CN112559418B - 一种jtag切换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种JTAG切换电路，由切换控制模块、切换阵列、一个总JTAG接口和多个分JTAG接口组成。本发明电路在使用已有JTAG信号的基础上，通过增加一路CMD#信号进行切换指令的发送，同时使用通用IO信号以适应芯片的额外控制信号需求，具有对外接口信号数量少、通用性强等优点，实用价值高。
Description
技术领域
本发明属于信号切换电路技术领域，涉及一种JTAG切换电路。
背景技术
JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)是国际标准测试协议，目前多数DSP、CPLD、FPGA等器件都支持该协议。基于JTAG协议的JTAG接口已广泛用于器件的内部测试、程序下载和仿真。
随着任务处理复杂度的增加，一个设备中往往使用多个支持JTAG协议的芯片，即需要多个JTAG接口，接口信号数量的增加为设备体积减小和不拆机升级等功能性能需求带来了困难。为了避免信号数量的大幅增加，往往采用JTAG信号串联方式或离散量控制切换方式。
JTAG信号串联方式即JTAG链方式，其通过将器件的TDO连接至另一器件的TDI以构建JTAG链，该方式虽然在一定程度上满足了特定的系统设计需求，但存在如下问题：当JTAG链中一个器件出现JTAG故障时，链中的其他器件也将无法通过JTAG接口访问，且通过JTAG接口无法定位故障器件；当某些器件的JTAG接口访问需要额外的控制信号时，这些控制信号需要单独引出，从而导致信号数量的大幅增加。
离散量控制切换方式即通过多个离散信号的高、低电平来实现一对多的JTAG信号切换，该方式虽然可以定位单个器件问题，不会由于个别器件故障而导致所有JTAG接口均无法访问，但当JTAG接口数量较多时，也需要引出多个离散信号才能实现JTAG切换功能，无法使用较少的离散信号实现任意数量的JTAG接口切换，通用性差。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：针对现有多JTAG接口实现方法存在的诸多问题，提供一种JTAG切换电路。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种JTAG切换电路，其由切换控制模块、切换阵列、一个总JTAG接口和N个分JTAG接口组成，N为设备中需切换的JTAG接口数量；所述总JTAG接口通过CMD#、TCK、TDI和TDO信号与切换控制模块相连；所述总JTAG接口通过TCK、TMS和IO1～IO4信号与切换阵列相连，当各分JTAG接口对应芯片的JTAG接口访问均无需额外的控制信号时，IO1～IO4可不接；所述分JTAG接口通过TCK、TMS、TDI、TDO和IO1～IO4信号与切换阵列相连，当某个分JTAG接口对应芯片的JTAG接口访问无需额外的控制信号时，IO1～IO4可不接；所述切换控制模块与切换阵列通过TDI、TDO和N个使能信号连接，N个使能信号与N个分JTAG接口一一对应，在任一时刻，N个使能信号中最多只有1个使能信号处于使能状态，其余均处于未使能状态。
所述切换控制模块从总JTAG接口的CMD#、TCK和TDI信号中解析JTAG切换指令，控制切换阵列实现一对多的JTAG接口切换，并通过TDO信号反馈切换成功标志；其中JTAG切换指令由分JTAG接口编号和校验位构成，切换成功标志用于表明是否切换成功，切换成功标志为‘1’表示切换成功，‘0’表示切换失败。
所述切换阵列在切换控制模块的控制下实现一对多的JTAG接口切换，将指定的分JTAG接口与总JTAG接口相连。
所述总JTAG接口在上位机的控制下实现以下功能：
一、通过CMD#、TCK和TDI信号向切换控制模块发送JTAG切换指令，并通过TDO信号回读切换成功标志。
二、与指定的分JTAG接口对应芯片进行JTAG通信。
三、当分JTAG接口对应芯片需要时，通过通用IO对指定的分JTAG接口对应芯片进行控制。
所述分JTAG接口连接支持JTAG协议的各芯片，当该芯片JTAG接口访问需要额外的控制信号时，通过切换阵列将这些控制信号连接到总JTAG接口的通用IO上。
所述JTAG切换电路中总JTAG接口的JTAG切换指令发送格式如下：
当CMD#信号为高电平时，进行正常JTAG通信。
当CMD#信号由高变低时，开始发送JTAG切换指令，具体是在CMD#由高变低后，在TCK的第1个上升沿，切换控制模块采集TDI数据作为切换指令的最高位，在TCK的第2个上升沿，切换控制模块采集TDI数据作为切换指令的次高位，以此类推，直至最低位采集完成，获得完整的切换指令；之后切换控制模块根据切换指令的校验位对切换指令中的分JTAG接口编号数据进行校验并通过TDO信号发送切换成功标志；当校验成功时，发送切换成功标志‘1’，同时控制切换阵列进行完成相应切换功能；当校验失败时，切换成功标志为‘0’；在切换成功标志发送完成后，CMD#信号由低变高。
