CN101105782A

CN101105782A - 基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法

Info

Publication number: CN101105782A
Application number: CNA2007101430863A
Authority: CN
Inventors: 赵昊翔; 张凯; 林盛荣
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: CN101105782B

Abstract

本发明提供了一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统和方法。在上述系统中，除了包括主控板、业务单板、背板、和高级夹层卡模块外，还包括：主控板上设置的JTAG控制器，JTAG控制器用于向业务单板传输控制信息；业务单板上设置的JTAG一级桥，JTAG一级桥用于连接业务单板上的所有JTAG设备；高级夹层卡模块上设置的JTAG二级桥，JTAG二级桥用于连接高级夹层卡模块上的所有JTAG设备。

Description

基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法

技术领域

本发明涉及ATCA(Advanced Telecommunication ComputingArchitecture，高性能通讯计算架构)的边界扫描技术，并且具体地，涉及基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法。

背景技术

随着大型网络和通信应用的不断发展，系统的复杂度、成本、开发难度不断增高，越来越多的生产厂商开始寻找提高系统性能、减轻开发工作量、缩短开发周期以及降低成本的方法。在这种背景下，PICMG(全球PCI工业计算机制造商协会)于2002年发布了PICMG3.0规范--ATCA(Advanced Telecommunication ComputingArchitecture，高性能通讯计算架构)。

ATCA是一项行业创新计划，它为电信行业制定全新的刀片式产品和机箱外形技术规范，致力于满足Compact PCI或其它专有解决方案都不能满足的新一代通信应用提出的需要。其主要目标是为电信级电信应用提供标准化的平台体系结构，同时支持许多电信级特性。最后，这种体系结构还可以提供更多选择和多层解决方案堆叠的组件间的互操作能力，从而为开发商带来巨大优势。

ATCA架构中包括了一个机框和一个背板(如图1所示)，该背板有若干个插槽可以支持多块单板，单板之间的通信通过背板的IPMB(Intelligent Platform Management Bus，智能平台管理总线)来完成，每块单板提供一个BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)作为该单板与背板通信的接口。ATCA规范中同时规定，众多的单板中需要有两块单板作为机框管理板(主备关系)，负责整个系统的管理工作。

除了上述的IPMB总线，ATCA的背板还增加了专门针对电信应用的时钟总线(Clock Bus)、更新总线(Update Bus)、和测试总线(Test bus)。专门的时钟总线可以满足电信级应用对时钟的需求；更新总线可以为高可靠的冗余背板(HA redundant Board)提供物理同步时钟；测试总线则可以为诸如DLSLAM之类的特殊需求提供电信测试总线。

AMC(Advanced Mezzanine Card，高级夹层卡)模块是支持ATCA系统的最小插入式模块，它采用交换结构，支持热插拔，基于单板作为它的载板来进行工作。

ATCA的规范中并没有定义系统的测试模型，随着系统复杂度的日益提高，如何提高系统的稳定性成为一项值得人们深思的课题。提高系统的稳定性包括两个方面：(1)如何能够在不破坏单板物理连接的基础上测试物理器件是否正常；(2)如何能够在软件升级时不破坏现有系统的稳定性。

边界扫描是由IEEE1149.1(JTAG，Joint Test Action Group)提出的一种技术，全称是标准测试访问端口和边界扫描架构(StandardTest Access Port and Boundary-Scan Architecture)，它一般由4个引脚组成，分别是TMS(Test Mode Select，测试模式选择)引脚，TCK(Test Clock，测试时钟)引脚，TDI(Test Data Input，测试数据输入)引脚和TDO(Test Data Output，测试数据输出)引脚，另外还有一个可选择的TRST(Test Reset，测试复位)引脚。

所谓边界扫描就是将芯片内部所有的引脚通过BSC(BoundaryScan Cell，边界扫描单元)串接起来，从TDI引入，TDO引出。一旦进入调试状态，调试指令和数据从TDI进入，沿着测试链通过测试单元送到芯片的各个引脚和测试寄存器中，通过不同的测试指令来完成不同的测试功能。包括用于测试外部电气连接和外围芯片功能的外部模式以及用于芯片内部功能测试(对芯片生产商)的内部模式，还可以访问和修改CPU寄存器和存储器，设置软件断点，单步执行，下载程序等。

现有的边界扫描技术只是针对某块单板内某款物理器件的扫描，没有上升到系统的角度，因此针对ATCA架构需要从系统的层面扩充边界扫描的功能。

专利申请号为200610063 507.7的中国专利申请公开了“一种ATCA中JTAG器件远程维护的方法及系统”。它有以下不足：(1)利用IPMB(Intelligent Platform Management Bus，智能平台管理总线)，即I2C总线作为JTAG传输总线，因为IPMB标准所限定的I2C总线速度为100kbit/s，因此用其进行系统边界扫描，速度很慢。(2)利用BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)作为与背板的连接桥，因此系统边界扫描的前提就是需要BMC能够上电成功，一旦BMC不能上电，系统也随之崩溃。

发明内容

考虑到现有技术中存在的上述问题而提出本发明。为此，本发明旨在提供一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法，其能够利用边界扫描提高系统纠错能力，并方便系统的在线升级。

