CN107122304B

CN107122304B - 一种jtag远程调试方法

Info

Publication number: CN107122304B
Application number: CN201710304926.3A
Authority: CN
Inventors: 王晓曦; 陈彬
Original assignee: Chengdu Dingwave Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Dingwave Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2037-05-03
Also published as: CN107122304A

Abstract

本发明公开了一种JTAG远程调试方法，涉及JTAG调试领域。一种JTAG以太网远程调试方法，包括：JTAG转换模块上电自检或不自检；检查或不检查JTAG转换模块与调试中心是否连接；调试中心将调试数据进行组帧并打包或者接收JTAG转换模块上传的数据包并解析；JTAG转换模块接收调试中心发送的数据包或者将被测设备JTAG返回的数据组包发送给调试中心；JTAG转换模块接收调试中心的数据包或者发送给调试中心的数据包通过不同的IP地址和端口地址来区分不同的被测设备和不同的调试中心；解析JTAG协议，包括串并转换和并串转换以及FIFO缓存、时序同步以及其他数字信号处理过程。本发明可以利用一台或多台电脑调试多台对应设备；通过集成JTAG转换模块实现的主要功能是以太网转JTAG。

Description

一种JTAG远程调试方法

技术领域

本发明涉及JTAG调试领域，尤其是一种JTAG远程调试方法。

背景技术

随着嵌入式系统的不断发展和应用越来越广泛，针对不同应用的嵌入式软件的开发也越来越受到重视。在系统设计领域，应用软件的开发越发变得昂贵，消耗的时间也越来越多。一个好的调试器可以给予嵌入式软件开发人员很好的帮助，达到事半功倍的效果。随着芯片设计的复杂度越来越高，软件开发和系统调试阶段是产品上市时间的重要部分。在板级，通过软件模拟、验证和分析等系统功能调试已经远远不能满足功能正确性调试和故障定位等要求，所以微处理器硬件上支持片上测试和调试功能显得十分重要。嵌入式系统的开发与实

现，已在逐渐步入利用SOC（System On Chip）技术的软硬件协同设计阶段。现在高集成度、高时钟频率的高性能嵌入式微处理器芯片设计时都引入片上调试逻辑。调试器在开发过程中变得更加重要，越来越多的微处理器集成了片上调试支持结构来减轻嵌入式系统软件开发人员的负担。

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及对系统进行仿真、调试，JTAG技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路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。如今大多数比较复杂的器件都支持JTAG 协议，如ARM、DSP、FPGA 器件等。标准的JTAG 接口是4 线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为测试模式选择、测试时钟、测试数据输入和测试数据输出。传统方式为USB转JTAG，无法实现远程调试，在某些特定条件下使用十分不便。并且传统方式同一台电脑只能调试一台对应设备，多电脑也无法协同调试多台设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种JTAG远程调试方法与系统，实现远程调试，可以利用同一台或者多台电脑调试多台对应设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种JTAG远程调试方法，它包括如下步骤：

S1JTAG转换模块上电自检：若自检正常，则进行下一步骤，反之终止调试重复自检；在必要情况下可以不进行自检；

S2检查JTAG转换模块与调试中心是否连接：若已连接，则进行下一步骤，反之终止调试，在必要情况下可以不进行连接检测；

S3调试中心将调试数据进行组帧并打包或者接收JTAG转换模块上传的数据包并解析；

S4JTAG转换模块接收调试中心发送的数据包或者将被测设备JTAG返回的数据组包发送给调试中心；JTAG转换模块接收调试中心的数据包或者发送给调试中心的数据包通过不同的IP地址和端口地址来区分不同的被测设备和不同的调试中心；

S5解析JTAG协议，包括串并转换和并串转换以及FIFO缓存、时序同步。

进一步限定，所述的调试中心将调试数据进行打包具体包括如下子步骤：

S31调试中心对JTAG转换模块实行安全认证；当系统存在不同的JTAG转换模块时，为每个JTAG转换模块自动或者手动分配不同的IP以及端口地址；

S32调试中心将调试数据格式进行转换，将调试数据打包成以太网数据帧格式，或者将网口收到的数据包解析成调试需要数据；

S33将转换后的数据送到网口，并从网口接收调试数据以太网包。

进一步限定，所述的安全认证是通过识别JTAG转换模块的ID信息进行认证。

进一步限定，所述的数据格式进行转换是将数据格式转换为换为标准以太网包结构。

进一步限定，所述的解析JTAG协议，具体包括如下子步骤：

S51 输出调试时钟TCK，同时内部时钟时序同步；

S52 输出调试模式TMS；

S53JTAG转换模块接收到的以太网包解析之后进行并串转换并缓存、同步输出到TDI，JTAG转换模块发送给调试中心的数据缓存、同步之后串并转换再打包成以太网数据包。

