CN1949723A

CN1949723A - 一种atca中jtag器件远程维护的方法及系统

Info

Publication number: CN1949723A
Application number: CN 200610063507
Authority: CN
Inventors: 崔英利; 霍红伟; 刘华伟
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2026-11-06
Also published as: CN100440805C

Abstract

本发明公开了一种ATCA中JTAG器件远程维护的方法及系统，所述的方法包括如下步骤：a、机框管理板与高性能通讯计算架构ATCA单板进行信息交互，将其存储的目标文件加载到所述的ATCA单板的联合测试行动小组JTAG器件或者JTAG链中，完成对所述的JTAG器件或者JTAG链的扫描和加载。采用本发明的技术方案，可以实现BMC模块JTAG器件的远程维护，同时还可以实现单板业务部分所有JTAG器件的远程维护，包括JTAG链上器件的扫描和升级软件的加载。

Description

一种ATCA中JTAG器件远程维护的方法及系统

技术领域

本发明涉及ATCA(Advanced Telecommunication Computing Architecture高性能通讯计算架构)技术领域，具体来说，涉及到ATCA中JTAG(Joint TestAction Group联合测试行动小组)器件的维护技术。

背景技术

随着通信技术应用领域的不断扩大，对通信设备的容量、可靠性、可扩展性和可管理性等方面提出了越来越高的要求。根据PICMG(PCI IndustrialComputer Manufacturers Group PCI工业计算机制造组织)提出的ATCA的开放硬件平台的相关规范，如图1所示，一个机框中必需有两块机框管理板，互为主备，其余各单板上必须有一个管理模块，即BMC(Base Board ManagementController基板管理控制器)模块，BMC模块使用独立的电源，独立于单板业务，机框管理板通过IPMI接口(Intelligent Platform Management Interface智能平台管理接口)以及IPMB(Intelligent Platform Management Bus.智能平台管理总线)与各单板的BMC模块相连，以实现单板业务部分的管理，包括：上下电、状态监控等，并提供一系列的告警及异常处理接口。

同时，在各个ATCA单板上，BMC模块部分与单板的业务部分之间，有一些信息交互接口，这些接口可根据实际情况而设计不同，如图2所示，这些接口所完成的功能包括：单板业务部分状态的监测，例如电压幅值、温度、复位状态、CPU是否正常；提供单板热插拔管理、传感器/事件管理、告警管理、日志管理、单板电源功率管理以及E-KEYING(电子锁)功能等等。

随着通讯事业的日益发展，ATCA架构的应用越来越多，软件相关的功能也逐渐增多，软件版本的升级已经成为一种越来越经常化的工作。

为满足对软件升级的需要，越来越多的芯片厂商生产的芯片支持JTAG接口，通过JTAG接口实现芯片的扫描和软件加载，这种软件加载的方式也逐渐成为主流。

现有技术中实现芯片扫描和软件加载的方案之一如图3所示，采用JTAG插座对单板的某个芯片进行扫描及软件加载。

通过这种方式实现对软件的加载需要每个芯片都配置一个对应的JTAG接口，这样一方面增加了成本，另一方面使得单板布局紧张，由此可能导致单板器件难以布下，最终舍弃某些芯片的JTAG接口，使得单板可维护性大大降低，此外，单板软件难以实现远程升级。

现有技术中实现芯片扫描和软件加载的方案之二如图4所示，将整个单板的JTAG器件串到一起，连成菊花链的形式，最终视情况出一个或者多个JTAG接口，以该JTAG接口实现对单板所有JTAG器件的扫描及加载。

采用这种方案时，整块单板只需要一个或少数几个JTAG接口，节省了布局面积，降低了成本。但是这种形式的处理方式，由于还是没能离开JTAG插座这种纯粹物理上的设备，如需要升级软件时，还是只能将加载软件用的接口接在现场的JTAG插座上后，才能进行软件的加载，仍然不能解决大量单板JTAG器件的远程维护问题，如软件和逻辑器件加载文件的远程升级等。

发明内容

本发明目的在于提供ATCA中JTAG器件远程维护的方法及系统，以解决现有技术中难以实现单板的软件及逻辑器件加载文件的远程升级、单板JTAG器件的扫描检测等问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种ATCA中JTAG器件远程维护的方法，所述的方法包括如下步骤：

a、机框管理板与高性能通讯计算架构ATCA单板进行信息交互，将其存储的目标文件加载到所述的ATCA单板的联合测试行动小组JTAG器件或者JTAG链中，完成对所述的JTAG器件或者JTAG链的扫描和加载。

本发明实施例还提供了一种ATCA中JTAG器件远程维护的系统，包括机框管理板和ATCA单板，所述的机框管理板，用于通过与所述的ATCA单板交互，将其存储的需要加载的目标文件加载到所述的ATCA单板的JTAG器件或者JTAG链中。

