CN101102566B

CN101102566B - 一种手机jtag调试接口信号设计方法及其调试方法

Info

Publication number: CN101102566B
Application number: CN2007100762289A
Authority: CN
Inventors: 陈岩; 侯方西
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2027-06-25
Also published as: CN101102566A

Abstract

本发明提供了一种手机JTAG调试接口信号的设计方法及其调试方法，其中：仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；并且，采用二极管与系统复位信号复用，作为内核复位信号。在目标板任意运行状态下，采用在线联接方式，连接到目标板，进行调试操作。采用上述方案，本发明在不影响JTAG的正常功能的情况下，结合手机主芯片的信号，实现了只有四个信号的JTAG接口，从而简化了JTAG的设计，降低了JTAG对于手机尾插信号数量的需求，而且对于调试和下载都没有影响，方便了JTAG在手机接口上的应用；有效减少其引出的信号量，方便了JTAG调试的应用，并且在使用中更为安全。

Description

一种手机JTAG调试接口信号设计方法及其调试方法

技术领域

本发明涉及手机JTAG调试接口信号，尤其涉及的是，一种手机JTAG调试接口信号设计方法及其调试方法。

背景技术

JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容)，主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。

目标系统的微控制器通过JTAG接口，连接到仿真器或调试工具，再与PC机的相关端口连接，进行调试。如图1所示，主机通过RS232协议串口、并口、USB接口或其他接口，连接到嵌入式ICE(In Circuit Emulator，在线仿真器)接口协议转换器(也就是TRACE32仿真器)，即Embedded ICEinterface protocol converter，通过JTAG接口连接到目标系统(例如手机)的JTAG端口上。JTAG用于对芯片进行测试，其基本原理是在器件内部定义一个TAP(TestAccess Port，测试访问口)通过专用的JTAG测试工具，例如Lauterbach公司的Trace32系列的仿真调试器等等，对进行内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。现在，JTAG接口还常用于实现ISP(In-System Programmable，在线编程)，对FLASH等器件进行编程；通过JTAG接口可对PSD芯片内部的所有部件进行编程。

由于JTAG编程方式是在线编程，因此可以先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快工程进度。

JTAG传统的信号有JTMS，JTDI，JTDO，JTCK，JTRST，JRTCK，JRST。但按照JTAG协议的定义，有些信号是可选的，有些信号是可以与其他信号复用的。按照JTAG协议(IEEE标准1149.1)的定义，各个信号大致可以分为以下三部分。

1.TAP(Test Access Port，测试访问接口)信号，这一接口是JTAG边界扫描理论中最重要的一个部分，TAP Controller控制着对于边界扫描链的访问和各种操作，其模型如图2所示。其具体包括以下信号。

1.1JTCK(Test Clock Input，时钟信号)，JTCK为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号，TAP的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。JTCK在IEEE1149.1标准里是强制要求的。

1.2JTMS(Test Mode Selection Input，转换信号)，JTMS信号用来控制TAP状态机的转换；通过JTMS信号，可以控制TAP在不同的状态间相互转换。JTMS信号在TCK的上升沿有效。JTMS在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。

1.3JTDI(Test Data Input，数据输入)，JTDI是数据输入的接口，所有要输入到特定寄存器的数据都是通过JTDI接口一位一位串行输入的，TAP在JTCK的上升沿采样TDI。JTDI在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。

1.4JTDO(Test Data Output，数据输出)，JTDO是数据输出的接口，所有要从特定的寄存器中输出的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的。JTDO在JTCK的下降沿有效。JTDO在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。

1.5JTRST(Test Reset Input，测试复位)，JTRST可以用来对TAP控制器进行复位。不过这个信号接口在IEEE 1149.1标准里是可选的，并不是强制要求的。因为通过JTMS也可以对TAP控制器进行复位。

2.JRTCK信号，在ARM9E内核(英国ARM公司用于嵌入式运用的ARM9E^TM系列内核)及其之后的CPU的JTAG接口中引入了一个JRTCK信号，通过引入JRTCK，可以在调试时使JTCK工作在自适应时钟模式。之前内核的JTAG的JTCK的值是固定的，而且JTCK和内核的时钟频率也没有联系。

3.JRST(Reset Input，内核复位)信号，与JTRST信号类似，只是它是用来给内核复位的。

现在的各种手机平台的设计中，JTAG调试接口是基带芯片标准的调试接口，为了方便调试和下载软件，大多数手机都需要将其引到其尾插上。由于现在手机朝着小型化和接口简化的方向发展，很多手机尾插信号都面临着取消或复用，由于JTAG信号涉及到基带芯片各个部分核心的控制和访问，将其与其它信号复用，会产生设计上的困难，并且导致安全性能得不到保障。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手机JTAG调试接口及其调试方法，可以简化JTAG接口的设计，使用中更为安全。

本发明的技术方案如下：

一种手机JTAG调试接口信号的设计方法，其中：仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；并且，采用二极管与系统复位信号复用，作为内核复位信号。

