CN109901042A - 使用usb且具电压可调功能的jtag控制装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置及其方法，通过USB端口接收USB信号及调节请求，并且由微控制单元将USB信号转换为JTAG信号以输出至可编程逻辑模块，以及传送相应调节请求的电压调节数值至数字转模拟元件以产生相应的第一输出电压，接着低压差线性稳压器对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压且输出至可编程逻辑模块，以便可编程逻辑模块将第二输出电压作为JTAG信号的电压，进而使JTAG信号的电压能够被调节，用以提高JTAG控制装置的可用性的技术功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置及其方法，特别是应用在检测印刷电路板的元件的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置及其方法。
背景技术
近年来，随着电子电路的普及与蓬勃发展，如何有效检测电子电路是否正确，便成为各家厂商亟欲解决的问题之一。
一般而言，检测印刷电路板上的电子电路、芯片等等可通过边界扫描(BoundaryScan)的技术来实现，而随着边界扫描技术的推广，各种基于联合测试工作组(Joint TestAction Group,JTAG)的控制装置(以下简称为JTAG控制装置)便如雨后春笋般出现，例如：使用RJ45的JTAG控制装置、使用PCIE的JTAG控制装置、使用USB的JTAG控制装置等等。其中，又以使用USB的JTAG控制装置在使用上最为方便快捷，然而，其无法调节JTAG电压或速度的缺陷，限制了JTAG控制装置的可用性，故具有JTAG控制装置的可用性不佳的问题。
综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在JTAG控制装置的可用性不佳的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此问题。
发明内容
本发明披露一种使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置及其方法。
首先，本发明披露一种使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置，此装置包含：微控制单元、可编程逻辑模块及反馈模块。其中，微控制单元通过USB端口接收调节请求，并且将来自USB端口的USB信号转换为JTAG信号，以及通过集成电路总线接收电压数值及传送相应调节请求的电压调节数值，当接收到的电压数值与传送的电压调节数值的误差超过预设范围时，调整电压调节数值以使电压数值与调整前的电压调节数值的误差在预设范围内；所述可编程逻辑模块用以自微控制单元接收JTAG信号，并且接收第二输出电压作为JTAG信号的电压，使JTAG信号的电压成为可调，并将JTAG信号输出至JTAG连接器。
在反馈模块的部分，其包含：数字转模拟元件、低压差线性稳压器及模拟转数字元件。其中，数字转模拟元件用以自微控制单元接收电压调节数值以产生相应的第一输出电压；低压差线性稳压器电性连接数字转模拟元件及可编程逻辑模块，用以对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压，并且将第二输出电压输出至可编程逻辑模块；模拟转数字元件电性连接低压差线性稳压器及微控制单元，用以持续将第二输出电压转换为相应的电压数值，并且通过集成电路总线将电压数值传送至微控制单元。
另外，本发明披露一种使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法，应用在具有微控制单元、可编程逻辑模块及反馈模块的装置，其步骤包括：微控制单元通过USB端口接收调节请求，并且将来自USB端口的USB信号转换为JTAG信号以输出至可编程逻辑模块；微控制单元通过集成电路总线传送相应调节请求的电压调节数值至反馈模块的数字转模拟元件以产生相应的第一输出电压；反馈模块的低压差线性稳压器对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压，并且将此第二输出电压输出至可编程逻辑模块；反馈模块的模拟转数字元件持续将第二输出电压转换为相应的电压数值，并且通过集成电路总线将此电压数值传送至微控制单元；微控制单元通过集成电路总线接收电压数值，当接收到的电压数值与传送的电压调节数值的误差超过预设范围时，调整电压调节数值以使电压数值与调整前的电压调节数值的误差在预设范围内；可编程逻辑模块接收第二输出电压作为所述JTAG信号的电压，使JTAG信号的电压成为可调，并将JTAG信号输出至JTAG连接器。
本发明所披露的装置与方法如上，与现有技术的差异在于本发明是通过USB端口接收USB信号及调节请求，并且由微控制单元将USB信号转换为JTAG信号以输出至可编程逻辑模块，以及传送相应调节请求的电压调节数值至数字转模拟元件以产生相应的第一输出电压，接着低压差线性稳压器对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压且输出至可编程逻辑模块，以便可编程逻辑模块将第二输出电压作为JTAG信号的电压，进而使JTAG信号的电压能够被调节。
通过上述的技术手段，本发明可以达成提高JTAG控制装置的可用性的技术功效。
附图说明
