RT1170基于Lauterbach的Boundary Scan-JTAG 边界扫描与引脚自动化控制

Boundary Scan（边界扫描）是基于 IEEE 1149.1 JTAG 标准的硬件测试技术，可直接控制 MCU 外部引脚电平、检测引脚状态与电路板互联情况，无需复杂接线或芯片拆卸，是嵌入式硬件调试、故障定位与量产测试的高效方案。本文基于 NXP MIMXRT1170-EVK revC1 开发板与 Lauterbach LA3050 仿真器，详解边界扫描的硬件适配、TRACE32 软件配置、BSDL 文件使用及自动化脚本开发，实现 RT1170 外部引脚的精准控制与板载器件的自动化测试。

资料获取：RT1170 基于lauterbach的Boundary Scan

1. 核心优势与环境准备

1.1 RT1170 边界扫描核心优势

与 RT10XX 系列芯片不同，RT1170原生支持 SWD/JTAG 双模式，无需修改 Fuse 位或芯片配置，直接可通过 JTAG 接口实现边界扫描，大幅简化硬件改造流程，仅需做简单的板级电路隔离即可开展测试。

边界扫描核心功能：

引脚电平控制：直接通过软件指令设置 RT1170 任意 GPIO 引脚的高低电平，控制板载 LED、继电器等器件；
状态检测：读取引脚输入状态，检测电路板互联是否正常、外部器件是否有效；
批量测试：通过自动化脚本实现多引脚、多场景的一键测试，提升量产与调试效率。

1.2 软硬件环境完整准备

（1）硬件清单

主控板：MIMXRT1170-EVK revC1 开发板；
仿真器：Lauterbach LA3050（支持 JTAG 边界扫描，标配 TRACE32 软件）；
辅助工具：万用表（验证引脚电平）、杜邦线（JTAG 接口连接）；
核心接口：RT1170-EVK 的 J1 接口（JTAG 专用接口，用于连接 Lauterbach）。

（2）软件与配置文件

仿真软件：Lauterbach TRACE32 ICD Arm USB（LA3050 配套软件，自带 JTAG 与边界扫描指令集）；
BSDL 文件：i.MXRT1170_BSDL.bsdl（芯片边界扫描描述文件，解析引脚与扫描寄存器映射关系）；
脚本支持：TRACE32 原生支持.cmm 格式脚本，实现自动化边界扫描操作。

（3）关键文件下载

RT1170 BSDL 文件：NXP 官网下载，需放置到 TRACE32 安装根目录（如 C:T32）；
TRACE32 软件：Lauterbach 官方提供，需与 LA3050 仿真器型号匹配，安装后自动配置 JTAG 驱动。

2. 硬件适配：RT1170-EVK 板级改造（核心：隔离干扰）

RT1170-EVK 板载有调试器与相关电阻，会对 JTAG 引脚产生信号干扰，需做简单的硬件改造，实现JTAG 信号隔离与板载调试器断连，确保 Lauterbach 仿真器独占 JTAG 接口，改造共两步，无复杂焊接：

2.1 移除干扰电阻，隔离 JTAG 信号

去掉板载 4 个电阻，禁止外部电路对 JTAG 相关引脚的信号干扰，电阻编号为：R187、R208、R195、R78（具体位置参考 RT1170-EVK 硬件手册，均为靠近 JTAG 接口的贴片电阻，直接拔除即可）。

2.2 断连接板载调试器，独占 JTAG 接口

断开板载调试器与 JTAG 总线的连接，拔下以下跳帽 / 连接器：J5、J6、J7、J8，彻底隔离板载调试器，避免与外部 Lauterbach LA3050 产生总线冲突。

2.3 JTAG 接口连接

将 Lauterbach LA3050 仿真器的 JTAG 线缆连接到 RT1170-EVK 的J1 接口，信号严格一一对应（TCK、TMS、TDI、TDO、GND），无需额外接电，仿真器通过 USB 为 JTAG 接口提供工作电源。

