详细边界扫描结构及信号流程参考图1。
图1 中“TAPController”其实质上是一个状态机，它根据不同的操作指令能产生16个不同的状态，具体状态逻辑参考图2。从一个状态切换成另一个状态总是发生在TCK 的上升沿，由TMS从两个状态选择其中一个状态。在测试向量寄存器中，既有指令寄存器（IR),又有数据寄存器（DR)，而且，为了区分是指令还是数据，扫描链路中的状态图有两个独立的完全类似的结构（ScanDR / Scan IR)。
测试操作的最重要步骤是移入和同步移出测试数据（DRSHIFT)，新的数据进入移位链，测试数据传送到测试单元（DR-update）的输出锁存器中，对于指令寄存器（IR-shift，IR-capture，IR-update）同样如此。除了边界扫描寄存器（BoundaryScan Register)，IEEE 1149.1标准还定义了在数据寄存器附近至少存在一个旁路寄存器，用来将TDI 到TDO的可以直连接。数据寄存器根据指令寄存器的指令寻址，然后在TDI 和TDO 的引脚之间，各个数据寄存器结合成移位路径。正如图2所示，从一个状态转换成另一个状态由信号TMS 的逻辑电平决定。“TAP ”是一个时钟系统，它的时钟是由信号TCK 提供。信号TMS和信号TCK共同作用，使得数据一位一位从TDI 移入，最后由TDO 移出。
各种边界扫描单元是否有效取决于是否实行测试或者得到激励。
图3 就是一个最普通的边界扫描单元的结构图。如，第一个锁存器锁存数据由移位寄存器（SHIFTDR)决定从前一个扫描单元移出的数据（SCAN IN)或者是扫描输入的数据(DATA IN)，并且由CLOCKDR控制锁存输出。在第一个锁存器移出数据稳定后，第二个锁存器由UPDATE DR 控制锁存输出第一个锁存器移出的数据。MODE信号的电平决定是测试模式还是工作模式。边界扫描单元既有输入又有输出。一般来说，在每一个物理引脚不论输入还是输出，都有一个独立的边界扫描单元，但区别是输入在每一个物理引脚的后面，而对于所有的输出是在每一个物理引脚的前面。
MODE, SHIFT DR, UPDATE DR 以及CLOCK DR这些全局信号线与所有扫描单元都相连接，而且同一个时间状态都一样。这样，TAP 状态在CAPTURE DR时，所有的扫描单元都能在CLOCK DR 的上升沿取样输入数据。测试数据的输出也相类似，它是在TAP 状态在UPDATE DR的下降沿时将扫描输入端锁存并输出。所有的扫描单元都能完成以上功能。所有的扫描单元运行在工作模式还是在测试模式，由MODE信号控制选择其一，同时运行在两个模式是不可能的。而MODE信号是由扫描指令控制的。
九大指令
| 指令（必须/可选） | 操作码 | 模式 | 选择数据寄存器 | | EXTEST | 0...0* | 测试 | Boundary | | SAMPLE/PRELOAD | 用户定义 | 一般 | Boundary | | BYPASS | 1...1 | 一般 | Bypass | | INTEST | 用户定义 | 测试 | Boundary | | RUNBIST | 用户定义 | 测试 | 用户定义 | | INCODE | 用户定义 | 一般 | 器件ID | | USERCODE | 用户定义 | 一般 | 器件ID | | CLAMP | 用户定义 | 测试 | Bypass | | HIGHZ | 用户定义 | 测试 | Bypss | | 用户定义 | 用户定义 | 用户定义 | 用户定义 |
Extest指令--强制指令
用于芯片外部测试，如互连测试
测试模式下的输出管脚，由BSCupdate锁存驱动(BSC注释：寄存器的每一个单元分配给IC芯片的相应引脚，每一个独立的单元称为BSC（Boundary-ScanCell）边界扫描单元。)
BSC scan锁存捕获的输入数据
移位操作，可以从TDI输入测试激励，并从TDO观察测试响应。
在移位操作后，新的测试激励存储到BSC的update锁存
原先EXTEST指令时强制为全“0”的，在IEEE1149.1--2001中，这条强制取消了。选择EXTEST指令时，IC工作在边界扫描外部测试模式（externalboundary-testmode），也就是说对IC的操作影响芯片的正常工作。选择边界扫描寄存器连通TDI和TDO。在这种指令下，可以通过边界扫描输出单元来驱动测试信号至其他边界扫描芯片，以及通过边界扫描输入单元来从其他边界扫描芯片接收测试信号。EXTEST指令是IEEE1149.1标准的核心所在，在边界扫描测试中的互连测试（interconnecttest）就是基于这个指令的。
（该指令初始化外部电路测试，主要用于板级互连以及片外电路测试。EXTEST指令在Shift-DR状态时将扫描寄存器BSR寄存器连接到TDI与TDO之间。在Capture-DR状态时，EXTEST指令将输入管脚的状态在TCK的上升沿装入BSR中。EXTEST指令从不使用移入BSR中的输入锁存器中的数据，而是直接从管脚上捕获数据。在Update-DR状态时，EXTEST指令将锁存在并行输出寄存器单元中的数据在TCK的下降沿驱动到对应的输出管脚上去。）
Sample/Preload指令--强制指令
在进入测试模式前对BSC进行预装载
输入输出管脚可正常操作
输入管脚数据和内核输出数据装载到BSC的scan锁存中。
移位操作，可以从TDI输入测试激励，并从TDO观察测试响应。
在移位操作后，新的测试激励存储到BSC的update锁存。
原先这两个指令是合在一起的，在IEEE1149.1--2001中这两个指令分开了，分成一个SAMPLE指令，一个PRELOAD指令。选择SAMPLE/PRELOAD指令时，IC工作在正常工作模式，也就是说对IC的操作不影响IC的正常工作。选择边界扫描寄存器连通TDI和TDO。SAMPLE指令---通过数据扫描操作（DataScan）来访问边界扫描寄存器，以及对进入和离开IC的数据进行采样。PRELOAD指令---在进入EXTEST指令之前对边界扫描寄存器进行数据加载。
（在Capture-DR状态下，SAMPLE/PRELOAD指令提供一个从管脚到片上系统逻辑的数据流快照，快照在TCK上升沿提取。在Update-DR状态时，SAMPLE/PRELOAD指令将BSR寄存器单元中的数据锁存到并行输出寄存器单元中，然后由EXTEST指令将锁存在并行输出寄存器单元中的数据在TCK的下降沿驱动到对应的输出管脚上去。）
PRELOAD
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