CN1714528B - 便携式计算机中的大错修复端口以及修复方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种更新计算设备中的讹误指令的体系。该计算设备包括一个封装一闪速存储器(418)的机壳(500)，该闪速存储器(418)用于存储一个引导装入例程；该计算设备还包括至少一个内置于该计算设备的边界扫描设备(508)，其用于执行该引导装入例程，并可操作地设置于一个边界扫描总线上。该机壳包括一个边界扫描端口，通过它来传送更新过的指令和提供电源。该端口隐藏于面板、盖的下面或限制设备拥有者访问的位置，如电池槽中。
Description
技术领域
本发明涉及JTAG(或边界扫描)设备，更具体地涉及JTAG设备的访问。
背景技术
大多数便携式计算机都容纳了引导装入例程，该例程使软件方便地更新到主板上的闪速存储器。该引导装入程序本身也容纳于该主板上的闪速存储器。在极少数情况下，存储在手提式便携计算机内的闪速存储器中的软件可能被灾难性地毁坏，以致于该引导装入程序也被毁坏。这种情况下阻止外部主机更新该损坏的闪速存储器。通常情况下，必须拆卸该便携式计算机，且印刷电路板(PCB)必须被安装到一个测试夹板上以修复该引导装入程序。修复了引导装入程序之后，可以下载余下的系统软件。
此外，一般在PCB上的可编程逻辑集成电路(IC)只能经由特定的编程插脚进行编程。这些插脚通常不是外部可访问的。因此，为了更新可编程逻辑或修复存储于闪速存储器中的已被灾难性毁坏的软件，必须打开产品的外壳。
由此需要一种向特定编程触脚提供从计算机外壳外部的可访问性的方法。
发明内容
在此公开并要求的本发明的一个方面包括在一个计算设备中更新讹误指令的体系。该计算设备包括一个封装一闪速存储器的机壳，该闪速存储器用于存储一个引导装入例程；该计算设备还包括至少一个内置于该计算设备的边界扫描设备，其用于执行该引导装入例程，并可操作地设置于一个边界扫描总线上。该机壳包括一个边界扫描端口，通过它来传送更新过的指令和提供电源。该端口隐藏于面板、盖的下面或限制设备拥有者访问的位置，如电池槽中。
在本发明的另一个方面中，提供一种对一个计算设备中的一个边界扫描设备进行编程的体系。该边界扫描设备设置于该计算设备的机壳内部的一个边界扫描总线上。该边界扫描总线穿过非开放的机壳、经由一个边界扫描端口而被 访问，从而借此向该边界扫描设备传送程序指令。一个接口模块经由该边界扫描端口与该计算设备相接，用于提供电源及传送程序指令，通过该计算设备的电池槽内部和通过该电池槽的外部这两种方式中的至少一种，该计算设备与该接口模块相接。
在本发明还有的另一个方面中，提供了一种用于更新一个计算设备中的指令的系统，该计算设备包括一个封装一闪速存储器的机壳，该闪速存储器用于存储计算机可执行指令；该计算设备还包括至少一个内置于该机壳且可操作地设置于一个边界扫描总线上的边界扫描设备，其用于执行该计算机可执行指令。该系统包括一个与该计算设备相接的接口模块，用于传送该计算机可执行指令的更新版本，该计算机可执行指令借此存储于该闪速存储器；该系统还包括一个与该接口模块进行操作通信的控制模块。在更新计算设备中的指令的同时，该控制模块能够通过接口模块向该计算设备提供电源。另一可替换的方式是，通过与该计算设备相接并经由一个边界扫描端口，该接口模块在更新过程期间独自向该计算设备提供电源，该边界扫描端口用于提供电源及发送程序指令。通过该计算设备的电池槽内部和通过该电池槽的外部这两种方式中的至少一种，该计算设备与该接口模块相接。
为实现上述及相关的目的，本发明必须阐释的方面在此结合下面的描述和附图加以说明。但是，这些方面只是代表性的，只是本发明的原理可能采用的各种方式中的少数几种方式，而本发明旨在包括所有的这些方面及它们的等同物。当结合附图考察时，本发明的其它优点和新颖的特征可以从下面对本发明的详细说明中变得明显。
附图说明
图1表示实现本发明的一个修复模块的等比示图，其机械及电装配于可修复计算设备的一个电池槽中；
图2表示图1中的修复模块的正面的等比示图；
图3表示内部装配有上述模块的修复设备的等比示图；
图4表示一个系统结构框图，图中包括拥有边界扫描部件、修复模块及一个外部修复控制模块的计算设备的典型主板。
图5表示一个拥有无线边界扫描总线连接的边界扫描系统的系统结构框 图。
