CN101276285B - 一种电信系统级的烧结方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电信系统级的烧结方法，应用于电信系统，其中所述电信系统管理板通过联合测试行动组织JTAG测试总线和业务单板的JTAG桥片连接，包含以下步骤：A.机框上电后，管理板获取待烧结JTAG器件所在业务单板的单板信息；B.管理板根据所述单板信息，获取要烧结至该JTAG器件的烧结文件，将所述烧结文件通过JTAG测试总线烧结至所述JTAG器件。本发明解决了整框升级的难点，将SJTAG技术应用于电信级系统中，提供一种整框自动烧结、烧结后校验、整框测试的方法，可以提高生产线的效率。

Description

一种电信系统级的烧结方法及系统

技术领域

本发明涉及电信领域，具体涉及到SJTAG(System-level Joint Test ActionGroup，系统级联合测试行动组织)技术在电信系统中的烧结(包含测试和升级)的应用，为电信领域提供一种新的系统级自动烧结方法和系统。

背景技术

JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动组织)基于IEEE1149.1标准，被广泛的应用于PLD(Programmable Logic Device，可编程逻辑器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等设备的烧结调试，所有基于IEEE1149.1标准的设备也都强制具有测试的功能。基于JTAG的芯片在单板中的应用基本上基于图1及图2的方式。图1的使用情况较多，各器件独立操作，简单易行但是增加板上插座数量，增加了成本和布局面积，现场维护也不方便；图2的连接方式其实就是JTAG菊花链的改进型，是目前主要的应用方式，可以减少插座使用数量，但菊花链的延长使得该链的TCK(Test Clock，测试时钟)最大频率受制于该链中最低TCK频率的器件，同时导致整条菊花链上BSC(Boundary Scan Cell，边界扫描单元)以及IR(Instruction Register，指令寄存器)长度增加，严重降低JTAG扫描的速度。

电信级系统一般基于一个独立的机框，机框内各单板协同完成所需要的业务功能，同时可以通过框间级联实现业务扩展，随着现代电信系统处理能力逐渐增强，越来越多的现场可编程设备也被用于电信级单板上，对单板上可编程设备的配置及升级方法以及对整板的测试方法已经逐渐成为体现系统设计科学性的一个因素。目前电信级单板的可编程设备的烧结过程一般是个体完成，是基于单板级的，即由操作工人在工位上通过不同的烧结手段逐个烧结单板上的芯片，效率较低；而对于单板的现场维护升级，一般也是针对单板的独立操作，必须手动实现单板烧结，部分厂家也可以通过在单板上增加单板本地管理模块来实现单板自动升级，见图3，但是当本地管理模块出错时，这种升级方式无效，以上的烧结方法严重影响了单板的生产效率以及现场维护。

专利申请号为200610063507.7的中国专利申请“一种ATCA中JTAG器件远程维护的方法及系统”，其中有以下不足：

1.依赖BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)作为单板下载数据的执行器，如果BMC故障，整板无法完成在线下载；

2.无法实现JTAG测试，使JTAG技术失去了其原本的作用；

3.仅能用于ATCA(Advanced Telecommunication ComputingArchitecture，高性能通讯计算构架)系统。

另外，专利申请号为200710143086.3的中国专利申请“基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法”，其中有以下不足：

1.无法做到整框自动升级；

2.仅用于ATCA系统；

3.无法做升级校验功能。

整框系统升级还存在如下问题：

1.当单板所有可编程设备都为空时，甚至单板小系统也没有运行时，如何识别单板信息实现自动升级；

2.单板现场维护以及生产时，当烧结完成后如何完成烧结功能校验；

3.针对不同的PLD版本如何识别管理及维护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电信系统级的自动烧结方法，以解决整框系统升级中烧结不便，从而升级和测试不便的问题，提高生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电信系统级的烧结方法，应用于电信系统，其中所述电信系统管理板中增加嵌入式测试控制器ETC和联合测试行动组织JTAG桥片，业务单板中增加专用的可寻址的JTAG桥片，所述管理板通过JTAG测试总线和业务单板的JTAG桥片连接，包含以下步骤：

A.机框上电后，管理板的ETC通过JTAG测试总线选择所述业务单板的JTAG桥片，管理板通过读取业务单板上指定JTAG器件的用户代码USERCODE寄存器或者JTAG桥片的内建寄存器获取单板信息，获取待烧结JTAG器件所在业务单板的单板信息；