本发明的实施例克服现有技术的不足，将需要加载的目标文件存储在机框管理板中，然后利用IPMB总线将目标文件写入ATCA单板的BMC模块，然后由BMC模块将目标文件加载到JTAG器件或者JTAG链中，或者，通过背板连接器或者外部电缆连接机框管理板与JTAG器件或者JTAG链，将目标文件加载到JTAG器件或者JTAG链，本发明技术方案可以实现ATCA单板所有的JTAG器件的远程维护，包括JTAG链上器件的扫描、软件及逻辑器件加载文件的加载，降低维护成本。

附图说明

图1为现有技术ATCA系统管理总线框图；

图2为现有技术ACTA单板管理框图；

图3为现有技术通过JTAG插座实现单个JTAG器件维护的示意图；

图4为现有技术通过JTAG插座实现多个JTAG器件维护的示意图；

图5为本发明实施例一的系统框图；

图6为本发明所述的通过IPMB总线实现BMC模块JTAG器件或者JTAG链的远程维护示意图；

图7为本发明实施例一所述的通过BMC模块实现单板业务部分JTAG器件或者JTAG链的远程维护示意图；

图8为本发明实施例二所述的通过BMC模块实现单板业务部分JTAG器件或者JTAG链的远程维护示意图；

图9为本发明实施例三所述的机框管理板与ATCA之间通过背板连接器传输信号的示意图；

图10为本发明实施例三所述的背板连接器直接与机框管理板和ATCA单板连接关系图；

图11为本发明实施例三所述的背板连接器通过驱动器与机框管理板和ATCA单板连接关系图；

图12为本发明实施例三所述的机框管理板通过外部电缆与ATCA单板连接的示意图。

具体实施方式

本发明的基本原理是需要加载的目标文件存储在机框管理板中，然后利用IPMB总线将目标文件写入ATCA单板的BMC模块，然后由BMC模块将目标文件加载到JTAG器件或者JTAG链，或者，通过背板连接器或者外部电缆连接机框管理板与JTAG器件或者JTAG链，将目标文件加载到JTAG器件或者JTAG链。

以下结合附图和具体实施例进行详细说明。

实施例一：

本发明实施例一的系统架框图如图5所示，包括：

机框管理板，包括存储有需要加载的目标文件的存储模块和控制模块(CPU)，控制模块用来从存储芯片中读取需要加载的目标文件后通过IPMB总线写入到ATCA单板BMC模块的存储器中；

单板BMC模块，包括控制器(单片机)，用来控制将BMC模块的存储器中的目标文件写入到单板的JTAG器件或者JTAG链中；

单板BMC模块还包括存储器(FLASH或者其他存储芯片)，用来存储写入的需要加载的目标文件。

本实施例所述的系统还包括逻辑器件或者JTAG桥片，用来连通需要加载目标文件的JTAG器件或者JTAG链。

对单板JTAG器件或者JTAG链进行软件加载的过程如图6和图7所示，主要步骤如下：

1、机框管理板通过IPMB总线与BMC的单片机(或其他控制器)相连，机框管理板的CPU将要加载的目标文件从自己的存储模块中读出，然后写入到BMC模块的一个FLASH(或其他存储器)中；

2、BMC模块使用其单片机(或其他控制器)的输入/输出(I/O)接口模拟JTAG加载时序，按照所述的加载时序读取所述的目标文件后写入到JTAG器件或者JTAG链中。

具体来说，单板BMC模块中的单片机(或其他控制器)进行逻辑器件的读写控制，连通需要加载目标文件的JTAG器件或者JTAG链，将目标文件从FLASH(或其他存储芯片)写入到目标器件中，实现ATCA单板业务部分JTAG器件或者JTAG链的加载。

实施例二：

本实施例的系统架构与实施例一的系统架构基本相同，不同之处在于，实施例一中的逻辑器件在本实施例中为JTAG桥片，具有选择具体连通到哪个JTAG接口器件的功能。

对单板JTAG器件或者JTAG链进行软件加载的过程如图6和图8所示，主要步骤如下：

1、机框管理板通过IPMB总线与BMC的单片机(或其他控制器)相连，机框管理板的CPU将要加载的目标文件从自己的存储模块中读出，然后将需要加载的目标文件，写入到BMC模块的一个FLASH(或其他存储器)中；

2、单板BMC模块中的单片机(或其他控制器)将目标文件从FLASH(或其他存储芯片)中写入到JTAG器件或者JTAG链中，使用单片机(或其他控制器)的I/O接口模拟JTAG加载时序，按照此时序将目标文件写入到目标器件中，以此完成写入动作，实现BMC模块JTAG器件或者JTAG链的加载；