具体实施方式
现在参照附图来说明本发明，其中用相同的附图标记始终指示相同的元件。在下面的说明中，为了解释的目的，阐述了许多特定的细节，以使本发明能被完全理解。但是，很显然，没有这些特定的细节也可能实现本发明。在其它的实例中，为了便于描述本发明，结构框图中显示了公知的结构和设备的形式。
本发明对前述问题的解决是通过向特定编程触脚组提供从计算机外壳外部的访问。这可以通过将针式触脚设置于面板、陷窝或其它防护门的下方来实现。这些设置方式允许技术人员无须打开外壳就能对一系列信号进行访问，使得大错的修复变得方便。
大多数便携式计算机含有一个具有JTAG(联合测试行动组)调试能力的处理器。JTAG是北美芯片公司的一个联盟标准，它发展了对板上芯片的输入/输出测试能力，以致于通过基于软件控制的测试访问端口，对高度集成电路的一个或更多的芯片进行测试。JTAG，也称作边界扫描，是在1980年代发展起来的，并在1990年标准化，现在被定义在IEEE1149.1标准中，它允许对数字设备的内部寄存器的完全访问。访问内部芯片寄存器的边界扫描接口只需要五根信号线(即TDI(测试数据输入)、TDO(测试数据输出)、TCK(测试时钟)、TMS(测试模式选择)和加电重置场所中的TRST(测试重置))。此外，许多可编程逻辑设备，诸如FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)，便用JTAG体系来编程和配置。JTAG还支持菊花链拓扑。因此，所有的微处理器和许多其它设备，像CPLD，都可以被包括在一个单个的JTAG链中。按照这种方式，经由JTAG连接(即五个JTAG插脚加一个接地)，技术人员就算不能访问计算机数字系统中的所有芯片，也能访问其大多数，而不用打开设备外壳来访问插脚和其它端口。
首先参见附图，图1表示实现本发明的一个修复接口模块100的等比示图，其机械及电装配于可修复计算设备的一个电池槽中。如其背面所示，该接口模块100包括一个电池隔间102，其由一个电池隔间盖104封装。该电池隔间102设置在该应用系统所在的地方，使得外部电源不能被利用。在修复操作可以利用外部电源的地方，还提供有一个电源和信号电缆106，其用于传输电源功率和 传送信号到修复模块100，并进一步传送至可修复设备(未示出)。该电缆106包括一个接口连接器108，其具有多个电源及信号插脚110，用以将电源功率及信号传接到可修复设备。伸出接口模块100的该电缆106连接到一个JTAG控制模块(未示出)，以在它们之间传接信号。代替了从板上电池向接口模块100提供电池电源，该接口模块100可被配置成直接连线到该可修复设备的电池系统的电池电源上。
应当了解，其中的模块100的电池是可再充电的。该模块100可以包括一个给该模块电池再充电的再充电电路。在本实施例中，电缆106会向该模块100的充电电路提供交流电源。另一可替换的方式是，充电电路在例如JTAG控制模块的外部模块内，以便电池从此充电。当模块100包括电池时，计算机修理站能够更方便快捷地获得对内部数字逻辑的访问，以在可编程逻辑IC中重写代码，而不必确保外部电源可用。这种配置还方便了技术人员在无法将设备带到修理站而不得不前往设备地点的时候在现场条件中的操作。
现在参考图2，其示出了图1中的修复模块100的正面的等比示图。该模块100包括一个电池接口连接器200，其用于向该可修复设备传输电源功率。该模块100还包括一个JTAG接口插脚连接器202。该插脚连接器202包括多个插脚204，其用于连接可修复设备的一个配套JTAG板连接器。所使用的插脚204的类型可以是弹簧单高跷型(pogo-style)的插脚，或是任何适配于修复设备的配套JTAG连接器的插脚类型。
现在参考图3，其示出了内部装配有上述模块100的可修复计算设备300的等比示图。在该特殊实施例中，模块100的模块JTAG连接器202与设备JTAG连接器302(也称作JTAG端口或边界扫描端口)相配，该设备JTAG连接器302构建成封闭机壳的对外开放的端口，并隐藏于该可修复设备300的电池槽308内的面板(或封条)306的下面。为了获得对JTAG电路的访问，从而更新或修复闪速存储器的内容，现有的电池组(未示出)被移除。然后剥去面板306以暴露该JTAG端口连接器302中的对于该特定大错修复模块100的访问触脚304，但这并不是必需的，该修复模块100可以与该电池槽308的结构相配。这样，计算设备的机壳就不需要被打开了。该JTAG端口连接器302穿过该模块外壳而延伸，以暴露该访问触脚304。应当了解模块100，当其与电池槽的结构308一致且完全地装配入电池隔室308时，经由配套于设备电池触脚310的电池触 脚200，可以适合于向可修复设备300提供电池电源。