B.管理板根据所述单板信息，获取要烧结至该JTAG器件的烧结文件，将所述烧结文件通过JTAG测试总线烧结至所述JTAG器件。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，获取单板信息时，首先读取寄存器内容，对寄存器内容进行校验，如果校验有效，则从寄存器中获取单板信息；如果寄存器内容校验无效，则管理板扫描业务单板指定管脚的上下拉电平状态，获取单板信息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，对寄存器内容进行校验时，如果寄存器内容非全为0且非全为1且奇偶校验正确，则校验有效，否则，效验无效。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，，将烧结文件烧结至所述JTAG器件后，所述管理板还读取USERCODE寄存器验证所述JTAG器件中的烧结文件是否正确。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，对选定的JTAG器件烧结后，管理板扫描所述业务单板指定的校验管脚的电平，如果所述校验管脚的电平为预先设定的电平，则烧结成功，否则，烧结失败。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述烧结文件为升级文件或测试向量文件。

本发明还提出一种电信系统级的自动烧结系统，包含管理板、若干个业务单板，所述电信系统管理板中增加嵌入式测试控制器ETC和联合测试行动组织JTAG桥片；在通信背板上增加JTAG测试总线，在业务单板中增加专用的可寻址的联合测试行动组织JTAG桥片，该JTAG桥片接业务单板上的JTAG器件，管理板通过JTAG测试总线与JTAG桥片相连；

所述管理板的ETC通过JTAG测试总线选择所述业务单板的JTAG桥片，管理板通过读取业务单板上指定JTAG器件的用户代码USERCODE寄存器或者JTAG桥片的内建寄存器获取单板信息，获取待烧结JTAG器件所在业务单板的单板信息；

管理板根据所述单板信息，获取要烧结至该JTAG器件的烧结文件，将所述烧结文件通过JTAG测试总线烧结至所述JTAG器件。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述JTAG器件组成JTAG子链后与JTAG桥片连接。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述业务单板包含一JTAG器件，该JTAG器件上配置包含单板信息的上下拉电阻网络，所述管理板从所述JTAG器件的寄存器或扫描所述JTAG器件指定管脚的上下拉电平状态，获取所述业务单板的单板信息，根据单板信息获取烧结文件对JTAG器件进行烧结。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述JTAG桥片上配置包含单板类型的上下拉电阻网络，所述管理板从所述JTAG桥片获取所述业务单板的单板信息，根据单板信息获取烧结文件对JTAG器件进行烧结。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述业务单板包含指定的校验管脚，当所述业务单板工作正常时，所述指定的校验管脚输出预先指定的电平；所述管理板通过扫描所述指定的校验管脚的电平状态对业务单板进行功能校验。

本发明解决了整框升级的难点，将SJTAG技术应用于电信级系统中，提供一种整框自动烧结、烧结后校验、整框测试的方法，可以提高生产线的效率，简化生产流程；加快研发速度，降低研发成本；增强维护能力，降低运行风险。

附图说明

图1是现有技术中JTAG独立型连接图；

图2是现有技术中JTAG菊花链连接图；

图3是现有技术中依赖本地管理模块的测试结构图；

图4是本发明电信系统的SJTAG测试结构图；

图5是本发明中实施例一的单板JTAG结构图；

图6是本发明中实施例一的JTAG升级流程图；

图7是本发明中实施例二的单板JTAG结构图；

图8是本发明中实施例二的JTAG升级流程图。

具体实施方式

在下面的叙述中，对系统的烧结包含配置、升级和测试时的烧结，对系统中的单板进行配置或升级时，烧结一配置文件或升级文件，对单板进行测试时，烧结一测试向量文件，配置文件、升级文件和测试向量文件统称为烧结文件。

SJTAG(System JTAG，系统级联合测试行动组织)技术是基于已废弃的IEEE 1149.5协议，以电信级系统为依托的一种多板甚至多框测试配置方案。SJTAG Group开始正式发展为系统级边界扫描标准，专注于系统层面的Test & Configuration(测试与配置)。SJTAG技术的特点可以在电信级系统中发挥其作用，利用SJTAG技术，可以实现生产线整框自动烧结、现场/远程维护升级、整框测试、故障定位等，可大大提高生产效率。

