圖一
圖1 中“TAP Controller”其實質上是一個狀態機，它根據不同的操作指令能產生16 個不同的狀態，具體狀態邏輯參考圖2。從一個狀態切換成另一個狀態總是發生在TCK 的上升沿，由TMS從兩個狀態選擇其中一個狀態。在測試向量寄存器中，既有指令寄存器（IR),又有數據寄存器（DR)，爲了區分是指令還是數據，掃描鏈路中的狀態圖有兩個獨立的完全類似的結構（Scan DR / Scan IR)。
測試操作的最重要步驟是移入和同步移出測試數據（DR SHIFT)，新的數據進入移位鏈，測試數據傳送到測試單元（DR-update）的輸出鎖存器中，對於指令寄存器（IR-shift，IR-capture，IR-update）同樣如此。除了邊界掃描寄存器（Boundary Scan Register)，IEEE 1149.1標準還定義了在數據寄存器附近至少存在一個旁路寄存器，用來將TDI 到TDO 的可以直連接。數據寄存器根據指令寄存器的指令尋址，然後在TDI 和TDO 的引腳之間，各個數據寄存器結合成移位路徑。正如圖2 所示，從一個狀態轉換成另一個狀態由信號TMS 的邏輯電平決定。“TAP ”是一個時鐘系統，它的時鐘是由信號TCK 提供。信號TMS 和信號TCK共同作用，使得數據一位一位從TDI 移入，最後由TDO 移出。
各種邊界掃描單元是否有效取決於是否實行測試或者得到激勵。
圖3 就是一個最普通的邊界掃描單元的結構圖。第一個鎖存器鎖存數據由移位寄存器（SHIFT DR)決定從前一個掃描單元移出的數據（SCAN IN)或者是掃描輸入的數據(DATA IN)，並且由CLOCK DR控制鎖存輸出。在第一個鎖存器移出數據穩定後，第二個鎖存器由UPDATE DR 控制鎖存輸出第一個鎖存器移出的數據。MODE 信號的電平決定是測試模式還是工作模式。邊界掃描單元既有輸入又有輸出。一般來說，在每一個物理引腳不論輸入還是輸出，都有一個獨立的邊界掃描單元，但區別是輸入在每一個物理引腳的後面，而對於所有的輸出是在每一個物理引腳的前面。
MODE, SHIFT DR, UPDATE DR 以及CLOCK DR 這些全局信號線與所有掃描單元都相連接，而且同一個時間狀態都一樣。這樣，TAP 狀態在CAPTURE DR 時，所有的掃描單元都能在CLOCK DR 的上升沿取樣輸入數據。測試數據的輸出也相類似，它是在TAP 狀態在UPDATE DR 的下降沿時將掃描輸入端鎖存並輸出。所有的掃描單元都能完成以上功能。所有的掃描單元運行在工作模式還是在測試模式，由MODE 信號控制選擇其一，同時運行在兩個模式是不可能的。而MODE 信號是由掃描指令控制的。
九大指令
| 指令（必須/可選） | 操作碼 | 模式 | 選擇數據寄存器 |
| EXTEST | 0...0* | 測試 | Boundary |
| SAMPLE/PRELOAD | 用戶定義 | 一般 | Boundary |
| BYPASS | 1...1 | 一般 | Bypass |
| INTEST | 用戶定義 | 測試 | Boundary |
| RUNBIST | 用戶定義 | 測試 | 用戶定義 |
| INCODE | 用戶定義 | 一般 | 器件ID |
| USERCODE | 用戶定義 | 一般 | 器件ID |
| CLAMP | 用戶定義 | 測試 | Bypass |
| HIGHZ | 用戶定義 | 測試 | Bypss |
| 用戶定義 | 用戶定義 | 用戶定義 | 用戶定義 |
Extest指令--強制指令
原先EXTEST指令時強制爲全“0”的，在IEEE 1149.1--2001中，這條強制取消了。選擇EXTEST指令時，IC工作在邊界掃描外部測試模式（external boundary-test mode），也就是說對IC的操作影響芯片的正常工作。選擇邊界掃描寄存器連通TDI和TDO。在這種指令下，可以通過邊界掃描輸出單元來驅動測試信號至其他邊界掃描芯片，以及通過邊界掃描輸入單元來從其他邊界掃描芯片接收測試信號。EXTEST指令是IEEE 1149.1標準的核心所在，在邊界掃描測試中的互連測試（interconnect test）就是基於這個指令的。
Sample/Preload指令--強制指令
Bypass指令--強制指令
INTEST指令 ---可選指令
選擇INTEST指令時，IC工作在邊界掃描內部測試模式（internal boundary-test mode），選擇邊界掃描寄存器連通TDI和TDO。在這種指令下，可以通過邊界掃描輸出單元來驅動測試信號至其內部邏輯，以及通過邊界掃描輸入單元來從 其內部邏輯接受測試信號。
RUNBIST指令 ---可選指令
選擇RUNBIST指令時，IC工作在自測試模式（self-test mode），對IC的內部邏輯進行全面的自測試，通過選擇用戶自定義的數據寄存器連通TDI和TDO。在這種指令下，邊界掃描單元的輸出被內部邏輯控制了，所以外部信號不能干擾其相鄰IC。
IDCODE指令 ---可選指令
選擇IDCODE指令時，IC工作在正常工作模式，選擇數據識別寄存器（data identification register）連通TDI和TDO。數據識別寄存器是一個32位的寄存器，內容包括IC的生產廠商，芯片類型，版本等。訪問數據識別寄存器不會影響 IC的正常工作。由於IDCODE指令是可選的，不是每個芯片都有的，所以當對一個邊界掃描鏈(scan chain)執行IDCODE指令來輸出所有IDCODE時，有IDCODE指令的芯片就選擇IDCODE寄存器，輸出輸出IDCODE，沒有 IDCODE指令的芯片會自動選擇BYPASS寄存器，輸出一個“0”。 （讀取CPU ID號指令。在設計中存在device identification register時，TAP強制定義。該指令將處理器的ID號寄存器連接到TDI和TDO之間。）
USERCODE指令 ---可選指令
選擇USERCODE指令時，IC工作在正常工作模式，選擇用戶自定義數據寄存器（user defined test data register）連通TDI和TDO。USERCODE指令一般是在進行芯片內部測試時用的。
CLAMP指令 ---可選指令
CLAMP指令使IC的輸出置於由邊界掃描寄存器的當前內容決定的邏輯電平上，選擇BYPASS寄存器連通 TDI和TDO。在加載這個指令之前，邊界掃描寄存器的內容可以由SAMPLE/PRELOAD指令來預置。在CLAMP指令下，數據通過BYPASS寄 存器從TDI傳遞至TDO，不會影響此IC的輸出。
HIGHZ指令 ---可選指令
HIGHZ指令使IC的所有輸出置於高阻狀態，選擇BYPASS寄存器連通TDI和TDO。在HIGHZ指令下，數據通過BYPASS寄存器從TDI傳遞至TDO，不會影響此IC的輸出。