另一种替换方式是，该设备JTAG连接器302可以被隐藏或通过拧紧位于该电池槽308外部的窗口或盖312的方式使之相对地不可访问，该窗口或盖312进一步被隐藏于一个面板(封条)314下。
现在参考图4，其示出了一个系统结构框图，图中包括拥有边界扫描部件、修复模块100及一个外部修复控制模块400的计算设备300的典型主板。该计算设备300包括一个封装一个系统主板404的机壳402。该系统主板404由边界扫描设备制造而成，包括下列主要部件：一个或更多的边界扫描CPLD 406、一个或更多的FPGA408、及一个或更多经由边界扫描路径412而菊花链接的处理器410。还包括有非边界扫描部件414(也称为群集设备)、一个第一类型的存储部件416和一个第二类型的存储部件，即闪速存储器418。其它的设备，诸如串联电阻器或缓存器，则被归类在称作透明部件420的区块下面。设备300使用一个系统总线422，大多数的，如果不是全部的，计算设备300的内部部件在其上传送信号和数据。
设备300可以包括许多其它的部件，包括但不仅限于：一个用于存储大量数据和/或计算机可执行指令的大容量存储器424，其通过总线422进行通信；一个将一个显示器428与一个或更多的系统处理设备相接起来的显示接口426，其经由总线422向用户提供可视界面；一个数据表读取子系统430(例如读取条形码的光学扫描器、读取磁数据表的磁读取器、读取脉冲转发器的RF系统，等等)，且在总线422上传送这些数据表信息；一个用户I/O接口432，比如键盘、小键盘或其它常见的用户I/O机构，用户经由此向总线422输入信息；以及一个通信接口434，用于从总线422向一个或更多的端口436传送信号和数据，这些端口436利用诸如USB(通用串行总线)，、IEEE1394、CardBus、PCMCIA等体系使外部端口通信变得容易。
通过系统主板404的边界扫描总线412内部连接的链接边界扫描设备(406、408和410)也可以经由内部边缘连接器(edge-connector)端口(440和442)通过内部互连线438接收附加数据I/O。内部互连线438也最终连接于总线422上。注意，通过在设备的任-侧上强加及分析数据，群集设备414和透明设备420也可以连同其它设备而被询问。
经由系统主板JTPA端口444，使该边界扫描总线412从系统主板404被内 部访问。于是该边界扫描总线412延伸到机壳402乃至电池槽连接器302。这可通过具有合适带宽和功率的柔性电路或电缆446来实现，甚至可以通过前述的电缆446使端口444直接接口于端口204来实现。一旦槽连接器302(或直接可访问的端口444)被暴露，修复模块100可以插入电池槽308中，以便该槽连接器302可以与模块连接器204紧密配合。接着该修复控制模块400连接到修复模块100，经由电缆106以向其进行功率耦合，如果需要，并在它们之间传送数据和信号。可以理解，该控制模块400和接口模块100可以组合成一个单独的元件。
传送到闪速存储器418的大错修复数据包括讹误的引导装入例程指令更新版本。传送该更新版本来重写当前存在于闪速存储器418的讹误版本。注意该可编程边界扫描设备(406、408和410)也可以经由端口302并通过边界扫描总线进行重新编程。这样的编程设备(406、408和410)可以关联有一个内部存储器，其存储用于给设备(406、408和410)重新编程的可编程指令。
计算设备300的性质在于可以包括许多种这样的设备，在该设备中，大量的电子设备此时包括某种类型的一个处理器，该处理器通常被设计成拥有边界扫描体系，以在消费者获取设备之前进行高效可靠的产品测试。由此，该计算设备300包括但不仅限于：移动电话、寻呼机、便携电脑、PDA、扫描设备等，以及实质上具有边界扫描体系的任何设备。所有需要做的就是通过机壳端口302向边界扫描总线412提供外部访问。