本发明将SJTAG技术应用于电信系统中，可以实现各单板的所有JTAG设备包括各种子卡(包括EPLD/FPGA/CPU/FLASH)的升级或者测试(包括在位测试/互联测试/自测/管脚状态测试等)，同时支持远程升级及测试流程下发。

本发明的原理是通过在单板上增加一个可寻址的JTAG桥片实现SJTAG架构，规划JTAG子链分配原则，重点规划升级流程，由管理板上的ETC(Embedded Test Controller，嵌入式测试控制器)通过背板JTAG总线向指定的单板发送升级文件和测试向量文件实现整框的自动升级及测试。

电信级系统内由于单板及子卡种类较多，因此一般都由硬件在可编程逻辑器件上或者本地总线上实现单板类别(ID)信息的确定，通过管脚的电阻上下拉在硬件上直接确定单板信息，以便于管理板或管理模块识别单板类别，了解单板信息。单板要实现出厂整框自动升级，首选需要自动识别单板类型，根据单板类型即可来决定待下发的升级文件或测试向量文件，通过JTAG总线即可实现自动升级及测试流程。

本发明提出一种电信系统级的烧结系统和烧结方法。其中，烧结系统设计采用如下的技术方案，如图4所示。本发明中的电信系统包含机框、背板，背板上包含管理板(主备)，业务单板，业务单板可带子卡或不带子卡，其中：

管理板中增加ETC以及JTAG桥片，通过主备逻辑器件来确定当前管理板是主控板还是被测板，可实现主备互相升级。

所有业务单板中增加专用JTAG桥片，桥片地址可直接使用机框槽位地址，JTAG桥片连接JTAG设备，其中JTAG设备为JTAG器件或包含JTAG子链的子卡。一种连接方式是，JTAG桥片分出多条JTAG子链，每条JTAG子链分别包含业务单板上的PLD/FPGA/CPU/子卡等包含JTAG的设备即JTAG器件，并按照规则分类。

业务单板上包含子卡时，子卡上也可增加JTAG桥片，与业务单板上的JTAG桥片相连，子卡上的JTAG桥片分出多个JTAG子链；或者，子卡上增加JTAG驱动器，后接JTAG子链，JTAG驱动器与业务单板上的JTAG桥片相连。子卡上JTAG设备较少时，可将单个子卡上的所有JTAG设备串接成菊花链形成一个JTAG子链。

电信背板上增加单端的5线制JTAG测试总线，可视负载数目来决定总线驱动形式。管理板通过JTAG测试总线与业务单板的JTAG桥片连接。

可在机框上增加JTAG测试总线的接口，通过该接口直接接入外部测试机对业务单板进行测试。

本发明对单板的升级和测试，主要是通过读取寄存器中的单板ID，获得单板信息，进一步获得版本信息或测试向量文件，烧结到单板中，再进行校验，完成升级或测试。下面通过具体实施例进行说明。

实施例一：

本发明实施例一的单板系统框架如图5所示。单板上使用一片普通JTAG ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)桥片，包含单板ID的PLD器件处于子链1上的第一个位置，用于ETC的统一管理，也可以是事先指定的其他位置，ETC根据该事先指定的位置查找PLD器件从而获得单板ID。设计时对该PLD器件进行统一选型(称其为统一EPLD)，单板ID的上下拉电阻网络使用固定管脚，这些管脚可以与其它信号复用，例如可以挂接启动Boot的地址总线或者其它的输出型信号，降低资源占用率。

包含单板ID的器件除PLD器件外，也可以是其他器件，如FPGA等。

其它PLD器件和上述包含单板ID的PLD器件串接在同一条菊花链中，单板的子卡独立使用一条子链，处理器独立使用一条子链，所有JTAG测试设备都可以分类做JTAG菊花链串接。

对单板PLD的JTAG链进行烧结的流程如图6所示，主要步骤如下：

601，机框上电；

602，ETC通过背板JTAG测试总线选择JTAG桥片，从而选择待烧结的单板，进一步选择该单板的第1号子链的第1个EPLD设备(单板在位及EPLD器件有效检验已完成)；