图1为本发明使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置的框图。
图2A及图2B为本发明使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法的流程图。
图3为应用本发明将USB信号转换为JTAG信号并调整电压的示意图。
图4为应用本发明控制传送JTAG信号的速度的示意图。
符号说明：
110 微控制单元
120 可编程逻辑模块
130 反馈模块
131 数字转模拟元件
132 低压差线性稳压器
133 模拟转数字元件
310 USB端口
320 JTAG连接器
330 USB总线
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
在说明本发明所披露的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置及其方法之前，先对本发明所自行定义的名词作说明，本发明所述的是指第一输出电压是指由数字转模拟元件根据电压调节数值所产生的输出电压；所述第二输出电压则是由低压差线性稳压器132对第一输出电压进行稳压后所产生的输出电压。在实际实施上，第二输出电压同时输出至可编程逻辑模块及模拟转数字元件，其中，输出至可编程逻辑模块的第二输出电压将作为JTAG信号的电压，而输出至模拟转数字元件的第二输出电压则是提供模拟转数字元件将此第二输出电压转换为数字信号的电压数值，以便传送至微控制单元，使微控制单元能够根据接收到的电压数值调整电压调节数值，进而达到使JTAG信号的电压成为可调的目的。
以下配合附图对本发明使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置及其方法做进一步说明，请先参阅图1，图1为本发明使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置的框图，此装置包含：微控制单元110、可编程逻辑模块120及反馈模块130。其中，微控制单元110用以通过USB端口接收调节请求，并且将来自USB端口的USB信号转换为JTAG信号，以及通过集成电路总线(Inter-Integrated Circuit Bus,I2C Bus)接收电压数值及传送相应此调节请求的电压调节数值，当接收到的电压数值与传送的电压调节数值的误差超过预设范围时，调整电压调节数值以使电压数值与调整前的电压调节数值的误差在预设范围内。举例来说，假设调节请求是请求将电压调节为5V，那么代表电压调节数值设为5V，至于接收到的电压数值则是来自于模拟转数字元件133转换第二输出电压所产生的数据，倘若电压数值为4.8V，代表电压数值与电压调节数值的误差为0.2V，假设预设范围为0.1V，代表微控制单元110需要调整电压调节数值，例如：至少增加0.1V，至多增加0.3V。如此一来，即可使得电压数值在4.9V至5.1V的范围内，其与调整前的电压调节数值(即：5V)误差在预设范围内。特别要说明的是，所述调节请求除了包含电压调节数值之外，还可包含速度调节数值，以便微控制单元110根据速度调节数值产生相应的时钟信号及速度控制信号，并且传送至可编程逻辑模块120以进行JTAG信号的速度调节，举例来说，假设速度调节数值设为24MHz，微控制单元110会产生相应的时钟信号24MHz及速度控制信号，所述速度控制信号将使微控制单元110的引脚“I/O 1”及“I/O 2”皆为低电位，以数字信号表示即为“00”，稍后将配合附图对此部分作详细说明。另外，所述预设范围则是由使用者所设定，再传送至微控制单元110，由微控制单元110通过USB端口接收，并且储存在微控制单元110的存储器中，提供作为误差比对之用。
可编程逻辑模块120用以自微控制单元110接收JTAG信号，并且接收第二输出电压作为所述JTAG信号的电压，使所述JTAG信号的电压成为可调，以及将JTAG信号输出至JTAG连接器。在实际实施上，可编程逻辑模块120为“复杂可编程逻辑装置(ComplexProgrammable Logic Device,CPLD)”或“现场可编程逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array,FPGA)”。另外，可编程逻辑模块120可自微控制单元110接收时钟信号及速度控制信号，用以进行电平转换及分频以对JTAG信号进行速度调节，举例来说，假设信号输出的最大频率为“48MHz/2＝24MHz”、CPLD/FPGA的参考时钟信号为48MHz，使用两个输入/输出引脚(I/O Pin)作为信号输出速度的控制信号，例如：“00”表示设置速度为24MHz、“01”表示设置速度为12MHz、“10”表示设置速度为6MHz、“11”表示设置速度为3MHz。
反馈模块130电性连接微控制单元110及可编程逻辑模块120，所述反馈模块130包含：数字转模拟元件131、低压差线性稳压器132及模拟转数字元件133。其中，数字转模拟元件131用以自微控制单元110接收电压调节数值以产生相应的第一输出电压。所述数字转模拟元件131也可称为数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)，其为能够将数字信号转换成为模拟信号的集成电路，并且能够兼容集成电路总线。
低压差线性稳压器132电性连接数字转模拟元件131及可编程逻辑模块120，用以对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压，并且将第二输出电压输出至可编程逻辑模块120。在实际实施上，低压差线性稳压器132是线性直流稳压器的一种，用途是提供稳定的直流电压电源。相比于一般线性直流稳压器，低压差线性稳压器能在更小的输出输入电压差的情况下运作。
