图2 标准边界扫描结构
总体设计方案
便携式边界扫描故障诊断仪需要根据被测系统电路的描述文件生成边界扫描测试矢量，然后转换为IEEE1149.1边界扫描测试总线信号自动加载到被测系统中，同时从TDI引脚自动读取边界扫描测试响应进行分析处理，根据边界扫描相应算法作出故障诊断决策及定位隔离，最后通过LCD显示诊断结果。本文采用片上可编程系统解决方案将便携式故障诊断仪进行软硬件协同设计在一片FPGA上，使所设计的电路系统在其规模、可靠性、体积、功耗、上市周期、开发成本、产品维护及硬件升级等多方面实现最优化（整体结构示意图如图3所示）。
图3 便携式边界扫描故障诊断仪电路结构示意图
硬件设计
本文采用Altera公司嵌入软核Nios处理器的FPGA作为载体来实现边界扫描故障诊断仪的SOPC系统。边界扫描故障诊断仪主要实现边界扫描测试矢量的生成、JTAG总线信号发生器、边界扫描故障诊断应用软件、故障显示等功能，是便携式边界扫描故障诊断系统的核心。利用SOPC Builder创建Nios软核CPU并进行参数化配置，同时构建储存器、计时器、LCD接口组件、IEEE1149.1测试总线用户逻辑为一体的SOPC系统，边界扫描故障诊断片上可编程系统内部模块配置图如图4所示。
图4 边界扫描故障诊断SOPC系统内部模块配制图
本文利用向导式界面灵活定制边界扫描故障诊断系统，采用标准型Nios II软核处理器，并添加了4K字节的指令缓存