所述的设计方法，其中，还包括步骤：采用电阻与内核复位信号复用，作为测试复位信号。

所述的设计方法，其中，根据目标终端的接收范围，设置固定的时钟信号。

一种手机JTAG调试接口信号的调试方法，其包括步骤：A1、手机JTAG调试接口信号仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；采用二极管与系统复位信号复用，作为内核复位信号；A2、在目标板任意运行状态下，采用在线联接方式，连接到目标板，进行调试操作。

所述的调试方法，其中，步骤A1还包括：采用电阻与内核复位信号复用，作为测试复位信号。

所述的调试方法，其中，步骤A1还包括：根据目标终端的接收范围，设置固定的时钟信号。

采用上述方案，本发明在不影响JTAG的正常功能的情况下，结合手机主芯片的信号，实现了只有四个信号的JTAG接口，从而简化了JTAG的设计，降低了JTAG对于手机尾插信号数量的需求，而且对于调试和下载都没有影响，方便了JTAG在手机接口上的应用；有效减少其引出的信号量，方便了JTAG调试的应用，并且在使用中更为安全。

附图说明

图1是现有技术的TRACE32调试示意图；

图2是现有技术的TAP扫描控制原理示意图；

图3是现有技术的ARM9及其之后内核JTAG时钟同步框图；

图4是现有技术的TRACE32调试系统设计界面图；

图5是本发明调试方法的流程图。

具体实施方式

以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。

本发明提供了一种手机JTAG调试接口信号的设计方法，其中：仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；并且，采用二极管与系统复位信号复用，作为内核复位信号。

具体的，按照JTAG协议(IEEE标准1149.1)的定义，对各信号进行如下分析：

1.JTMS，JTDI，JTDO，JTCK信号都是必须的；

2.JRST信号用于给内核复位，正常的设计中，内核的复位信号一般都会进行相应的处理，这个信号只是为了在JTAG连接到目标板时，如图4所示，当用户点击TRACE32界面的“Target Reset”时，复位一下内核。所以这个信号可以通过二极管与系统复位信号复用；正常情况下，只有PMU(Power Management Unit，电源管理单元)芯片的复位输出信号与主芯片的复位信号相连。此时，JRST这个信号和PMU芯片的复位输出信号并联，各自通过一个二极管，然后再接到主芯片的复位信号上，这样当两个信号任一信号为低电平，都会给主芯片复位，即内核复位。因此，采用二极管与系统复位信号复用，作为内核复位信号。

3.JTRST信号用来给TAP复位，如不复位，TAP也应能正常使用。

在TRACE32的实际调试中，如TAP不复位，发现系统有可能出现无法正常的复位和连接；因此可以设置JTRST信号用来给TAP复位。

鉴于JTRST信号与JRST信号有很大的相似之处，可以将其通过电阻与JRST信号直接复用，即将JTRST信号和JRST信号短路，当TRACE32驱动JRST信号为低时，JTRST信号也为低，这样来实现复位主芯片内部的TAP。这样可以在系统调试时，内核收到来自JRST的复位信号复位，同时TAP也会收到JTRST的复位信号，这样就可以完成正常的连接。

因此，所述的设计方法还可以包括步骤：采用电阻与JRST信号复用，作为JTRST信号。

4.JRTCK信号

如图3所示，是现有技术的ARM9及其之后内核JTAG时钟同步框图。

其中，TCK、TDO、RTCK、TMS、TDI等信号分别对应于JTAG信号的JTCK、JTDO、JRTCK、JTMS、JTDI等信号。CLK信号是目标系统的运行使用，用以与JTCK信号同步，产生JRTCK信号在这种内核中，没有直接使用JTCK、JTMS、JTDI信号，而是用内部的主时钟CLK信号去采样这些信号，对于JTCK信号，6个CLK时钟周期采样一次。这里通过对JTCK同步产生一个JRTCK信号，而TRACE32或MultiICE等仿真器通过JRTCK信号来长生JTCK信号。仿真器在检测到JRTCK的下降沿时才在JTCK信号上产生一个上升沿，同样，在检测到JRTCK的上升沿时才在JTCK上产生一个下降沿。

由于JRTCK的频率主要取决于CLK时钟，这样JTCK信号的频率也就取决于CLK信号。由JTCK的三阶同步器可以看出JTCK信号的最高频率可以达到1/6的CLK频率。

由于系统有JTCK信号，其由仿真器产生，提供给目标板作为同步信号，我们可以采用一种目标板可以接受的固定的JTCK信号，而无须使用JRTCK信号作为六分频的回馈信号来实现频率同步。因此，JRTCK信号也不是必须的，只需要JTCK按照之前的内核一样，以约定固定速率，仍然能够进行正常的调试和下载工作。因此，所述的设计方法还可以根据目标终端的接收范围，设置固定的时钟信号JTCK。

