强大的JTAG边界扫描2-BSDL文件

1. 什么是BSDL文件？

上一篇文章，我们介绍了JTAG边界扫描的基础知识，今天我们来看看边界扫描测试必须使用到的一个文件，BSDL文件。BSDL，Boundary Scan Description Language的缩写，即边界扫描描述语言，属于VHDL的一个子集，内容符合VHDL的语法标准，用于描述JTAG在指定设备中的实现方式，只要设备符合JTAG标准，那么它必须具有对应的BSDL文件。BSDL文件主要包括以下信息：

• 当前芯片所支持的最大TCK频率

• 定义了管脚的名称和序号

• 定义了电源、时钟、配置、IO管脚等等。每个管脚的类型，如VCC、GND、CLK，管脚的名称及序号

• 所有可用命令寄存器

• 所有可用的数据寄存器，包括可能的预设值，例如：器件的IDCODE

BSDL目前有两种标准IEEE 1149.1和IEEE 1149.6。IEEE 1149.6在IEEE 1149.1标准的基础上丰富了一些内容，它可以兼容IEEE 1149.1。

2. BSDL文件的获取

方式1：BSDL Library

https://www.bsdl.info/ 这个网站几乎包括所有支持JTAG芯片的BSDL文件，超过100家半导体公司的上万款芯片，包括MCU、DSP、PowerPC、CPLD、FPGA等，现在还在持续更新中。支持通过芯片型号或IDCODE搜索对应的BSDL文件，可以在线进行预览，非常方便

方式2：各芯片的官方网站

在各大芯片厂商的官方网站一般会提供BSDL文件，下面以Xilinx、Altera、Microsemi、ST意法半导体为例，介绍如何获取BSDL文件。

Xilinx FPGA BSDL文件获取

Xilinx CPLD/FPGA BSDL文件一般位于开发环境ISE或Vivado安装路径下：ISE 14.7对应路径为，例如Artix-7系列XC7A100T的BSDL文件位于：

Xilinx14.7ISE_DSISEartix7data Vivado 2018.3对应路径如下：

VivadoVivado2018.3ids_liteISEartix7data 除了开发环境的安装目录，Xilinx还在官方网站上提供有各系列FPGA的BSDL文件下载：

https://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/en/downloadNav/device-models/bsdl-models/artix-series-fpgas.html

Altera FPGA BSDL文件获取

由于我的电脑没装Quartus开发环境，所以不确定BSDL文件是否能在安装路径下找到，Altera官方网站也可以进行下载：IEEE 1149.1 BSDL 文件下载

https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/support/programmable/support-resources/board-layout/bsd-11491.html IEEE 1149.6 BSDL 文件下载

https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/support/programmable/support-resources/board-layout/bsd-11496.html

Microsemi FPGA BSDL文件获取

Microchip（Microsemi）FPGA的BSDL模型下载地址：

https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1717-bsdl-models

ST MCU BSDL文件获取

意法半导体MCU的BSDL文件可以到官方网站搜索BSDL，就会弹出对应系列的BSDL文件包。部分系列的BSDL文件下载地址：

STM32F1: https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/ecad_models_and_symbols/bsdl_model/75/4a/50/d0/ad/aa/49/92/stm32f1_bsdl.zip/files/stm32f1_bsdl.zip/jcr:content/translations/en.stm32f1_bsdl.zip STM32F2: https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/ecad_models_and_symbols/bsdl_model/e9/d6/86/75/13/99/46/c8/stm32f2_bsdl.zip/files/stm32f2_bsdl.zip/jcr:content/translations/en.stm32f2_bsdl.zip STM32F17: https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/ecad_models_and_symbols/bsdl_model/ad/a6/69/0f/70/95/49/92/stm32f7_bsdl.zip/files/stm32f7_bsdl.zip/jcr:content/translations/en.stm32f7_bsdl.zip

