CN103902393A - 含外部看门狗机制时的jtag口安全辅助电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路,包括JTAG口、处理器和看门狗电路,其特征在于将JTAG口的TCK引脚发出的信号和处理器IO口的喂狗信号相与后输出给看门狗电路的喂狗端,同时将看门狗电路的复位输出信号直接输出给处理器的复位引脚。本发明通过对JTAG口自身信号TCK的有效利用,实现自动使能屏蔽外部看门狗功能目的,从而使得产品处理器在JTAG口调试编程阶段,不会因外部看门狗电路的存在,导致芯片调试烧写异常或损坏。
Description
技术领域
本发明属于电子电路设计领域,具体为一种含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路。
背景技术
在电子信息技术领域,处理器的使用日趋平凡,ARM、DSP、PowerPC、单片机等由于其高效的性能及可靠的灵活性,已成为众多工程技术人员广泛使用的器件之一,而上述处理器中,以JTAG口作为主要调试及编程接口的又占绝大多数。JTAG(Joint Test Action Group;联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议,主要用于芯片内部测试。表1所列为通用JTAG口相关引脚及相应功能描述:
表1
TCK | JTAG测试时钟。 |
TMS | JTAG测试模式选择端。 |
TDI | JTAG测试数据输入端。在TCK的上升沿,TDI被锁存到选择寄存器、指令寄存器或数据寄存器中。 |
TDO | JTAG扫描输出,测试数据输出。在TCK的下降沿将选择寄存器的内容从TDO移除。 |
在处理器的使用过程中,为避免因程序设计缺陷或其他未知因素的影响,导致处理器程序跑飞,产品死机现象,看门狗机制的引入有效的解决了上述技术难题。
看门狗机制的工作原理是:看门狗电路和处理器的一个I/O引脚相连,该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高低电平(简称喂狗),这一程序语句分散地放在处理器其他控制语句中间;一旦处理器由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段、进入死循环状态时,喂狗程序便不能被执行。这个时候,看门狗电路就会由于得不到喂狗信号,便在它与处理器复位引脚相连的引脚上送出复位信号,使处理器产生复位,即程序从代码起始处开始执行,这样便实现了处理器的自动复位。
看门狗机制的引入为产品的可靠运行提供了有利的保障,但同时也为产品的在线调试及程序烧写带来了诸多不便,甚至会造成处理器不可恢复的后果。由于处理器在连接JTAG仿真器成功后,除调试运行外,程序处于停滞状态,导致喂狗操作无法进行,看门狗电路周期给出复位信号,而多数处理器对此复位信号未做保护,导致调试异常或烧写出错。
以在航空、航天、船舶、兵器等领域广泛应用的DSP为例,TI公司的TMS320F28XX系列产品是上述领域里的主力军,而该DSP产品并未针对上述问题引入保护机制,在JTAG口程序烧写过程中,若引入复位信号,便会导致芯片锁死,造成不可逆转的后果。针对该问题,我们以往的做法很多,如在程序调试阶段,不使用外部看门狗,待程序状态确定后,才使能该功能;或通过外部引线加上某些逻辑,控制打开关闭外部看门狗功能等。总结下来,都是通过人为地打开关闭外部看门狗功能,达到处理器JTAG口正常使用的目的。图1所示为通用外部看门狗电路原理框图,处理器的IO口直接将喂狗信号输出给看门狗芯片,看门狗芯片的复位输出通过开关(常用为插针*2)连接到处理器复位引脚,当使能看门狗功能时,在开关处用跳线帽或焊锡连接,反之断开此处连接,以达到正常使用JTAG功能的目的。
由于人为因素,不能保证每次连接JTAG口都记得屏蔽外部看门狗功能,导致TMS320F28XX烧写过程中锁死现象依然存在。为此,我设计该辅助电路,达到自动解决上述问题的功能,且要求简单高效,并具有一定的通用性。
发明内容
