CN103902393A

CN103902393A - 含外部看门狗机制时的jtag口安全辅助电路

Info

Publication number: CN103902393A
Application number: CN201210573936.4A
Authority: CN
Inventors: 杨文生
Original assignee: Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Current assignee: Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-02

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

含外部看门狗机制时的JTAG口安全辅助电路

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

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。