及其含义

单元上下文值	含义
INPUT	控制与观察输入单元
CLOCK	时钟引脚的仅观察单元（支持 INTEST 指令）
OUTPUT2	两态输出单元
OUTPUT3	三态输出单元
CONTROL	输出使能或方向控制单元
CONTROLR	在 TEST-LOGIC-RESET 预设/清除的 CONTROL
BIDIR_IN	作为输入的单元双向引脚
BIDIR_OUT	作为输出的单元双向引脚
INTERNAL	控制与观察内部单元，不与 I/O 引脚关联
OBSERVE_ONLY	仅观察单元，无控制能力，与 I/O 引脚关联

除了 BIDIR_IN 和 BIDIR_OUT 的<单元上下文>值之外，表 2-4 中的所有<单元上下文>值都映射到表 2-3 和支持文本中的同名<功能>值。BIDIR_IN 和 BIDIR_OUT 的<单元上下文>值都映射到<功能>值 BIDIR。BIDIR 单元的行为取决于它当前是设置为驱动数据输出（BIDIR_OUT）还是接收数据输入（BIDIR_IN），这由<控制单元>值识别的控制单元中包含的数据值决定。

数据源值

表 2-5 给出了<数据源>的值。图 2-5 提供了数据源可能性的通用模型。

表 2-5

数据源元素值及其含义

数据源值	含义
PI	并行输入
PO	并行输出（如果有驱动器，则为输出垫）
CAP	捕获触发器数据
UPD	更新触发器（或锁存器）数据
ZERO	常数 ‘0’
ONE	常数 ‘1’
X	未知数据
KEEPER	在禁用时弱驱动最近驱动的数据状态的输出

了解单元的上下文以解释数据源是很重要的。这种上下文决定了软件如何解释 PI 和 PO。

• 如果单元用作输入（或作为输入的双向作用），则必须将 PI 解释为其数据被捕获的系统引脚。

• 如果单元用作输出（或作为输出的双向作用），PI必须解释为来自系统逻辑的输出；在EXTEST期间，除非使用完整的系统逻辑仿真来预测系统逻辑输出，否则单元将捕获X。

• 如果单元用作输出，PO必须是系统引脚；在EXTEST期间，单元将捕获组件外的板级信号；当单元用作输入时，PO将捕获X。

显示 CAP 输入的边界寄存器单元的通用模型

语义检查

在以下表格中，L 表示合法。M 表示仅在合并单元的情况下合法。A 表示当单元是IEEE未强制规定的附加单元时合法。<捕获描述符>是一个(<单元上下文> <捕获指令> <数据源>)元素。一个非法的<捕获描述符>的示例是 (Input, Extest, UPD)。

表 2-6

语义检查

<捕获指令>	PI	PO	UPD	CAP	X	ZERO	ONE
<单元上下文> 为 INPUT、CLOCK 和 BIDIR_IN
EXTEST	L
SAMPLE	L
INTEST	L	L	L	L	L	L	L
<单元上下文> 为 OUTPUT2、OUTPUT3 和 BIDIR_OUT
EXTEST	L	L	L	L	L	L	L
SAMPLE	L
INTEST	L
<单元上下文> 为 CONTROL 和 CONTROLR
EXTEST	L	L	L	L	L	L	L
SAMPLE	L
INTEST	L		M
<单元上下文> 为 INTERNAL（见下文注释）
EXTEST	L	L	L	L	L	L	L
SAMPLE	L	L	L	L	L	L	L
INTEST	L	L	L	L	L	L	L
<单元上下文> 为 OBSERVE_ONLY
EXTEST	L
SAMPLE	L
INTEST	A

对于INTERNAL的<单元上下文>，<捕获描述符>值PI本质上与X相同，因为内部单元不捕获除常数0（ZERO）、1（ONE）或先前移入的值（CAP、UPD或PO）以外的任何内容。

在单个<捕获描述符列表>中，没有<单元上下文>值和<捕获指令>值的组合出现超过一次。

<用户包体>中的<单元描述常量>的<单元名称>值必须与<用户包>中的<延迟常量>的<单元名称>值匹配，其中<用户包体>和<用户包>指定相同的<用户包名称>。

在BSDL的1990版本中，RUNBIST指令作为<捕获指令>元素之一被包括在内，但在1994版本中未出现。这反映了RUNBIST可能会或可能不会引用边界寄存器的事实，并且RUNBIST_EXECUTION属性已被添加到1994版本中以描述RUNBIST的捕获行为。

用户提供的 VHDL 包示例

以下是一个描述两个新单元的用户提供的 VHDL 包示例。这些单元能够在某些情况下捕获常量（0 和 1）。例如，作为输出使用，在 EXTEST 期间，它们捕获常数数据而不是系统逻辑值（通常解释为 X）。通过在边界寄存器的输出单元位置使用这些单元，可以实现一个非正式的 ID 代码。它们将捕获一个由 1 和 0 位组成的模式。

示例 2-50

用户提供的 VHDL 包

-- 用户定义包，描述两个新单元package USER_PACKAGE is
use STD_1149_1_2001.all;           -- 获取 "Cell_info"" 的定义-- 边界单元延迟常量（在包体中定义）constant USER_0            :  CELL_INFO;
constant USER_1            :  CELL_INFO;
end USER_PACKAGE;                  -- 用户包结束package body USER_PACKAGE is       -- 用户边界单元use STD_1149_1_2001.all;constant USER_0 : CELL_INFO :=((OUTPUT2, EXTEST, ZERO),(OUTPUT2, SAMPLE, PI),(OUTPUT3, EXTEST, ZERO),  (INTERNAL, EXTEST, ZERO).(OUTPUT3, SAMPLE, PI),    (INTERNAL, SAMPLE, PI),(CONTROL, EXTEST, ZERO),  (CONTROLR, EXTEST, ONE),(CONTROL, SAMPLE, PI),    (CONTROLR, SAMPLE, PI),(CONTROL, INTEST, PI),    (CONTROLR, INTEST, PI) );constant USER_1 : CELL_INFO :=((OUTPUT2, EXTEST, ONE),(OUTPUT2, SAMPLE, PI),(OUTPUT3, EXTEST, ONE),   (INTERNAL, EXTEST, ONE),(OUTPUT3, SAMPLE, PI),    (INTERNAL, SAMPLE, PI),(OUTPUT3, INTEST, PI),    (INTERNAL, INTEST, PI),(CONTROL, EXTEST, ONE),   (CONTROLR, EXTEST, ONE),(CONTROL, SAMPLE, PI),    (CONTROLR, SAMPLE, PI),(CONTROL, INTEST, PI),    (CONTROLR, INTEST, PI) );end USER_PACKAGE;     -- 用户包体结束