3. 软件配置：TRACE32 实现边界扫描基础操作

TRACE32 是 Lauterbach 的核心仿真软件，通过内置的边界扫描指令集，配合 BSDL 文件，可实现 RT1170 引脚的手动控制，核心分为环境初始化、BSDL 文件加载、扫描链验证、引脚电平控制四步。

步骤 1：启动 TRACE32 并初始化系统模式

连接 LA3050 仿真器到 PC（USB 口），确保硬件识别正常（无设备管理器报错）；

打开 TRACE32 ICD Arm USB 软件，进入主界面，在黄色命令输入框中输入以下指令，初始化边界扫描系统模式：

SYStem.Mode Down    # 设置系统为Down模式，专注边界扫描操作
BSDL.RESet           # 重置边界扫描配置，清除原有设置
BSDL.ParkState Select-DR-Scan  # 设置扫描寄存器Park状态，保证总线稳定
BSDL.state           # 打开边界扫描配置主窗口

指令执行后，软件将弹出独立的边界扫描配置窗口，用于后续 BSDL 文件加载与参数配置。

步骤 2：加载 RT1170 BSDL 文件

BSDL 文件是边界扫描的 “芯片字典”，包含 RT1170 所有引脚定义、边界扫描寄存器结构、JTAG IDCODE 等关键信息，必须正确加载：

将下载的i.MXRT1170_BSDL.bsdl文件复制到 TRACE32 安装根目录（如 C:T32），确保软件可直接识别；
在边界扫描配置窗口中，点击FILE → Select，选择上述 BSDL 文件，软件自动解析芯片信息；
在命令输入框输入软复位指令，让 BSDL 配置生效：
```
BSDL.SOFTRESET
```

步骤 3：验证边界扫描链（必做：确保硬件连接正常）

扫描链验证是检测 JTAG 连接、BSDL 文件是否匹配的关键步骤，需依次执行BYPASSall、IDCODEall、SAMPLEall三项测试，全部 PASS 表示硬件与配置无问题：

在边界扫描配置窗口中，点击Check → 依次选择BYPASSall、IDCODEall、SAMPLEall；
每项测试完成后，软件将在日志区提示PASS，其中：
- BYPASSall：验证 JTAG 扫描链通断，无信号中断；
- IDCODEall：验证读取的芯片 IDCODE 与 BSDL 文件定义一致，确认芯片型号匹配；
- SAMPLEall：验证边界扫描寄存器可正常采样，为引脚控制做准备。
若任意测试失败，需重新检查硬件连接（JTAG 线缆、电阻移除、跳帽断开）与 BSDL 文件路径。

步骤 4：手动控制 RT1170 外部引脚（以板载 D34 灯为例）

以控制板载 D34 灯对应的GPIO_AD_26引脚为例，实现引脚高低电平手动控制（1 = 灯亮，0 = 灯灭），核心是配置外部测试模式（EXTEST） 与数据写入模式：

在边界扫描配置窗口中，找到BSDLSET 1. 配置区，设置以下参数：
- Instructions：选择EXTEST（外部测试模式，用于控制外部引脚）；
- DR mode：选择Set Write（数据寄存器写入模式，可向引脚写入电平值）；
- Filter data：取消intern勾选（禁用内部寄存器过滤，启用外部引脚控制）；
在BSDL.state配置区，设置运行模式：
- 勾选SetAndRun、TwoStepDR（两步扫描模式，提升电平控制稳定性）；
- 点击RUN，应用所有配置；
控制引脚电平：在命令输入框输入指令，直接设置 GPIO_AD_26 电平：
- 灯亮：BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
- 灯灭：BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 0
验证：用万用表测量 GPIO_AD_26 引脚，电平变化与指令完全一致，板载 D34 灯随指令亮灭，说明引脚控制有效。