3. BSDL文件示例

下面是Xilinx CPLD XC95144的BSDL文件的部分内容：

-- --BSDLFilecreated/editedbyBCADBSDEditorVersion3.1 -- --BSDE$Header:/devl/xcs/repo/env/Jobs/iMPACT/data/xc9500/xc95144.bsd,v1.22000/10/240057sanjaysExp$ --BSDEXilinx144macrocellFastFLASHISPCPLD entityXC95144is generic(PHYSICAL_PIN_MAP:string:="DIE_BOND"); port( PB00_00:inoutbit; PB00_01:inoutbit; PB00_02:inoutbit; ........ VSSINT_4:linkagebit; VSSIO_1:linkagebit; VSSIO_2:linkagebit; VSSIO_3:linkagebit; VSSIO_4:linkagebit; VSSIO_5:linkagebit; VSSIO_6:linkagebit; VSSIO_7:linkagebit; VSSIO_8:linkagebit; VSSIO_9:linkagebit ); useSTD_1149_1_1990.all; attributePIN_MAPofXC95144:entityisPHYSICAL_PIN_MAP; constantDIE_BOND:PIN_MAP_STRING:= "PB00_00:PAD25,"& "PB00_01:PAD18,"& "PB00_02:PAD19,"& "PB00_03:PAD27,"& "PB00_04:PAD21,"& "PB00_05:PAD22,"& "PB00_06:PAD32,"& "PB00_07:PAD23,"& "PB00_08:PAD24,"& "PB00_09:PAD34,"& ........ "VSSIO_3:PAD51,"& "VSSIO_4:PAD80,"& "VSSIO_5:PAD99,"& "VSSIO_6:PAD110,"& "VSSIO_7:PAD120,"& "VSSIO_8:PAD137,"& "VSSIO_9:PAD160"; attributeTAP_SCAN_INofTDI:signalistrue; attributeTAP_SCAN_OUTofTDO:signalistrue; attributeTAP_SCAN_MODEofTMS:signalistrue; attributeTAP_SCAN_CLOCKofTCK:signalis(1.00e+07,BOTH); attributeINSTRUCTION_LENGTHofXC95144:entityis8; attributeINSTRUCTION_OPCODEofXC95144:entityis "BYPASS(11111111),"& "CONLD(11110000),"& "EXTEST(00000000),"& "FERASE(11101100),"& "FBULK(11101101),"& "FPGM(11101010),"& "FPGMI(11101011),"& "FVFY(11101110),"& "FVFYI(11101111),"& "HIGHZ(11111100),"& "IDCODE(11111110),"& "INTEST(00000010),"& "ISCEN(11101000),"& "SAMPLE(00000001),"& "USERCODE(11111101)"; attributeINSTRUCTION_CAPTUREofXC95144:entityis"000XXX01"; attributeINSTRUCTION_DISABLEofXC95144:entityis"HIGHZ"; attributeIDCODE_REGISTERofXC95144:entityis "0010"&"1001010100001000"&"00001001001"&"1"; attributeUSERCODE_REGISTERofXC95144:entityis "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"; attributeREGISTER_ACCESSofXC95144:entityis "BYPASS(CONLD,HIGHZ),"& "ISCENABLE[12](ISCEN),"& "ISCONFIGURATION[27](FERASE,FBULK,FPGM,FVFY),"& "ISCDATA[10](FPGMI,FVFYI)"; attributeBOUNDARY_CELLSofXC95144:entityis "BC_1"; attributeBOUNDARY_LENGTHofXC95144:entityis432; attributeBOUNDARY_REGISTERofXC95144:entityis "0(BC_1,*,internal,X),"& "1(BC_1,*,internal,X),"& "2(BC_1,*,internal,X),"& "3(BC_1,*,controlr,0),"& "4(BC_1,PB07_16,output3,X,3,0,Z),"& "5(BC_1,PB07_16,input,X),"& "6(BC_1,*,controlr,0),"& "7(BC_1,PB07_15,output3,X,6,0,Z),"& "8(BC_1,PB07_15,input,X),"& "9(BC_1,*,controlr,0),"& "10(BC_1,PB07_14,output3,X,9,0,Z),"& ...省略部分... endXC95144;

4. BSDL文件的应用

BSDL文件可以在一些边界扫描的软件中被使用，如XJTAG，TopJTAG等等，通过加载对应的BSDL文件可以实现对芯片外部所有管脚的读取和控制。具体使用方法，我会在后面的文章介绍。