进一步限定，所述的解析JTAG协议将数据解析为JTAG数据流。

进一步限定，所述的调试中心与JTAG转换模块通过无线或者有线网络相连，JTAG转换模块通过JTAG电缆与被测设备连接。

进一步限定，能够同时对至少一台被测设备进行远程调试。

进一步限定，所述的JTAG转换模块包括：可编程逻辑单元、数据输入输出单元和以太网控制单元。

进一步限定，JTAG远程调试方法的流程和涉及到的JTAG转换模块的协议转换流程均能制作为芯片。

本发明的有益效果是：本发明提供一种JTAG远程调试方法，实现远程调试，可以利用同一台或多台电脑调试多台对应设备。通过集成JTAG转换模块实现的主要功能是以太网转JTAG。模块内部可通过烧写不同的软件实现不同的JTAG应用。主要支持FPGA或者CPLD编程、下载、烧写、仿真、调试等；Flash、存储设备编程、下载、烧写、仿真、调试等；Microprocessor/Microcontroller等器件编程、下载、烧写、仿真、调试等；以及其他支持标准JTAG标准协议的可在线调试器件。本发明用以太网协议的方式，替代了原来USB的流程，将原来PC与底层硬件交互的数据帧用网络包形式进行封装。

附图说明

图1为一种JTAG远程调试方法流程图；

图2为利用本发明的调试系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种JTAG远程调试方法，它包括如下步骤：

S1JTAG转换模块上电自检：通电之后进行自检，主要检测JTAG转换模块的可编程逻辑单元、数据输入输出单元和以太网控制单元是否正常包括有无逻辑错误，是否正常通电等，若自检正常，则进行下一步骤；反之终止调试，并生成错误信息报告，操作员可以根据错误信息报告中的错误代码进而判断发生的具体情况并做出相应解决措施，执行故障排除后重复自检直至检测正常为止，在必要情况下可以不进行自检。

S2检查JTAG转换模块与调试中心是否连接：即自动检测检查JTAG转换模块与调试中心的网络通信是否畅通，若无异常则进行下一步骤；反之终止调试，并提示通信连接失败，系统自动重新加载驱动，再进行通信状态检测，若无异常则进行下一步骤；若还是无法连接，操作员进行手动加载驱动直至连接正常，在必要情况下可以不进行连接检测。

S3调试中心将调试数据进行处理：首先启动以太网转JTAG的应用程序，调试中心同时获取JTAG转换模块的ID等信息，并对其进行安全认证，若与数据库预存的JTAG转换模块的ID信息相匹配则认证通过，反之认证失败，并且中断调试中心与JTAG转换模块的通信。当存在不同的JTAG转换模块时，为每个JTAG转换模块自动或者手动分配不同的IP以及端口地址，重复上述认证过程。认证通过之后，输入调试信息，并调用XILINX等软件对调试数据进行数据格式转换，将其转换为特殊帧结构，并将数据进行以太网数据包打包，相反的过程，从协议转换接收到的以太网包需要进行数据格式转换，转换成相应的数据格式。

S4JTAG转换模块接收调试中心发送的数据包：调试中心将转换后的以太网包送到网口之后通过数据通道将数据包发送至JTAG转换模块，同时调试中心也接收JTAG转换模块的数据反馈。

S5解析JTAG协议：JTAG转换模块将接收到的数据包进行解析，输出调试时钟TCK，同时内部时钟时序同步；输出调试模式TMS；JTAG转换模块接收到的以太网包解析之后进行并串转换并缓存、同步输出到TDI，JTAG转换模块发送给调试中心的数据缓存、同步之后串并转换再打包成以太网数据包。

S6解析得到的电平信号通过JTAG线缆传输给被测设备，并且由调试中心控制调试开始，通过JTAG转换模块内部烧写不同的软件实现不同的JTAG应用。实现了FPGA或者CPLD编程、下载、烧写、仿真、调试等；Flash、存储设备编程、下载、烧写、仿真、调试等；Microprocessor/Microcontroller等器件编程、下载、烧写、仿真、调试等；以及其他支持标准JTAG标准协议的可在线调试器件。

