CN106597265A - 一种jtag链路自动实现通道切换的方法及系统 - Google Patents

一种jtag链路自动实现通道切换的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种JTAG链路自动实现通道切换的方法及系统，具体包括：CPLD后置于JTAG链路；在CPLD与JTAG链路之间串联一缓冲器，所述缓冲器的使能控制端低电平有效，JTAG链路的TRST引脚通过一反相器与所述缓冲器的使能控制端相连，CPLD的TDO引脚作为整个链路的输出端通过所述缓冲器与所述第一连接器相连；设置第二连接器与CPLD连接，用于通过该连接器进行CPLD在线编程。采用本发明可以实现JTAG测试覆盖CPLD，同时又不会影响CPLD在线编程，方案简单易实现，而且切换过程不需要操作人员人为参与，便可以自动完成通道的切换。

Description

一种JTAG链路自动实现通道切换的方法及系统
技术领域
本发明涉及电子电路设计技术，具体涉及一种JTAG链路自动实现通道切换的方法及系统。
背景技术
JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行为组织))是一种边界扫描技术，是在20世纪80年代中期作为解决PCB物理访问问题的JTAG接口发展起来的。这种技术最初是用来对芯片进行测试的，基本原理是在器件内部定义一个TAP(Test Access Port测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。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，使用最多的就是用于板卡上芯片间互联测试和在线编程。
一般网络交换板卡上会有多个的芯片支持JTAG扫描，如CPU、CPLD、PHY等。电路设计时，会考虑把这些芯片的JTAG接口串接成一条链状结构，例如图1a所示，以方便做芯片间互联测试。但是，包含CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)的JTAG链路则有所区别，CPLD需要在线编程，而且必须专用的编程器来实现。如果将CPLD串接到JTAG链路中，在线编程时，链路中其他器件会干扰CPLD的数据，容易导致编程失败。所以一般设计时，通常把CPLD放到链路外面，单独设计一个JTAG插座用于烧录，例如图1b所示。
然而将CPLD置于链路外的缺点是，当芯片间互连测试时，无法测试CPLD，覆盖率大大降低。如果测试CPLD需要外接复杂的JTAG测试治具，增加了测试复杂度，降低了测试系统的稳定性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于：利用JTAG接口中的TRST低有效特性控制缓冲器的通断，以实现CPLD与JTAG链路连接通道的自动切换。
为实现前述目的，本发明公开了一种JTAG链路自动实现通道切换的方法，应用于CPLD与JTAG链路串联的链路结构中，所述JTAG链路由第一连接器与若干芯片串联形成，具体包括：
CPLD后置于JTAG链路；
在CPLD与JTAG链路之间串联一缓冲器，所述缓冲器的使能控制端低电平有效，JTAG链路的TRST引脚通过一反相器与所述缓冲器的使能控制端相连，CPLD的TDO引脚作为整个链路的输出端通过所述缓冲器与所述第一连接器相连；
设置第二连接器与CPLD连接，用于通过该连接器进行CPLD在线编程。
优选地，所述缓冲器的型号为SN74LVTH16244A。
优选地，当TRST信号为高电平，所述缓冲器处于导通状态，CPLD与JTAG链路形成完整的JTAG链；
当TRST信号为低电平，所述缓冲器处于断开状态，CPLD与JTAG链路断开。
相应地，本发明还提供了一种JTAG链路自动实现通道切换的系统，包括JTAG链路模块、使能控制模块、CPLD编程模块，所述JTAG链路模块由第一连接器与若干芯片串联形成，所述系统具体包括：
CPLD编程模块后置于JTAG链路模块，通过使能控制模块与JTAG链路模块串联，JTAG链路模块的TRST引脚与使能控制模块相连，CPLD编程模块的输出端TDO引脚通过使能控制模块与所述JTAG链路模块的第一连接器相连；
