图一
图1 中“TAP Controller”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)，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（Scan DR / Scan IR)。
测试操作的最重要步骤是移入和同步移出测试数据（DR SHIFT)，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（Boundary Scan 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。第一个锁存器锁存数据由移位寄存器（SHIFT DR)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CLOCK DR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
原先EXTEST指令时强制为全“0”的，在IEEE 1149.1--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（external boundary-test mode），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IEEE 1149.1标准的核心所在，在边界扫描测试中的互连测试（interconnect test）就是基于这个指令的。
Sample/Preload指令--强制指令
Bypass指令--强制指令
INTEST指令 ---可选指令
选择INTEST指令时，IC工作在边界扫描内部测试模式（internal boundary-test mode），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内部逻辑，以及通过边界扫描输入单元来从 其内部逻辑接受测试信号。
RUNBIST指令 ---可选指令
选择RUNBIST指令时，IC工作在自测试模式（self-test mode），对IC的内部逻辑进行全面的自测试，通过选择用户自定义的数据寄存器连通TDI和TDO。在这种指令下，边界扫描单元的输出被内部逻辑控制了，所以外部信号不能干扰其相邻IC。
IDCODE指令 ---可选指令
选择IDCODE指令时，IC工作在正常工作模式，选择数据识别寄存器（data identification register）连通TDI和TDO。数据识别寄存器是一个32位的寄存器，内容包括IC的生产厂商，芯片类型，版本等。访问数据识别寄存器不会影响 IC的正常工作。由于IDCODE指令是可选的，不是每个芯片都有的，所以当对一个边界扫描链(scan chain)执行IDCODE指令来输出所有IDCODE时，有IDCODE指令的芯片就选择IDCODE寄存器，输出输出IDCODE，没有 IDCODE指令的芯片会自动选择BYPASS寄存器，输出一个“0”。 （读取CPU ID号指令。在设计中存在device identification register时，TAP强制定义。该指令将处理器的ID号寄存器连接到TDI和TDO之间。）
USERCODE指令 ---可选指令
选择USERCODE指令时，IC工作在正常工作模式，选择用户自定义数据寄存器（user defined test data register）连通TDI和TDO。USERCODE指令一般是在进行芯片内部测试时用的。
CLAMP指令 ---可选指令
CLAMP指令使IC的输出置于由边界扫描寄存器的当前内容决定的逻辑电平上，选择BYPASS寄存器连通 TDI和TDO。在加载这个指令之前，边界扫描寄存器的内容可以由SAMPLE/PRELOAD指令来预置。在CLAMP指令下，数据通过BYPASS寄 存器从TDI传递至TDO，不会影响此IC的输出。
HIGHZ指令 ---可选指令
HIGHZ指令使IC的所有输出置于高阻状态，选择BYPASS寄存器连通TDI和TDO。在HIGHZ指令下，数据通过BYPASS寄存器从TDI传递至TDO，不会影响此IC的输出。