4. 自动化开发：.cmm 脚本实现引脚一键控制

手动输入指令效率低，TRACE32 支持.cmm 格式脚本，可将边界扫描的所有操作（初始化、配置、引脚控制、延时）编写为脚本，实现一键运行、自动化测试，以下以板载 D34 灯（GPIO_AD_26）自动闪烁为例，详解脚本开发与运行流程。

4.1 .cmm 脚本核心语法说明

TRACE32 的.cmm 脚本为简单的指令集脚本，无复杂语法，核心规则：

分号;开头为注释行，不执行；
直接调用 TRACE32 内置指令，与命令输入框指令一致；
WAIT X.s：延时 X 秒（X 为数字，如 1.s 表示延时 1 秒）；
BSDL.SET 1. PORT 引脚名电平：设置指定引脚的高低电平（0 = 低，1 = 高）。

4.2 板载 D34 灯自动闪烁脚本编写

实现功能：GPIO_AD_26 引脚高低电平交替切换，D34 灯闪烁 5 次，每次亮灭间隔 1 秒，脚本全程自动化运行，无需人工干预：

; 系统基础配置：JTAG模式、时钟、边界扫描初始化
SYStem.Mode Down
SYStem.CPU CortexM7
SYSTEM.CONFIG.DEBUGPORTTYPE JTAG  # 指定调试端口为JTAG
SYStem.JtagClock 1MHz             # 设置JTAG时钟为1MHz，保证信号稳定

; 边界扫描核心配置
BSDL.RESet
BSDL.ParkState Select-DR-Scan
BSDL.state                        # 打开边界扫描窗口
BSDL.FILE i.MXRT1170_BDSL.bsdl    # 加载RT1170 BSDL文件

; 边界扫描链验证：确保硬件与配置正常
BSDL.SOFTRESET
BSDL.BYPASSall
BSDL.IDCODEall
BSDL.SAMPLEall
BSDL.RUN                          # 应用验证配置

; 配置引脚控制模式：EXTEST外部测试+两步扫描
BSDL.SetAndRun ON
BSDL.TwoStepDR ON
BSDL.SET 1. IR EXTEST             # 选择外部测试指令
BSDL.RUN                          # 应用引脚控制配置

; 板载D34灯（GPIO_AD_26）自动闪烁：5次，间隔1秒
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 0
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 0
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 0
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 0
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 0
WAIT 1.s
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
WAIT 1.s

4.3 脚本运行与验证

在 TRACE32 软件中，点击File → New Script，新建空白脚本；
将上述代码粘贴到脚本编辑区，点击Save，保存为.cmm格式（如RT1170_LED_Blink.cmm），保存路径无限制；
进入DEBUG 模式，点击Script → Run，选择保存的.cmm 脚本，软件将自动执行所有指令；
验证效果：RT1170-EVK 板载 D34 灯按照脚本设定，自动闪烁 5 次，每次亮灭间隔 1 秒，无卡顿、无断连，说明自动化边界扫描测试成功。

5. 常见问题排查与避坑指南

5.1 TRACE32 无法识别 LA3050 仿真器

原因：仿真器驱动未安装、USB 线缆接触不良、仿真器供电不足；
解决：安装 Lauterbach 官方驱动，更换优质 USB 3.0 线缆，将仿真器直接连接到 PC 后置 USB 口（避免集线器）。

5.2 边界扫描链测试（IDCODEall/SAMPLEall）失败

原因 1：未移除干扰电阻（R187/R208/R195/R78），JTAG 信号受板载电路干扰；
原因 2：未断连接板载调试器（J5/J6/J7/J8），产生 JTAG 总线冲突；
原因 3：BSDL 文件路径错误，软件未正确加载；
解决：重新检查硬件改造点，确保电阻移除、跳帽断开；将 BSDL 文件放到 TRACE32 安装根目录，重新加载。