模拟转数字元件133电性连接低压差线性稳压器132及微控制单元110，用以持续将模拟的第二输出电压转换为数字的相应电压数值，并且通过集成电路总线将转换后的电压数值传送至微控制单元110。所述模拟转数字元件133也可称为模数转换器(Analog toDigital Converter,ADC)，其为能够将模拟信号转换成为数字信号的集成电路，并且能够兼容集成电路总线。
接着，请参阅图2A及图2B，图2A及图2B为本发明使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法的流程图，应用在具有微控制单元110、可编程逻辑模块120及反馈模块130的装置，其步骤包括：微控制单元110通过USB端口接收调节请求，并且将来自USB端口的USB信号转换为JTAG信号以输出至可编程逻辑模块120(步骤210)；微控制单元110通过集成电路总线传送相应调节请求的电压调节数值至反馈模块130的数字转模拟元件131以产生相应的第一输出电压(步骤220)；反馈模块130的低压差线性稳压器132对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压，并且将此第二输出电压输出至可编程逻辑模块120(步骤230)；反馈模块130的模拟转数字元件133持续将第二输出电压转换为相应的电压数值，并且通过集成电路总线将此电压数值传送至微控制单元110(步骤240)；微控制单元110通过集成电路总线接收电压数值，当接收到的电压数值与传送的电压调节数值的误差超过预设范围时，调整电压调节数值以使电压数值与调整前的电压调节数值的误差在预设范围内(步骤250)；可编程逻辑模块120接收第二输出电压作为JTAG信号的电压，使JTAG信号的电压成为可调，并将JTAG信号输出至JTAG连接器(步骤260)。通过上述步骤，即可通过USB端口接收USB信号及调节请求，并且由微控制单元110将USB信号转换为JTAG信号以输出至可编程逻辑模块120，以及传送相应调节请求的电压调节数值至数字转模拟元件131以产生相应的第一输出电压，接着低压差线性稳压器132对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压且输出至可编程逻辑模块120，以便可编程逻辑模块120将第二输出电压作为JTAG信号的电压，进而使JTAG信号的电压能够被调节。
特别要说明的是，在步骤210之后，微控制单元110还可根据速度调节数值产生时钟信号及速度控制信号以传送至可编程逻辑模块120，使可编程逻辑模块120进行电平转换及分频，用以对JTAG信号进行速度调节(步骤211)。
以下配合图3及图4以实施例的方式进行如下说明，请先参阅图3，图3为应用本发明将USB信号转换为JTAG信号并调整电压的示意图。在实际实施上，使用者可将USB端口310连接至外部的USB连接器以便接收USB信号及调节请求，并且依序经由USB端口310、通用串行总线330传送至微控制单元110，其中，所述调节请求包含电压调节数值。接着，微控制单元110会将USB信号转换为JTAG信号传送至可编程逻辑模块120，以及通过集成电路总线传送电压调节数值至数字转模拟元件131。然后，所述数字转模拟元件131根据电压调节数值产生相应的第一输出电压以输出至低压差线性稳压器132，由低压差线性稳压器132对直流电的第一输出电压进行稳压后产生第二输出电压，并且将此第二输出电压输出至可编程逻辑模块120及模拟转数字元件133。如此一来，可编程逻辑模块120即可将JTAG信号输出至JTAG连接器320，并且将第二输出电压作为JTAG信号的电压，而由于第二输出电压可通过微控制单元110进行调整，所以使得JTAG信号的电压成为可调。此时，连接JTAG连接器320的外部装置便能够接收JTAG信号进行测试，例如：执行边界扫描、测试印刷电路板(Printedcircuit board,PCB)等等。在实际实施上，JTAG连接器320是包含4或5个引脚的接口，例如：TDI(测试数据输入)、TDO(测试数据输出)、TCK(测试时脉)、TMS(测试模式选择)及TRST(测试重置)，其中，引脚“TRST”为可选。借由JTAG连接器320可以将JTAG信号输出至连接的外部装置，用以对其中的印刷电路板的所有芯片进行测试。
如图4所示意，图4为应用本发明控制传送JTAG信号的速度的示意图。前面提到，微控制单元110可根据速度调节数值产生时钟信号及速度控制信号以传送至可编程逻辑模块120，以图4为例，微控制单元110可通过引脚“CLKOUT”与可编程逻辑模块120的引脚“CLK0”相互连接，用以传送时钟信号；微控制单元110可通过引脚“I/O 1”及“I/O 2”分别与可编程逻辑模块120的引脚“I/O 1”及“I/O 2”相互连接，用以传送速度控制信号，举例来说，引脚“I/O 1”及“I/O 2”可分别以“00”、“01”、“10”及“11”的组合分别表示设置速度为24MHz、12MHz、6MHz及3MHz等四种时脉，当引脚“I/O1”及“I/O 2”为“00”时，使引脚“CLKOUT”传送时钟信号为24MHz；当“I/O 1”及“I/O 2”为“01”时，使引脚“CLKOUT”传送时钟信号为12MHz；当“I/O 1”及“I/O 2”为“10”时，使引脚“CLKOUT”传送时钟信号为6MHz；当“I/O 1”及“I/O 2”为“11”时，使引脚“CLKOUT”传送时钟信号为3MHz。如此一来，微控制单元110即可控制JTAG信号传送至可编程逻辑模块120的速度。