现在参考图5，显示了一个拥有无线边界扫描总线连接的边界扫描系统500的系统结构框图。面板(306和314)和/或盖312的首要目的是通过隐蔽技术来阻止设备拥有者对JTAG或边界扫描端口302的访问。在其中的扩展方面，可以采用许多其它的技术来阻止设备拥有者对内部边界扫描体系的访问。在该特殊实施例中，采用了一个修复接口模块502，其包括一个无线收发器504，它在无线电线路505上与计算设备机壳402内部的相配无线收发器506进行信号和数据的传送。
该内部无线收发器506终止于边界扫描总线412，以便数据和信号能够在总线412上被传送到边界扫描设备508。这样，图4的物理JFAG端口302和/或444就不再需要了。该无线收发器对(504和506)的带宽功率应当被调整，以使修复接口模块502必须被放置于靠近机壳402处才能确保它们之间可靠的 通信。当该接口模块502设计成在计算设备电池槽308中使用时，可以通过电池端口(200和310)提供给该计算设备供电的另外需要的任何直流电源。否则，可能在计算设备和该接口模块502之间提供独立的电流连接。由此，包括但不限于更新的引导装入例程的大错修复信号通过无线电线路505从接口模块502无线传送到边界扫描总线412，并最终穿过系统总线422传送到闪速存储器418。该计算设备可以包括进一步详细描绘于图4中的所有组件或其中一些。
上面已说明了本发明的实施例。当然，为了说明本发明，不可能阐述各组件或方法的每一种能够想到的组合，但本领域普通技术人员能够认识到，本发明的许多其它的组合与置换是可能的。据此，本发明意在包容所有落入所附权利要求的精神和范围内的这种替换、改进和变化。而且，对于说明书或权利要求书中使用术语“包括”所涵盖的范围来说，其涵盖的方式类似于术语“包含”，正如“包含”在一个权利要求中用作一个承接词时所解释的那样。
Claims (25)
1.一种简化计算设备中的大错修复的方法，包含：
在计算设备内部的存储器中存储指令；
用可操作地设置在边界扫描总线上的至少一个边界扫描处理设备处理所述指令；
提供外部接口修复模块，所述外部接口修复模块用来被装配入所述计算设备的蓄电池槽中；
当被装配入所述计算设备的蓄电池槽中时，通过所述外部接口修复模块穿过所述计算设备的机壳来访问所述边界扫描总线，以传送指令的更新版本，从而存储在所述存储器中；以及
通过将所述外部接口修复模块的电池触脚配套于计算设备的蓄电池槽中的设备电池触脚而向所述计算设备提供电源。
2.如权利要求1所述的方法，所述外部接口修复模块用来传送所述指令的更新版本。
3.如权利要求1所述的方法，在访问的步骤中通过所述机壳中的边界扫描端口来访问所述边界扫描总线。
4.如权利要求3所述的方法，用面板和盖的至少一种方式来隐藏所述边界扫描端口，以隐藏所述端口在所述计算设备上的位置。
5.如权利要求1所述的方法，所述存储器是闪速存储器，其接收所述指令的更新版本。
6.如权利要求1所述的方法，所述存储器关联于所述至少一个边界扫描处理设备，以便所述指令的更新版本通过所述边界扫描总线传送，以重新编程所述至少一个边界扫描设备。
7.如权利要求1所述的方法，所述指令包括存储在所述存储器中的引导装入例程，所述存储器是闪速存储器。
8.一种更新可修复的计算设备中的讹误指令的方法，包含：
在计算设备的机壳内部的闪速存储器中存储引导装入例程；
用内置于机壳且可操作地设置在边界扫描总线上的至少一个边界扫描处理设备处理所述引导装入例程；
提供外部接口修复模块，所述外部接口修复模块用来被装配入所述计算设备的蓄电池槽中；
响应于所述引导装入例程的讹误，当所述外部接口修复模块被装配入所述计算设备的蓄电池槽中时，通过所述外部接口修复模块穿过所述计算设备的机壳来访问所述边界扫描总线，以在所述总线上传送所述引导装入例程的更新版本，从而存储于所述闪速存储器中；以及
通过将所述外部接口修复模块的电池触脚配套于计算设备的蓄电池槽中的设备电池触脚而向所述计算设备提供电源；
由此所述计算设备变得可操作。
9.如权利要求8所述的方法，在访问的步骤中通过所述机壳中的边界扫描端口访问所述边界扫描总线。
10.如权利要求9所述的方法，所述存储器是闪速存储器，其接收所述引导装入例程的更新版本。
11.一种计算设备的大错修复装置，包含：