5.3 引脚控制无响应，电平无变化

原因 1：Instructions 未选择EXTEST，仍为默认模式，无法控制外部引脚；
原因 2：Filter data 未取消intern勾选，软件仅控制内部寄存器，不映射到外部引脚；
原因 3：引脚名输入错误（需与 BSDL 文件中的引脚名完全一致，区分大小写）；
解决：重新核对 BSDLSET 配置参数，确保 EXTEST 模式与外部过滤生效；对照 BSDL 文件检查引脚名。

5.4 脚本运行报错，指令无法执行

原因 1：脚本中存在语法错误（如指令拼写错误、延时格式错误，需为 X.s）；
原因 2：JTAG 时钟频率过高，信号传输不稳定（如设置 10MHz，超出 RT1170 支持范围）；
解决：检查脚本指令拼写，确保与 TRACE32 内置指令一致；将 JTAG 时钟降至 1MHz，提升兼容性。

5.5 部分引脚无法控制，提示 “未定义”

原因：BSDL 文件未包含该引脚定义，或引脚为芯片内部专用引脚，不支持边界扫描；
解决：对照 RT1170 数据手册，确认引脚为外部 GPIO 引脚；重新下载最新版 BSDL 文件，确保包含完整引脚定义。

6. 进阶扩展与实用场景

6.1 多引脚同时控制

在脚本中添加多条BSDL.SET指令，可实现多个引脚的同时电平控制，适用于多器件联动测试（如同时控制多个 LED、继电器），示例：

; 同时控制GPIO_AD_26（D34灯）亮、GPIO_AD_27（D35灯）灭
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_26 1
BSDL.SET 1. PORT GPIO_AD_27 0

6.2 引脚输入状态读取

除了输出电平控制，还可通过BSDL.GET指令读取外部引脚的输入状态，用于检测电路板互联是否正常、外部传感器信号是否有效，示例：

; 读取GPIO_AD_28引脚的输入状态，并打印到日志
BSDL.GET 1. PORT GPIO_AD_28 Pin_State
PRINT Pin_State  # 0=低电平，1=高电平，-1=读取失败

6.3 量产电路板互联测试

将脚本扩展为全板引脚测试脚本，依次检测所有 GPIO 引脚的输入 / 输出功能，验证电路板焊接、互联是否正常，实现量产时的自动化快速测试：

编写脚本，遍历所有板载外部引脚，依次设置输出电平并读取反馈；
添加故障判断逻辑，引脚状态异常时自动打印错误日志并停止运行；
配合 Lauterbach 量产测试平台，实现多块电路板的批量自动化测试。

6.4 兼容其他 RT1170 开发板 / 自定义板

本方案可直接迁移到 RT1170 自定义板或其他型号开发板，仅需两点适配：

根据硬件原理图，确定需要控制 / 检测的引脚名（需与 BSDL 文件一致）；
移除自定义板上的 JTAG 信号干扰电阻，断连板载调试器，确保 Lauterbach 独占 JTAG 接口。

RT1170 基于 Lauterbach LA3050 的 Boundary Scan 实现，核心优势是RT1170 原生支持 JTAG 模式，无需芯片配置修改，仅需简单的板级硬件隔离（移除干扰电阻、断连接板载调试器），配合 TRACE32 软件与 BSDL 文件，即可实现外部引脚的精准控制与自动化测试。

整个流程的关键节点：硬件干扰隔离是基础，确保 JTAG 信号无冲突；BSDL 文件正确加载是核心，实现芯片引脚与扫描寄存器的映射；自动化.cmm 脚本是效率提升的关键，实现一键测试，适配研发调试与量产场景。

该方案无需编写任何底层驱动代码，直接通过 TRACE32 内置指令实现引脚控制，操作简单、稳定性高，可广泛应用于 RT1170 硬件调试、电路板故障定位、量产批量测试等场景，是嵌入式硬件开发工程师的高效工具。