所述JTAG切换电路中切换控制模块在CMD#高、低电平期间信号控制方式如下：
在CMD#信号高电平期间，切换控制模块将来自总JTAG接口的TDI信号转发至切换阵列，同时将来自切换阵列的TDO信号转发至总JTAG接口；在CMD#信号低电平期间，切换控制模块不转发TDI和TDO信号，向切换阵列输出的TDI信号恒为‘0’，且不接收来自切换阵列的TDO信号。
在CMD#信号低电平期间，切换控制模块与切换阵列间的N个使能信号均处于未使能状态。
(三)有益效果
上述技术方案所提供JTAG切换电路，在使用已有JTAG信号的基础上，通过增加一路CMD#信号进行切换指令的发送，同时使用通用IO信号以适应芯片的额外控制信号需求，具有对外接口信号数量少、通用性强等优点，实用价值高。
附图说明
图1是本发明一种JTAG切换电路的连接示意图。
图2是本发明一种JTAG切换电路的切换指令发送波形图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参照图1和图2，本发明JTAG切换电路由切换控制模块、切换阵列、一个总JTAG接口和64个分JTAG接口组成，切换控制模块和切换阵列均在数字逻辑器件内部实现。
所述切换控制模块从总JTAG接口的CMD#、TCK和TDI信号中解析JTAG切换指令，控制切换阵列实现1对64的JTAG接口切换，并通过TDO信号反馈切换成功标志；其中JTAG切换指令由分JTAG接口编号和校验位构成，切换成功标志用于表明是否切换成功，切换成功标志为‘1’表示切换成功，‘0’表示切换失败。本实施例64个分JTAG接口编号为0～63，使用6位数据D5～D0表示，即D5～D0为“000000”表示分JTAG接口1，“000001”表示分JTAG接口2，以此类推。本实施例采用奇偶校验方式，校验位为1位，使用P表示。
所述切换阵列在切换控制模块的控制下实现1对64的JTAG接口切换，将指定的分JTAG接口与总JTAG接口相连。
所述总JTAG接口在上位机的控制下实现以下功能：
一、通过CMD#、TCK和TDI信号向切换控制模块发送JTAG切换指令，并通过TDO信号回读切换成功标志。
二、与指定的分JTAG接口对应芯片进行JTAG通信。
三、当分JTAG接口对应芯片需要时，通过通用IO对指定的分JTAG接口对应芯片进行控制。
所述分JTAG接口连接支持JTAG协议的各芯片，当该芯片JTAG接口访问需要额外的控制信号时，通过切换阵列将这些控制信号连接到总JTAG接口的通用IO上。
所述JTAG切换电路具有如下连接关系：
所述总JTAG接口通过CMD#、TCK、TDI和TDO信号与切换控制模块相连。
所述总JTAG接口通过TCK、TMS和IO1～IO4信号与切换阵列相连，当各分JTAG接口对应芯片的JTAG接口访问均无需额外的控制信号时，IO1～IO4可不接。
所述分JTAG接口通过TCK、TMS、TDI、TDO和IO1～IO4信号与切换阵列相连，当某个分JTAG接口对应芯片的JTAG接口访问无需额外的控制信号时，IO1～IO4可不接。本实施例分JTAG接口1对应芯片的JTAG接口需要1路额外的控制信号，使用IO1；分JTAG接口2对应芯片的JTAG接口需要4路额外的控制信号，使用IO1～IO4；分JTAG接口3～分JTAG接口64对应芯片的JTAG接口均无需额外的控制信号，IO1～IO4均不连接。
所述切换控制模块与切换阵列通过TDI、TDO和64个使能信号连接，64个使能信号与64个分JTAG接口一一对应，在任一时刻，64个使能信号中最多只有1个使能信号处于使能状态，其余均处于未使能状态。
所述JTAG切换电路中总JTAG接口的JTAG切换指令发送格式如下：
当CMD#信号为高电平时，进行正常JTAG通信。
当CMD#信号由高变低时，开始发送JTAG切换指令，具体是在CMD#由高变低后，在TCK的第1个上升沿，切换控制模块采集TDI数据作为切换指令的最高位D5，在TCK的第2个上升沿，切换控制模块采集TDI数据作为切换指令的次高位D4，以此类推，直至最低位P采集完成，获得完整的切换指令D5～D0，P；之后切换控制模块根据校验位P对切换指令中的分JTAG接口编号数据D5～D0进行校验并通过TDO信号发送切换成功标志，切换成功标志的采集可根据用户设计选择在TCK的上升沿或下降沿采集，图2为上升沿采集方式；当校验成功时，发送切换成功标志‘1’，同时控制切换阵列进行完成相应切换功能；当校验失败时，切换成功标志为‘0’；在切换成功标志发送完成后，CMD#信号由低变高。