优选的，调试中心与JTAG转换模块通过无线或者有线网络相连，JTAG转换模块通过JTAG电缆与被测设备连接。

优选的，能够同时对至少一台被测设备进行远程调试。

本发明用以太网协议的方式，替代了原来USB的流程，将原来PC与底层硬件交互的数据帧用网络包形式进行封装，发送至底层硬件的可编程器件；可编程器件中将网络包的原JTAG数据取出，并按照JTAG协议规范进行发送，JTAG协议规范的反馈数据也使用以太网包的形式从可编程逻辑器件中反向发送至PC软件。通过以太网的方式可以在调试中心上，通过网络地址等特征如IP、端口号，对网络中的存在的不同的板卡进行JTAG调试加载。并且凡是支持标准JTAG协议的调试设备，都能够通过此方法进行替代。

如图2所示，一种JTAG远程调试系统，它包括：调试中心、JTAG转换模块和被测设备；

调试中心与JTAG转换模块通过无线或者有线网络连接，JTAG转换模块通过JTAG电缆与被测设备连接；

进一步限定，可以让交换机接上互联网公网口，实现互联网远程加载调试。

进一步限定，所述的调试中心可以同时对至少一台被测设备进行调试。

进一步限定，所述的调试中心可以对被测设备进行远程调试。

进一步限定，所述的调试中心是安装有以太网转JTAG程序及XILINX的软件、ARM的软件、ALTERA的软件等的计算机，此处的也可以是自定义的软件，只要满足JTAG协议规范。

进一步限定，所述的以太网控制单元为以太网PHY或者以太网控制器的至少一种。

进一步限定，可编程逻辑单元可以是单片机、CPLD、FPGA、PowerPC、ARM等任何器件。

进一步限定，被测设备包括CPLD、MCU、FPGA、FLASH及其他支持JTAG调试器件的一种或多种。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除。比如，将整个方法流程、利用JTAG转换模块的转换流程所制作的芯片等都属于本发明的其他实施例。而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种JTAG远程调试方法，其特征在于，它包括如下步骤：

S1 JTAG转换模块上电自检：若自检正常，则进行下一步骤，反之终止调试重复自检；JTAG转换模块也可以不自检；

S2检查JTAG转换模块与调试中心是否连接：若已连接，则进行下一步骤，反之终止调试，重新加载驱动；也可以不检查连接；

S3调试中心将调试数据进行组帧并打以太网包或者接收JTAG转换模块上传的以太网数据包并解析；

S4 JTAG转换模块接收调试中心发送的数据包或者将被测设备JTAG返回的数据组包发送给调试中心；JTAG转换模块接收调试中心的数据包或者发送给调试中心的数据包通过不同的IP地址和端口地址来区分不同的被测设备和不同的调试中心；

S5解析JTAG协议，包括串并转换和并串转换以及FIFO缓存、时序同步以及其他数字信号处理；

所述的调试中心将调试数据进行打包具体包括如下子步骤：

S33将转换后的数据送到网口，并从网口接收调试数据以太网包；

所述的解析JTAG协议，具体包括如下子步骤：

S51 输出调试时钟TCK，同时内部时钟时序同步；

S52 输出调试模式TMS；

2.根据权利要求1所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：所述的安全认证是通过识别JTAG转换模块的ID信息进行认证。

3.根据权利要求1所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：所述的数据格式进行转换是将数据格式转换为标准以太网包结构。

4.根据权利要求1所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：所述的解析JTAG协议将数据解析为JTAG数据流。

5.根据权利要求1所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：所述的调试中心与JTAG转换模块通过无线或者有线网络相连，JTAG转换模块通过JTAG电缆与被测设备连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：能够同时对至少一台被测设备进行远程调试，并且通过交换机连接互联网公网口，实现互联网远程加载调试。

7.根据权利要求1所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：所述的JTAG转换模块包括：可编程逻辑单元、数据输入输出单元和以太网控制单元。

8.根据权利要求1所述的一种JTAG远程调试方法，其特征在于：JTAG远程调试方法的流程和涉及到的JTAG转换模块的协议转换流程均能制作为芯片。