根据本发明，提供了一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统。

该系统除了包括主控板、业务单板、背板、和高级夹层卡模块外，还包括：主控板上设置的JTAG控制器，JTAG控制器用于向业务单板传输控制信息；业务单板上设置的JTAG一级桥，JTAG一级桥用于连接业务单板上的所有JTAG设备；高级夹层卡模块上设置的JTAG二级桥，JTAG二级桥用于连接高级夹层卡模块上的所有JTAG设备。

其中，JTAG一级桥用作JTAG控制器对业务单板的控制接口，并且，JTAG二级桥连接至JTAG一级桥。

另外，JTAG控制器传输的控制信息包括：选路信息、扫描信息、升级信息。

在上述系统中，背板的测试总线被用作JTAG信号的传输总线。

根据本发明，还提供了一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描方法。

在该方法中，在测试目标文件的地址头信息中设置地址信息，并将测试目标文件发送到业务单板，业务单板读取测试目标文件中的地址信息，并根据地址信息执行判断操作后，确定是否执行边界扫描；其中，上述地址信息包括：单板地址、单板JTAG子链地址单板地址为业务单板上的JTAG一级桥的地址，单板JTAG子链地址为JTAG一级桥上的测试链地址。

上述方法具体包括：生成用于扫描的测试目标文件，并将测试目标文件保存在主控板；主控板将地址信息添加到测试目标文件，并通过主控板的JTAG控制器发送到各业务单板；业务单板的JTAG一级桥读取接收到的测试目标文件中的单板地址，并判断单板地址是否与自身地址一致；在判断结果为一致的情况下，JTAG一级桥进一步读取测试目标文件中的单板JTAG子链地址，并判断JTAG一级桥所包含的子链中是否存在与单板JTAG子链地址匹配的单元；在判断存在匹配单元，且匹配的单元不是JTAG二级桥的情况下，执行该单元的边界扫描。

另外，测试目标文件的地址信息进一步包括：高级夹层卡模块JTAG子链地址，该高级夹层卡模块JTAG子链地址为JTAG二级桥的地址。

基于此，在判断存在匹配单元，且匹配的单元是JTAG二级桥的情况下，上述方法进一步包括：读取测试目标文件中的高级夹层卡模块JTAG子链地址；判断JTAG二级桥所包含的子链中是否存在与高级夹层卡模块JTAG子链地址匹配的单元，如果判断结果为是，则执行该单元的边界扫描。

通过本发明，首先，对测试总线采用ATCA背板固有总线，带宽有百兆，极大地加快了引脚扫描和版本加载的速度；其次，采用JTAG桥作为接口，避免了BMC故障而导致的系统崩溃，同时也将BMC纳入边界扫描的对象中，增加了系统的稳定性；此外，JTAG二级桥的引入，有助于对AMC模块进行维护。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的标准ATCA系统结构图；

图2是根据本发明实施例的基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统的结构图；

图3是根据本发明实施例的基于高性能计算通讯架构的边界扫描方法的流程图；以及

图4是根据本发明实施例的基于高性能计算通讯架构的边界扫描方法的详细处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统，其利用主控板扫描各业务单板的JTAG引脚连接情况，以及进行在线版本升级，其中，图2示出了该系统的结构。

在标准的ATCA系统架构基础上，根据本发明实施例的系统除了包括主控板、业务单板、背板、和高级夹层卡模块外，如图2所示，还包括：

(1)主控板上设置的JTAG控制器，JTAG控制器用于向各业务单板(主控板除外)传输控制信息(包括选路、扫描、升级等)；

(2)业务单板上设置的JTAG一级桥，JTAG一级桥用于连接业务单板上的所有JTAG设备(包括CPU、epld等)，是JTAG控制器对业务单板的控制接口；

(3)AMC(高级夹层卡)模块上设置的JTAG二级桥，JTAG二级桥用于连接AMC模块上的所有JTAG设备，并连接至JTAG一级桥。

另外，在上述系统中，背板的测试总线被用作JTAG信号的传输总线，以及用作主控板的JTAG控制器和各业务单板JTAG桥的通讯载体。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描方法。

在该方法中，由于涉及多个JTAG器件的寻址问题，在测试目标文件的地址头信息中设置了地址信息，并将该测试目标文件发送到业务单板，业务单板读取测试目标文件中的地址信息，并根据地址信息执行判断操作后，确定是否执行边界扫描。

如下表所示，上述地址信息包括：(1)单板地址，即，业务单板上的JTAG一级桥的地址；(2)单板JTAG子链地址，即，JTAG一级桥上的测试链地址，每条测试链连接一个JTAG设备。可选地，该地址信息进一步包括：(3)高级夹层卡模块JTAG子链地址(可选项)，如果单板当前JTAG子链连接的是AMC模块，则该字段包含的是当前AMC模块的JTAG子链地址，也就是二级JTAG桥中的子链地址。

单板地址

单板JTAG子链地址

AMC模块JTAG子链地址(可选)