603，ETC发送JTAG的用户代码USERCODE指令，读取EPLD的USERCODE寄存器内容，其中USERCODE寄存器中包含单板以及版本信息；

604，对USERCODE寄存器的内容进行校验，判断USERCODE寄存器的内容是否有效，如果有效，执行步骤608，如果无效，执行步骤605；

其中，对USERCOED寄存器的内容进行校验的方法如下：

如果为全0或者全1，则认为EPLD为空或者上次烧结出现错误，USERCODE寄存器的内容无效；

如果USERCODE值做奇偶校验时错误，则再次读取USECODE寄存器中的内容，如果多次校验错误，认为EPLD为空或者烧结错误，USERCODE寄存器的内容无效；

如果USERCOED的值不全为0也不全为1且奇偶校验正确，则校验有效，执行步骤607，否则，校验无效，执行步骤605；

605，如果USERCODE寄存器内容校验无效，即如果USERCODE校验错误或为空时，认为单板没有正常工作，通过JTAG发送EXTEST或者SAMPLE标准指令，执行步骤606；

606，扫描统一EPLD的指定管脚的上下拉电平状态；

607，ETC获得单板信息，包括PLD版本信息，可以准备烧结；

其中，ETC从USERCODE寄存器中或通过扫描统一EPLD的指定管脚的上下拉电平状态获得单板信息；

608，根据单板信息，管理板从数据库中得到该单板的待烧结的烧结文件，例如PLD版本以及其它信息，准备烧结指定的EPLD，ETC通过JTAG烧结指定的EPLD，发送烧结文件至EPLD；

在本实施例中，烧结文件是升级文件，比如PLD版本，从而完成器件的升级，在其他实施例中，烧结文件也可以是测试向量文件，进行器件的测试。

609，烧结完成后，进行烧结校验；

610，如果烧结校验通过，执行步骤611，否则，执行步骤615；

611，烧结校验通过后，可再通过读取USERCODE寄存器来验证EPLD中的烧结文件是否正确；如果正确，则烧结成功，执行步骤612，否则，执行步骤615；

其中，验证烧结文件是否正确时，如果是对EPLD进行升级，则检查EPLD中的文件是否为升级后的EPLD版本；

612，ETC通过SAMPLE指令扫描统一EPLD上指定的校验用IO(EVERIFY1和EVERIFY2)管脚电平状态；

613，根据所述指定的校验用管脚电平状态进行功能校验；如果校验通过，则执行步骤614；否则，执行步骤615；

其中，进行功能校验时，如果EPLD工作正常，则EPLD的内部逻辑会在这2个指定管脚上分别输出预先指定的电平，如预先指定的特殊电平，如果ETC扫描到的电平不是预先指定的电平(如特殊电平)，则认为烧结失败，功能校验未通过；如果是预先指定的电平，则认为烧结成功，功能校验通过。

其中，EVERIFY1和EVERIFY2这两个校验用管脚预先的上下拉值可以有不同的方法，例如可以做单板ID的奇偶校验位，可用于校验ID上下拉电阻网络是否有焊接问题。

614，正常运行EPLD，结束；

615，执行后续失败流程，例如告警或错误处理等，结束。

上述烧结过程适用于对单板的配置、升级和测试。对单板的测试时，在识别了单板类型后即可根据单板类型自动确定待下发测试向量文件，烧结至单板上相应的JTAG器件。

对单板上其他JTAG器件的烧结和对上述EPLD的烧结类似，即先得到单板ID，根据单板ID得到烧结文件，对于不同的JTAG器件，其烧结文件不同，对同一单板的各JTAG器件的烧结由ETC自动完成。对系统中所有单板的烧结均可由ETC自动完成，不需要人工操作，因此，大大提高了效率。

实施例二：

本发明实施例二的单板系统框架如图7所示。

实施例二的结构框图和实施例一差不多，不同的地方是将单板ID的上下拉电阻网络由JTAG桥片实现，上下拉电阻网络的结果可以由ETC通过背板JTAG总线访问JTAG桥片的内建寄存器得到，这种方式就不需要占用单板EPLD的资源；同时，几乎所有的可编程设备，包括上电顺序控制的编程器件也可以实现出厂的烧结和升级。这种方式可以开放更多的PLD资源提供给单板设计人员，几乎不占用单板资源。

实施例二的实施步骤和实施例一类似，见图8，获得单板ID的信息不需要通过EPLD实现，可直接通过访问JTAG桥片的内建寄存器即可得到。其它的烧结步骤和实施例一相同。具体包含：