本发明提供一种含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路,实现自动使能屏蔽外部看门狗功能目的,可有效避免因外部看门狗电路周期复位,导致产品处理器在线调试不便及程序烧写出错等现象。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路,包括JTAG口、处理器和看门狗电路,其特征在于将JTAG口的TCK引脚发出的信号和处理器IO口的喂狗信号相与后输出给看门狗电路的喂狗端,同时将看门狗电路的复位输出信号直接输出给处理器的复位引脚。当JTAG口与处理器连接后,JTAG口的TCK引脚发出时钟信号,和处理器的IO口的喂狗信号相与后输出给看门狗电路,看门狗电路不再输出复位信号;当JTAG口与处理器断开后,JTAG口的TCK引脚为高电平,看门狗电路的输入信号即为处理器的IO口的喂狗信号,看门狗电路的输出信号仅由处理器IO口的喂狗信号决定。
本发明通过对JTAG口自身信号TCK的有效利用,实现自动使能屏蔽外部看门狗功能目的,从而使得产品处理器在JTAG口调试编程阶段,不会因外部看门狗电路的存在,导致芯片调试烧写异常或损坏。
附图说明
图1为常用外部看门狗设计原理框图。
图2为本发明外部看门狗设计原理框图。
图3为具体实施方案设计图。
图4为喂狗信号仿真图。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
具体实施方式
图2是本发明的核心技术,如图所示,一种含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路,包括JTAG口1、处理器2和看门狗电路3,其特征在于所述JTAG口1的TCK引脚和与门4的一个输入端连接,处理器2的IO口和与门4的另一输入端连接,与门4的输出端与看门狗电路3的输入端连接,看门狗电路3的输出端与处理器2的复位引脚连接。
通过利用JTAG口在成功连接上处理器后,JTAG口1的TCK引脚会从仿真器输出时钟信号这一特性,将JTAG口1发出的TCK信号和处理器2的IO口的喂狗信号相与后输出给外部看门狗电路3。这样便达到在JTAG口连接状态下,一直有TCK时钟信号来喂狗,外部看门狗电路不再输出复位信号,JTAG口可以正常使用的目的;一旦JTAG口断开,JTAG口的TCK引脚为高电平(JTAG口接口电路芯片中,TCK信号在未连接JTAG时为高电平,即在芯片内部已弱上拉,因此无需外接上拉电阻),看门狗电路的输入信号即为处理器的IO口的喂狗信号,产品又恢复为只有IO口喂狗,完整保留了外部看门狗机制。
图3是以TMS320F2812为处理器2的具体实施方案设计图,由于TMS320F2812占用空间过大,在本发明中只需其一个IO口(WATCHDOG_IN信号),因此图中未画出。图中以TMS320F2812的GPIOF8(WATCHDOG_IN)输出IO喂狗信号给CPLD,另外将JTAG口1的DSP_TCK信号输出给CPLD(复杂可编程逻辑器件),在CPLD中将上述两个信号相与后输出WATCHDOG_OUT信号给外部看门狗电路的喂狗端,同时将外部看门狗电路的复位输出信号直接输出给DSP的复位引脚(DSP_RST)处。图4是该方案的仿真图形,图中T1处为JTAG未连接程序运行时的喂狗信号,T2为JTAG连接上程序停止运行时的喂狗信号,T3为JTAG连接上程序仿真运行时的喂狗信号,T4为JTAG断开程序不运行时的喂狗信号,T5为JTAG断开程序运行时的喂狗信号。由上述仿真波形分析,该方案实现了JTAG连接时自动喂狗(屏蔽外部看门狗),断开时由IO喂狗(使能外部看门狗)的目的。通过产品的大量试验,该辅助电路简单可靠。
Claims (3)
1.一种含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路,包括JTAG口、处理器和看门狗电路,其特征在于将JTAG口的TCK引脚发出的信号和处理器IO口的喂狗信号相与后输出给看门狗电路的喂狗端,同时将看门狗电路的复位输出信号直接输出给处理器的复位引脚。
2.如权利要求1所述的JTAG口安全辅助电路,其特征在于当JTAG口与处理器连接后,JTAG口的TCK引脚发出时钟信号,和处理器的IO口的喂狗信号相与后输出给看门狗电路,看门狗电路不再输出复位信号;当JTAG口与处理器断开后,JTAG口的TCK引脚为高电平,看门狗电路的输入信号即为处理器的IO口的喂狗信号。
3.如权利要求1所述的JTAG口安全辅助电路,其特征在于处理器为TMS320F2812。
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