所述使能控制模块高电平接入时，处于导通状态，低电平接入时，处于断开状态。
优选地，所述使能控制模块包括反相器和缓冲器，所述反相器与所述缓冲器的使能控制端相连，所述反相器的输入端作为使能控制模块的使能控制端；
所述缓冲器的使能控制端低电平有效。
优选地，所述CPLD编程模块包括CPLD芯片和第二连接器，第二连接器与CPLD相连，用于通过该连接器进行CPLD在线编程。
优选地，所述使能控制模块的缓冲器的型号为SN74LVTH16244A。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的一种JTAG链路自动实现通道切换的方法及系统，可以实现JTAG测试覆盖CPLD，同时又不会影响CPLD在线编程，方案简单易实现，而且切换过程不需要操作人员人为参与，便可以自动完成连接通道的切换。
附图说明
图1a为现有技术中JTAG链路示意图；
图1b为CPLD在线编程结构示意图；
图2为本发明一实施例提出的一种JTAG链路自动实现通道切换方法的链路结构示意图；
图3为型号为SN74LVTH16244A的缓冲器真值表及芯片接口示意图；
图4为本发明一实施例提出的一种JTAG链路自动实现通道切换系统的结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1a为现有技术中JTAG链路示意图，包括第一连接器、缓冲器buffer1、芯片组chip-1、chip-2……chip-N以及缓冲器buffer2，各元器件之间通过各自的JTAG引脚相连接。其中，JTAG引脚包括：
TCK为测试时钟输入；
TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；
TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；
TMS为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；
TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。
若CPLD直接与上述JTAG链路串联，虽然方便做芯片间互连测试，但是使用CPLD在线编程则会受到其他器件的干扰，为实现CPLD正常在线编程，只能如图1b所示置于链路外。这样，对CPLD进行测试时则需单独为其提供外接测试治具，导致覆盖率大大降低，且增加了测试复杂度，降低稳定性。
基于上述链路构成的实施例，本发明实施例提出一种JTAG链路自动实现通道切换方法，如图2所示：
将CPLD置于JTAG链路后端，将缓冲器buffer2作为CPLD的前置缓冲器设置在CPLD与JTAG链路之间，JTAG链路的TRST引脚通过一反相器与缓冲器buffer2的使能控制端Enable相连，CPLD的TDO引脚作为整个链路的输出端通过缓冲器buffer2与连接器connector-1相连；连接器connector-2仍与CPLD连接，用于通过该连接器进行CPLD在线编程。
在JTAG标准接口里，TRST信号是可选信号，为测试复位，输入引脚，低电平有效。一般支持JTAG的芯片均有此信号，而CPLD进行在线编程时则不需要此信号。这样，将TRST信号作为CPLD前置buffer2的使能控制信号来对buffer2进行通断控制，则可以实现对CPLD进行自动隔离。
缓冲器buffer2的使能控制端低电平有效，例如可采用SN74LVTH16244A器件，SN74LVTH16244A器件的真值表及芯片接口示意图如图3所示，由图中所示可知，该器件低电平输入有效。
JTAG链路自动实现通道切换的具体工作过程如下：
TRST默认为低电平，当执行JTAG测试时，TRST电平将会拉高，通过反相器信号输入后buffer2处于导通状态，此时CPLD将和其他器件形成完整的JTAG链，进行芯片联合测试；当JTAG测试停止时，TRST复位为低电平，经反相器信号输入后buffer2处于断开状态，CPLD被自动隔离，与JTAG链路断开，只与连接器connector-2连接，此时便可使用编程器通过connector-2实现对CPLD在线编程。由于CPLD已与JTAG链断开，所以JTAG链路的其他器件也不会对编程数据产生影响。