以下将参照图3并结合图4来详细描述本发明实施例。如图4所示，上述方法具体包括步骤S302-步骤S310：

步骤S302，生成用于扫描的测试目标文件，并将测试目标文件保存在主控板；

每种设备都有其自己的BSDL(Boundary Scan DescriptionLanguage，边界扫描描述语言)文件，根据需要扫描的设备，通过特定程序，将之转化成测试目标文件；

步骤S304，根据所需要操作的单板器件，主控板将地址信息添加到测试目标文件，并通过主控板的JTAG控制器发送到各业务单板；

具体地，主控板将测试目标文件发送到JTAG控制器，JTAG控制器解析测试目标文件，将之转化成在测试总线上传输的比特流，并发向各业务单板；

步骤S306，业务单板的JTAG一级桥读取接收到的测试目标文件地址头中的单板地址信息，并判断单板地址信息是否与自身地址一致；

步骤S308，在步骤S306中判断地址一致的情况下，进一步读取接收到的测试目标文件中的单板JTAG子链地址，并判断JTAG一级桥所包含的子链中是否存在与单板JTAG子链地址匹配的单元；在步骤S306中判断地址不一致的情况下，当前JTAG一级桥不予处理，并退出(具体参见图4)；

步骤S310，在步骤S308中判断存在匹配单元，且匹配的单元不是JTAG二级桥的情况下，执行该单元的边界扫描；如果步骤S408中判断不存在匹配单元，则退出。

另一方面，在步骤S308中判断存在匹配单元，且匹配的单元是JTAG二级桥的情况下，进一步包括以下处理：

读取测试目标文件的地址头中的AMC模块JTAG子链地址；判断JTAG二级桥所包含的子链中是否存在与AMC模块JTAG子链地址匹配的单元，如果判断结果不存在匹配单元，则退出，如果判断存在匹配单元，则执行该单元的边界扫描。

优选地，在边界扫描执行完毕后，扫描后的数据通过背板的测试总线传回主控板，主控板对信息进行判断，以检测本次扫描的正确性。

其中，通过参照图4中的流程图，可以更好的理解本发明实施例的方法详细处理过程。

通过本发明，从性能上来说，背板测试总线多达百兆带宽，使得扫描速度大大提高，解决了IPMB总线速度过慢的缺点；从稳定性来说，系统摆脱了依赖BMC上电才能工作的缺陷，在单板不上电的模式下也能够对系统进行边界扫描，同时也能对BMC提供检测；从功能上来说，JTAG二级桥的提出使得边界扫描的范围得以扩展，对AMC模块的管理成为可能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统，包括主控板、业务单板、背板、和高级夹层卡模块，其特征在于，进一步包括：

所述主控板上设置的JTAG控制器，所述JTAG控制器用于向所述业务单板传输控制信息；

所述业务单板上设置的JTAG一级桥，所述JTAG一级桥用于连接所述业务单板上的所有JTAG设备；

所述高级夹层卡模块上设置的JTAG二级桥，所述JTAG二级桥用于连接所述高级夹层卡模块上的所有JTAG设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述JTAG一级桥用作所述JTAG控制器对所述业务单板的控制接口。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述JTAG二级桥连接至所述JTAG一级桥。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述JTAG控制器传输的所述控制信息包括：选路信息、扫描信息、升级信息。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述背板的测试总线被用作JTAG信号的传输总线。

6.一种基于高性能计算通讯架构的边界扫描方法，其特征在于，在测试目标文件的地址头信息中设置地址信息，并将所述测试目标文件发送到业务单板，所述业务单板读取所述测试目标文件中的所述地址信息，并根据所述地址信息执行判断操作后，确定是否执行边界扫描；其中，所述地址信息包括：单板地址、单板JTAG子链地址。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单板地址为所述业务单板上的所述JTAG一级桥的地址，所述单板JTAG子链地址为所述JTAG一级桥上的测试链地址。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，具体包括如下处理：生成用于扫描的测试目标文件，并将所述测试目标文件保存在主控板；

所述主控板将所述地址信息添加到所述测试目标文件，并通过所述主控板的JTAG控制器发送到各业务单板；

所述业务单板的JTAG一级桥读取接收到的所述测试目标文件中的所述单板地址，并判断所述单板地址是否与自身地址一致；

在判断结果为一致的情况下，所述JTAG一级桥进一步读取所述测试目标文件中的所述单板JTAG子链地址，并判断所述JTAG一级桥所包含的子链中是否存在与所述单板JTAG子链地址匹配的单元；

在判断存在匹配单元，且所述匹配单元不是JTAG二级桥的情况下，执行所述匹配单元的边界扫描。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测试目标文件的地址信息进一步包括：高级夹层卡模块JTAG子链地址。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述高级夹层卡模块JTAG子链地址为所述JTAG二级桥的地址。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在判断存在匹配单元，且所述匹配单元是JTAG二级桥的情况下，进一步包括：读取所述测试目标文件中的所述高级夹层卡模块JTAG子链地址；

判断所述JTAG二级桥所包含的子链中是否存在与所述高级夹层卡模块JTAG子链地址匹配的单元，如果判断结果为是，则执行匹配的单元的边界扫描。