在计算设备内部用于存储指令的存储器；
可操作地设置在边界扫描总线上用于处理所述指令的至少一个边界扫描处理设备；
所述计算设备的蓄电池槽，用于容纳外部接口修复模块；
封装所述存储器和所述至少一个边界扫描处理设备的机壳，通过所述外部接口修复模块穿过所述机壳来访问所述边界扫描总线，以传送所述指令的更新版本，从而存储在所述存储器中；
其中，所述外部接口修复模块包括：电池，所述电池通过将所述外部接口修复模块的电池触脚配套于计算设备的蓄电池槽中的设备电池触脚而向所述计算设备提供电源。
12.如权利要求11所述的装置，所述接口修复模块用来传送所述指令的更新版本。
13.如权利要求11所述的装置，通过所述机壳中的边界扫描端口访问所述边界扫描总线。
14.如权利要求13所述的装置，用面板和盖的至少一种方式来隐藏所述边界扫描端口，以隐藏所述端口在所述计算设备上的位置。
15.如权利要求11所述的装置，所述存储器是闪速存储器，其接收所述指令的更新版本。
16.如权利要求11所述的装置，所述存储器关联于至少一个边界扫描处理设备，以便所述指令的更新版本通过所述边界扫描总线传送，以重新编程所述至少一个边界扫描处理设备。
17.如权利要求11所述的装置，所述指令包括存储在所述存储器中的引导装入例程，所述存储器是闪速存储器。
18.一种更新计算设备中的讹误指令的系统，包含：
在计算设备内部用于存储引导装入例程的闪速存储器；
内置于计算设备且可操作地设置在边界扫描总线上用于处理所述引导装入例程的至少一个边界扫描设备；
外部接口修复模块，所述外部接口修复模块用来被装配入所述计算设备的蓄电池槽中；
封装所述存储器和所述至少一个边界扫描设备的计算设备机壳，当所述外部接口修复模块被装配入所述计算设备的蓄电池槽中时，通过所述外部接口修复模块穿过所述机壳来访问所述边界扫描总线，以传送所述引导装入例程的更新版本，从而存储在所述闪速存储器中；以及
电池，所述电池位于所述外部接口修复模块内，并且通过将所述外部接口修复模块的电池触脚配套于计算设备的蓄电池槽中的设备电池触脚而向所述计算设备提供电源。
19.如权利要求18所述的系统，通过所述机壳中的边界扫描端口访问所述边界扫描总线。
20.如权利要求18所述的系统，所述存储器是闪速存储器，其接收所述引导装入例程的更新版本。
21.一种在计算设备中对边界扫描设备进行编程的方法，包含：
在计算设备的机壳内部，提供设置于边界扫描总线上的边界扫描设备；
提供外部接口修复模块，所述外部接口修复模块用来被装配入所述计算设备的蓄电池槽中；
当所述外部接口修复模块被装配入所述计算设备的蓄电池槽中时，由所述外部接口修复模块通过使用边界扫描端口而穿过所述机壳来访问所述边界扫描总线，由此将程序指令传送到所述边界扫描设备中的内部存储器，其中所述机壳是不开口的；以及
通过将所述外部接口修复模块的电池触脚配套于计算设备的蓄电池槽中的设备电池触脚而向所述计算设备提供电源。
22.如权利要求21所述的方法，用于提供外部接口修复模块的所述步骤进一步包括将所述外部接口修复模块经由所述边界扫描端口接合到所述计算设备的步骤，以向所述边界扫描设备中的内部存储器传送所述程序指令。
23.一种更新计算设备中的指令的系统，所述计算设备包含用于封装存储计算机可执行指令的存储器的机壳、内置于机壳且可操作地设置于边界扫描总线上的用于处理所述计算机可执行指令的至少一个边界扫描设备，所述系统包括：
外部接口修复模块，所述外部接口修复模块用来被装配入所述计算设备的蓄电池槽中，当被装配入所述计算设备的蓄电池槽中时，用于接合到所述计算设备，以传送所述计算机可执行指令的更新版本，从而存储于所述闪速存储器中；
与所述外部接口修复模块进行操作通信的控制模块；以及
电池，所述电池通过将所述外部接口修复模块的电池触脚配套于计算设备的蓄电池槽中的设备电池触脚而向所述计算设备提供电源。
24.如权利要求23所述的系统，当指令在所述计算设备中更新时，所述控制模块穿过所述外部接口修复模块向所述计算设备提供电源。
25.如权利要求23所述的系统，所述外部接口修复模块经由边界扫描端口接合到所述计算设备，用于传送所述计算机可执行指令的更新版本，从而存储于所述闪速存储器中。
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