综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过USB端口接收USB信号及调节请求，并且由微控制单元110将USB信号转换为JTAG信号以输出至可编程逻辑模块120，以及传送相应调节请求的电压调节数值至数字转模拟元件131以产生相应的第一输出电压，接着低压差线性稳压器132对第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压且输出至可编程逻辑模块120，以便可编程逻辑模块120将第二输出电压作为JTAG信号的电压，进而使JTAG信号的电压能够被调节，借由此技术手段可以解决现有技术所存在的问题，进而达成提高JTAG控制装置的可用性的技术功效。
虽然本发明以前述的实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置，其特征在于，该装置包含：
微控制单元，用以通过USB端口接收调节请求，并且将来自该USB端口的USB信号转换为JTAG信号，以及通过集成电路总线接收电压数值及传送相应该调节请求的电压调节数值，当接收到的该电压数值与传送的该电压调节数值的误差超过预设范围时，调整该电压调节数值以使该电压数值与调整前的该电压调节数值的误差在该预设范围内；
可编程逻辑模块，用以自该微控制单元接收该JTAG信号，并且接收第二输出电压作为该JTAG信号的电压，使该JTAG信号的电压成为可调，并将该JTAG信号输出至JTAG连接器；以及
反馈模块，电性连接该微控制单元及该可编程逻辑模块，该反馈模块包含：
数字转模拟元件，用以自该微控制单元接收该电压调节数值以产生相应的第一输出电压；
低压差线性稳压器，电性连接该数字转模拟元件及该可编程逻辑模块，用以对该第一输出电压进行稳压以产生该第二输出电压，并且将该第二输出电压输出至该可编程逻辑模块；以及
模拟转数字元件，电性连接该低压差线性稳压器及该微控制单元，用以持续将该第二输出电压转换为相应的该电压数值，并且通过该集成电路总线将该电压数值传送至该微控制单元。
2.根据权利要求1的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置，其特征在于，该调节请求包含该电压调节数值及速度调节数值。
3.根据权利要求2的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置，其特征在于，该微控制单元根据该速度调节数值产生时钟信号及速度控制信号以传送至该可编程逻辑模块，使该可编程逻辑模块进行电平转换及分频，用以对该JTAG信号进行速度调节。
4.根据权利要求1的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置，其特征在于，该可编程逻辑模块为复杂可编程逻辑装置或现场可编程逻辑门阵列。
5.根据权利要求1的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制装置，其特征在于，该预设范围为该微控制单元通过该USB端口接收，并且储存在该微控制单元的存储器。
6.一种使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法，其特征在于，应用在具有微控制单元、可编程逻辑模块及反馈模块的装置，其步骤包括：
该微控制单元通过USB端口接收调节请求，并且将来自该USB端口的USB信号转换为JTAG信号以输出至该可编程逻辑模块；
该微控制单元通过集成电路总线传送相应该调节请求的电压调节数值至该反馈模块的数字转模拟元件以产生相应的第一输出电压；
该反馈模块的低压差线性稳压器对该第一输出电压进行稳压以产生第二输出电压，并且将该第二输出电压输出至该可编程逻辑模块；
该反馈模块的模拟转数字元件持续将该第二输出电压转换为相应的电压数值，并且通过该集成电路总线将该电压数值传送至该微控制单元；
该微控制单元通过该集成电路总线接收该电压数值，当接收到的该电压数值与传送的该电压调节数值的误差超过预设范围时，调整该电压调节数值以使该电压数值与调整前的该电压调节数值的误差在该预设范围内；以及
该可编程逻辑模块接收该第二输出电压作为该JTAG信号的电压，使该JTAG信号的电压成为可调，并将该JTAG信号输出至JTAG连接器。
7.根据权利要求6的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法，其特征在于，该调节请求包含该电压调节数值及速度调节数值。
8.根据权利要求7的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法，其特征在于，该方法还包含该微控制单元根据该速度调节数值产生时钟信号及速度控制信号以传送至该可编程逻辑模块，使该可编程逻辑模块进行电平转换及分频，用以对该JTAG信号进行速度调节的步骤。
9.根据权利要求6的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法，其特征在于，该可编程逻辑模块为复杂可编程逻辑装置或现场可编程逻辑门阵列。
10.根据权利要求6的使用USB且具电压可调功能的JTAG控制方法，其特征在于，该预设范围为该微控制单元通过该USB端口接收，并且储存在该微控制单元的存储器。
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