所述JTAG切换电路中切换控制模块在CMD#高、低电平期间信号控制方式如下：
在CMD#信号高电平期间，切换控制模块将来自总JTAG接口的TDI信号转发至切换阵列，同时将来自切换阵列的TDO信号转发至总JTAG接口；在CMD#信号低电平期间，切换控制模块不转发TDI和TDO信号，向切换阵列输出的TDI信号恒为‘0’，且不接收来自切换阵列的TDO信号。
在CMD#信号低电平期间，切换控制模块与切换阵列间的64个使能信号均处于未使能状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种JTAG切换电路，其特征在于，包括切换控制模块、切换阵列、一个总JTAG接口和N个分JTAG接口，N为设备中需切换的JTAG接口数量；所述总JTAG接口通过CMD#、TCK、TDI和TDO信号与切换控制模块相连；所述总JTAG接口通过TCK、TMS和IO1～IO4信号与切换阵列相连，当各分JTAG接口对应芯片的JTAG接口访问均无需额外的控制信号时，IO1～IO4可不接；所述分JTAG接口通过TCK、TMS、TDI、TDO和IO1～IO4信号与切换阵列相连，当某个分JTAG接口对应芯片的JTAG接口访问无需额外的控制信号时，IO1～IO4可不接；所述切换控制模块与切换阵列通过TDI、TDO和N个使能信号连接，N个使能信号与N个分JTAG接口一一对应，在任一时刻，N个使能信号中最多只有1个使能信号处于使能状态，其余均处于未使能状态；
所述切换控制模块从总JTAG接口的CMD#、TCK和TDI信号中解析JTAG切换指令，控制切换阵列实现一对多的JTAG接口切换，并通过TDO信号反馈切换成功标志；
所述JTAG切换指令由分JTAG接口编号和校验位构成，切换成功标志用于表明是否切换成功，切换成功标志为‘1’表示切换成功，‘0’表示切换失败；
所述切换阵列在切换控制模块的控制下实现一对多的JTAG接口切换，将指定的分JTAG接口与总JTAG接口相连；
所述总JTAG接口在上位机的控制下，通过CMD#、TCK和TDI信号向切换控制模块发送JTAG切换指令，并通过TDO信号回读切换成功标志；与指定的分JTAG接口对应芯片进行JTAG通信；当分JTAG接口对应芯片需要时，通过通用IO对指定的分JTAG接口对应芯片进行控制；
所述分JTAG接口连接支持JTAG协议的各芯片，当该芯片JTAG 接口访问需要额外的控制信号时，通过切换阵列将这些控制信号连接到总JTAG接口的通用IO上；
所述JTAG切换电路中总JTAG接口的JTAG切换指令发送格式如下：
当CMD#信号为高电平时，进行正常JTAG通信；
当CMD#信号由高变低时，开始发送JTAG切换指令；
发送JTAG切换指令时，在TCK的第1个上升沿，切换控制模块采集TDI数据作为切换指令的最高位，在TCK的第2个上升沿，切换控制模块采集TDI数据作为切换指令的次高位，以此类推，直至最低位采集完成，获得完整的切换指令；之后切换控制模块根据切换指令的校验位对切换指令中的分JTAG接口编号数据进行校验并通过TDO信号发送切换成功标志；当校验成功时，发送切换成功标志‘1’，同时控制切换阵列进行完成相应切换功能；当校验失败时，切换成功标志为‘0’；在切换成功标志发送完成后，CMD#信号由低变高- 。
2.如权利要求1所述的JTAG切换电路，其特征在于，所述JTAG切换电路中切换控制模块在CMD#高、低电平期间信号控制方式如下：
在CMD#信号高电平期间，切换控制模块将来自总JTAG接口的TDI信号转发至切换阵列，同时将来自切换阵列的TDO信号转发至总JTAG接口；在CMD#信号低电平期间，切换控制模块不转发TDI和TDO信号，向切换阵列输出的TDI信号恒为‘0’，且不接收来自切换阵列的TDO信号；
在CMD#信号低电平期间，切换控制模块与切换阵列间的N个使能信号均处于未使能状态。
3.如权利要求1或2所述的JTAG切换电路在信号切换电路技术领域中的应用。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101753927A (zh) * | 2008-12-22 | 2010-06-23 | 康佳集团股份有限公司 | 一种延时切换电路及其控制方法 |
| CN101926692A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-12-29 | 清华大学 | 一种基于双核处理器的电子耳蜗体外语音处理器 |
| CN104407556A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-11 | 浙江中控技术股份有限公司 | 一种热备冗余的模块切换装置 |