本发明实施例的技术方案通过利用JTAG接口中的TRST低有效特性自动控制缓冲器的通断，实现了CPLD与JTAG链路连接的自动切换，由此既实现了JTAG测试覆盖CPLD，同时又不会影响CPLD在线编程。
相应地，图4为本发明一实施例提出的一种JTAG链路自动实现通道切换系统的结构示意图，所述系统包括JTAG链路模块、使能控制模块、CPLD编程模块，各模块均包含JTAG接口引脚。具体包括：
JTAG链路模块包括由第一连接器与若干芯片串联形成的JTAG链路；
使能控制模块包括反相器和缓冲器，反相器与缓冲器的使能控制端相连，反相器的输入端作为使能控制模块的使能控制端；
CPLD编程模块包括CPLD芯片和第二连接器，第二连接器与CPLD相连，用于通过该连接器进行CPLD在线编程；
CPLD编程模块后置于JTAG链路，通过使能控制模块与JTAG链路模块串联，JTAG链路的TRST引脚与使能控制模块相连，CPLD编程模块的输出端TDO引脚通过使能控制端与所述第一连接器相连；
其中，使能控制模块的缓冲器低电平有效。当使能控制模块高电平接入时，经反相器输入，缓冲器处于导通状态；当使能控制模块低电平接入时，经反相器输入，缓冲器处于断开状态。也就是说，使能控制模块为高电平有效。
与前述实施例所述的方法类似，当执行JTAG测试时，JTAG链路模块输出的TRST电平将会拉高，使能控制模块处于导通状态，此时CPLD编程模块内的CPLD芯片将和JTAG链路模块内的其他器件形成完整的JTAG大链，进行芯片联合测试；当JTAG测试停止时，TRST复位为低电平，使能控制模块处于断开状态，CPLD编程模块被自动隔离，与JTAG链路模块断开，此时CPLD编程模块可与编程器连接实现CPLD在线编程。
使能控制模块内的缓冲器可采用SN74LVTH16244A器件。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种JTAG链路自动实现通道切换的方法，应用于CPLD与JTAG链路串联的链路结构中，所述JTAG链路由第一连接器与若干芯片串联形成，其特征在于：
CPLD后置于JTAG链路；
在CPLD与JTAG链路之间串联一缓冲器，所述缓冲器的使能控制端低电平有效，JTAG链路的TRST引脚通过一反相器与所述缓冲器的使能控制端相连，CPLD的TDO引脚作为整个链路的输出端通过所述缓冲器与所述第一连接器相连；
设置第二连接器与CPLD连接，用于通过该连接器进行CPLD在线编程。
2.根据权利要求1所述的一种JTAG链路自动实现通道切换的方法，其特征在于：所述缓冲器的型号为SN74LVTH16244A。
3.根据权利要求1所述的一种JTAG链路自动实现通道切换的方法，其特征在于：
当TRST信号为高电平，所述缓冲器处于导通状态，CPLD与JTAG链路形成完整的JTAG链；
当TRST信号为低电平，所述缓冲器处于断开状态，CPLD与JTAG链路断开。
4.一种JTAG链路自动实现通道切换的系统，包括JTAG链路模块、使能控制模块、CPLD编程模块，所述JTAG链路模块包括由第一连接器与若干芯片串联形成的JTAG链路，其特征在于：
CPLD编程模块后置于JTAG链路模块，通过使能控制模块与JTAG链路模块串联，JTAG链路模块的TRST引脚与使能控制模块相连，CPLD编程模块的输出端TDO引脚通过使能控制模块与所述JTAG链路模块的第一连接器相连；
所述使能控制模块高电平接入时，处于导通状态，低电平接入时，处于断开状态。
5.根据权利要求4所述的一种JTAG链路自动实现通道切换的系统，其特征在于：
所述使能控制模块包括反相器和缓冲器，所述反相器与所述缓冲器的使能控制端相连，所述反相器的输入端作为使能控制模块的使能控制端；
所述缓冲器的使能控制端低电平有效。
6.根据权利要求4所述的一种JTAG链路自动实现通道切换的系统，其特征在于：所述CPLD编程模块包括CPLD芯片和第二连接器，第二连接器与CPLD相连，用于通过该连接器进行CPLD在线编程。
7.根据权利要求4所述的一种JTAG链路自动实现通道切换的系统，其特征在于：所述使能控制模块的缓冲器的型号为SN74LVTH16244A。
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