步骤801，机框上电；

步骤802，ETC选择JTAG桥片；

步骤803，ETC从JTAG桥片的内建寄存器获得单板信息；

步骤804-811同步骤608-615，此处不再详述。

本发明还可通过外接测试机替代ETC的功能。如果需要外接测试机，可通过预留的JTAG总线接口将外部测试机与业务单板直接连接，或者外部测试机通过其它通讯方式连接管理板，再由管理板做测试数据的转发，对业务单板进行测试。

本发明将SJTAG技术应用于电信级系统中，根据电信系统的特点，将JTAG技术充分发挥，提供了一种整框自动烧结、烧结后校验、整框测试的方法，克服了普通电信系统单板测试/升级方法速度慢、效率低、风险大、存在测试/升级盲区、子卡升级方式单一、主控板无法升级等缺点，将全框都纳入了可现场测试/升级的范畴，该发明不需要被测单板上任何处理器处于工作状态，特别适合出厂大批量单板的自动升级烧结和测试。本发明可以实现整个电信机框单板的自动升级/测试及配置。通过这种方法，除了能够进行整框的现场升级维护，还可以进行产品出厂或者现场测试，实现故障定位及测试等。

Claims (11)

1.一种电信系统级的烧结方法，应用于电信系统，其特征在于，所述电信系统管理板中增加嵌入式测试控制器ETC和联合测试行动组织JTAG桥片，业务单板中增加专用的可寻址的JTAG桥片，所述管理板通过JTAG测试总线和业务单板的JTAG桥片连接，包含以下步骤：

A.机框上电后，管理板的ETC通过JTAG测试总线选择所述业务单板的JTAG桥片，管理板通过读取业务单板上指定JTAG器件的用户代码USERCODE寄存器或者JTAG桥片的内建寄存器获取单板信息，获取待烧结JTAG器件所在业务单板的单板信息；

B.管理板根据所述单板信息，获取要烧结至该JTAG器件的烧结文件，将所述烧结文件通过JTAG测试总线烧结至所述JTAG器件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取单板信息时，首先读取寄存器内容，对寄存器内容进行校验，如果校验有效，则从寄存器中获取单板信息；如果寄存器内容校验无效，则管理板扫描业务单板指定管脚的上下拉电平状态，获取单板信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对寄存器内容进行校验时，如果寄存器内容非全为0且非全为1且奇偶校验正确，则校验有效，否则，效验无效。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将烧结文件烧结至所述JTAG器件后，所述管理板还读取USERCODE寄存器验证所述JTAG器件中的烧结文件是否正确。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，对选定的JTAG器件烧结后，管理板扫描所述业务单板指定的校验管脚的电平，如果所述校验管脚的电平为预先设定的电平，则烧结成功，否则，烧结失败。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧结文件为升级文件或测试向量文件。

7.一种电信系统级的自动烧结系统，包含管理板、若干个业务单板，其特征在于：

所述电信系统管理板中增加嵌入式测试控制器ETC和联合测试行动组织JTAG桥片；在通信背板上增加JTAG测试总线，在业务单板中增加专用的可寻址的联合测试行动组织JTAG桥片，该JTAG桥片接业务单板上的JTAG器件，管理板通过JTAG测试总线与JTAG桥片相连；

所述管理板的ETC通过JTAG测试总线选择所述业务单板的JTAG桥片，管理板通过读取业务单板上指定JTAG器件的用户代码USERCODE寄存器或者JTAG桥片的内建寄存器获取单板信息，获取待烧结JTAG器件所在业务单板的单板信息；

管理板根据所述单板信息，获取要烧结至该JTAG器件的烧结文件，将所述烧结文件通过JTAG测试总线烧结至所述JTAG器件。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述JTAG器件组成JTAG子链后与JTAG桥片连接。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述业务单板包含一JTAG器件，该JTAG器件上配置包含单板信息的上下拉电阻网络，所述管理板从所述JTAG器件的寄存器或扫描所述JTAG器件指定管脚的上下拉电平状态，获取所述业务单板的单板信息，根据单板信息获取烧结文件对JTAG器件进行烧结。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述JTAG桥片上配置包含单板类型的上下拉电阻网络，所述管理板从所述JTAG桥片获取所述业务单板的单板信息，根据单板信息获取烧结文件对JTAG器件进行烧结。

11.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述业务单板包含指定的校验管脚，当所述业务单板工作正常时，所述指定的校验管脚输出预先指定的电平；所述管理板通过扫描所述指定的校验管脚的电平状态对业务单板进行功能校验。

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