| CN106597265A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 盛科网络（苏州）有限公司 | 一种jtag链路自动实现通道切换的方法及系统 |
| CN108646172A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-10-12 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种芯片测试装置 |
| CN208569330U (zh) * | 2018-08-10 | 2019-03-01 | 北京云无忧大数据科技有限公司 | 一种监管设备的接口电路、监管设备及无人机 |
| CN110083560A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-08-02 | 杭州迪普科技股份有限公司 | 一种多jtag接口切换芯片、方法及单板调试系统 |
| CN209765501U (zh) * | 2019-05-31 | 2019-12-10 | 河南思维轨道交通技术研究院有限公司 | 一种基于jtag的多处理器仿真调试装置 |
| CN111398786A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-10 | 上海燧原科技有限公司 | 切换控制电路、片上系统芯片、芯片测试系统及方法 |
| CN111680336A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-18 | 绿晶半导体科技(北京)有限公司 | 固件安全防护方法和装置、系统及设备 |
-
2020
- 2020-12-07 CN CN202011438269.XA patent/CN112559418B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101753927A (zh) * | 2008-12-22 | 2010-06-23 | 康佳集团股份有限公司 | 一种延时切换电路及其控制方法 |
| CN101926692A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-12-29 | 清华大学 | 一种基于双核处理器的电子耳蜗体外语音处理器 |
| CN104407556A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-11 | 浙江中控技术股份有限公司 | 一种热备冗余的模块切换装置 |
| CN106597265A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 盛科网络（苏州）有限公司 | 一种jtag链路自动实现通道切换的方法及系统 |
| CN108646172A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-10-12 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种芯片测试装置 |
| CN208569330U (zh) * | 2018-08-10 | 2019-03-01 | 北京云无忧大数据科技有限公司 | 一种监管设备的接口电路、监管设备及无人机 |
| CN110083560A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-08-02 | 杭州迪普科技股份有限公司 | 一种多jtag接口切换芯片、方法及单板调试系统 |
| CN209765501U (zh) * | 2019-05-31 | 2019-12-10 | 河南思维轨道交通技术研究院有限公司 | 一种基于jtag的多处理器仿真调试装置 |
| CN111398786A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-10 | 上海燧原科技有限公司 | 切换控制电路、片上系统芯片、芯片测试系统及方法 |
| CN111680336A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-18 | 绿晶半导体科技(北京)有限公司 | 固件安全防护方法和装置、系统及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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