在所述接口信号设计方法的基础上，如图5所示，本发明还提供了一种手机JTAG调试接口信号的调试方法，其包括以下步骤。

A1、手机JTAG调试接口信号仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；采用二极管与系统复位信号复用，作为内核复位信号；步骤A1还可以包括：采用电阻与内核复位信号复用，作为测试复位信号。步骤A1还可以包括：根据目标终端的接收范围，设置固定的时钟信号。

A2、在目标板任意运行状态下，采用在线联接方式，连接到目标板，进行调试操作。

以下举出具体的实施例进行说明，本实施例基于高通MSM6500平台的CDMA手机，实现发明设计的4个信号的JTAG调试接口，改进了仿真器连接到目标板(手机)的信号数量，由默认的7个信号减少到了4个。基于此种设计，此实例需要改变仿真器默认的配置方式，使用attach而非up或reset的方式访问控制目标板。

此实例基本硬件环境如下：

1.手机主处理器采用ARM926EJ-S的处理器，主频是146.7648MHz，总线速度是二分频73.3824MHz，启动过程中，内核工作于TCXo时钟19.2MHz；

2.手机自身的ROM和RAM分别采用的是SAMSUNG的128MBNAND FLASH存储器和64MB SDRAM存储器；

此实例基本软件环境如下：

1.手机软件部分包括三部分：boot_loader，image，EFS文件系统。操作系统采用高通的REX操作系统，手机自身文件系统是EFS(Embedded FileSystem)文件系统；

2.在大版本image中，还存在一个bootcode模块，用以实现手机代码的分阶段copy和启动。

TRACE32调试中使用的系统设置如下：

System.Option TURBO off

System.Option.TRST on

System.Option.CFLUSH on

System.Option.ResBreak on

System.Option.ENRESET on

System.Option.WAITRESET on

SYSTEM.CPU ARM926EJ

SYSTEM.OPTION BIGENDIAN OFF

SYSTEM.JtagClock 3.2MHz

System.Option ShowError on

System.Option DisMode Auto

本实例设置的JTCK信号速率是3.2MHz(实际产生的信号是3.1875MHz)，因为其是19.2MHz的6分频，保证了系统启动过程中的调试需求。在下载软件时，TRACE32会将ARM时钟切换为73.3824MHz，同时将JTCK升高，达到很高的下载速度。

另外由于该系统固定定义的硬件复位后的起始运行位置是0xFFFF0000，即系统的复位地址是0xFFFF0000，而不是通常的0×0，同时由于bootcode软件的存在，所以在实际调试中，不能直接使用“system.up”命令，而应使用“system.mode.attach”命令，在目标板任意运行状态下，连接到目标板，这时就可以进行后续的调试操作了。

现有的调试方法，是通过reset或up方式，如图4所示，将TRACE32仿真器连接到手机系统，可以根据system.option进行调试。具体地说，本发明的调试方法可以是：首先通过TRACE32与目标板物理连接，然后运行TRACE32PC侧软件，设置系统芯片属性(ARM926EJ)和调试时钟(JTCK)，然后给目标板上电，通过system.mode.attach命令在线连接到目标板上，取得对ARM的控制权，然后就可以随意的设置断点，进行调试了。本发明手机的JTMS、JTDI、JTDO、JTCK等信号连接到TRACE32仿真器的对应信号；JTRST和JRTCK信号悬空，JRST信号与电源管理芯片复位信号相连；通过特殊的仿真器配置，可以将仿真器TRACE32attach(在线联接)到手机系统上。本发明和现有技术调试方法的区别点是：仿真器连接到目标板(手机)的信号数量不同，使用的时钟同步方式也不同。

对于接口信号，本发明改变了仿真器的默认的时钟回环同步方式，由原来的使用JRTCK信号改变为不使用JRTCK信号，同时相应地，对于仿真器的配置文件也进行了相应的修改。

对调试方法的改进在于：以往方式有回环同步信号JRTCK，所以可以reset或up连接系统，使系统停在复位点开始运行。本发明方法无须系统up(复位联接)，系统上电后，随时可以实时的连接到系统上。

本实例已通过各种手机相应测试，同时因为它是通过软件的方法，可以实时设置调试或下载的JTCK时钟，实际实现的效果与有JRTCK时很相似，所以达到了很好的使用效果。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种手机JTAG调试接口信号的设计方法，其特征在于：仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；并且，采用二极管与系统复位信号复用，并将复用得到的信号作为内核复位信号。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，还包括步骤：采用电阻与内核复位信号复用，并将复用得到的信号作为测试复位信号。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，根据目标终端的接收范围，设置固定的时钟信号。

4.一种手机JTAG调试接口信号的调试方法，其包括步骤：

A1、手机JTAG调试接口信号仅设置时钟信号、转换信号、数据输入信号和数据输出信号；采用二极管与系统复位信号复用，并将复用得到的信号作为内核复位信号；

5.根据权利要求4所述的调试方法，其特征在于，步骤A1还包括：采用电阻与内核复位信号复用，并将复用得到的信号作为测试复位信号。

6.根据权利要求4所述的调试方法，其特征在于，步骤A1还包括：根据目标终端的接收范围，设置固定的时钟信号。