具体来说，单板BMC模块中的单片机(或其他控制器)的模拟JTAG加载时序的I/O接口，也连接到JTAG桥片上，由桥片负责连通需要进行加载的JTAG器件或者JTAG链；单片机(或其他控制器)将目标文件从FLASH(或其他存储器)中取出，通过单片机(或其他控制器)模拟JTAT时序的I/O接口输出，经过桥片的选通到达具体的目标器件，以实现ATCA单板业务部分JTAG器件或者JTAG链的加载。

实施例三：

在现有的ATCA规范中，对于背板连接器，有一组信号是保留给用户自己定义的，本实施例中使用这组信号中的一部分，定义其中5个为JTAG接口的标准信号，即：TCK、TMS、TRST、TDI、TDO信号，这5个信号通过背板走线到各ATCA单板，其中TCK、TMS、TRST、TDI信号为机框管理板的输出信号，TDO为ATCA各单板的输出信号，如图9所示，机框管理板通过JTAG总线与各个ATCA单板连接，JTAG总线中包含上述的5根信号线，该5根信号满足JTAG标准IEEE 1149.1。

首先将各个单板上的JTAG器件连成链，组成JTAG链。若单板只有1条JTAG链时，则直接将此5根信号与单板上的JTAG链对接，如图10所示，实现对单板所有JTAG器件的扫描及加载。

其中，TCK信号允许各集成电路(IC)的边界扫描部分与系统内时钟同步并独立的工作。TCK允许测试指令和数据进入寄存器单元和从寄存器单元输出，从TDI输入管脚移进的数据必须在TCK时钟脉冲的上升沿进行，向TDO移出数据必须在TCK时钟脉冲下降沿进行，从系统输入管脚装入数据则在TCK时钟脉冲的上升沿进行。

TMS输入端接收到的逻辑信号(0和1)由TAP(Test Access Port)控制器解释，并用以控制操作。在TCK的上升沿时，需对TMS信号采样。被采样信号在TAP控制器中被译码，从而产生芯片内部需要的控制信号。

无论是JTAG指令还是JTAG数据都是通过TDI输入，加到TDI的串行输入数据是进入指令寄存器，还是进入数据寄存器，则取决于TAP控制器的状态。在TCK上升沿，移进输入数据。

无论是JTAG指令还是JTAG数据都是通过TDO输出，TAP控制器状态决定了是指令寄存器的数据还是数据寄存器的数据串行移出到测试数据输出端(TDO)，TDO的数据输出发生在TCK时钟脉冲的下降沿。当没有数据在TDO输出时，TDO设置为不作用状态，通常为高阻态。

一个逻辑“0”加于测试复位输入管脚(TRST)时，TAP的逻辑异步强制进入它的复位方式。TRST是一个可选择的信号线，在任何情况下，测试逻辑必须设计成在TMS和TCK时钟脉冲信号可控制下，也能被复位。具体而言，当TMS保持5个时钟周期的高电平时，JTAG器件自动进行测试逻辑复位。

下面以FLASH(闪存)的加载为例说明JTAG实现器件加载的过程。

JTAG链加载系统通过一系列的扫描链串行移位来完成FLASH的在板编程。首先是通过指令扫描使得JTAG器件处于EXTEST(外部测试)状态，这样JTAG器件可以通过JTAG链向外输出数据；然后就是数据移位，将数据刷新输出；再进行数据移位，再刷新输出，……，就这样反复进行数据扫描和数据输出，向FLASH输入各种指令和数据，以及从FLASH读回数据，一直到完成FLASH编程为止。

具体来说，FLASH下挂在ATCA单板JTAG链上的一个JTAG器件下，并由该JTAG器件控制。由机框管理板上的CPU从存储芯片上获取加载文件，并输出满足IEEE1149.1标准的JTAG序列来传输这些文件。当在JTAG链中装载了适当的数据后，在EXTEST指令下将数据传送给FLASH。假设JTAG器件中有200个边界扫描单元BSC(Boundary-Scan Cell)，系统必须使用200个TCK时钟完成在每一个BSC中装载预定的数据，这称为一次数据移位(DR-Shift)。每次数据移位完毕，所有数据均已准备好，在进入Update-DR(DR：Data Register)状态时BSC将数据打入FLASH，此时指令寄存器中的指令要求是EXTEST。所以在执行数据移位之前，还要进行一次指令移位，将EXTEST指令装入指令寄存器。但是完成指令装载以后，只要不更改指令，就不需要再进行指令移位了，此时只需要进行数据移位。

如上所述，通过JTAG链中的JTAG器件便实现了FLASH的加载。

如果是本身已经是JTAG器件，例如EPLD(嵌入式可编程逻辑器件)，即ATCA单板上某个已经挂接在JTAG链上的EPLD，那加载过程就更简单了，直接由机框管理板的CPU从存储芯片中获取文件，并输出满足IEEE1149.1标准的JTAG序列，通过背板的JTAG走线，便可实现该EPLD的加载。

在对JTAG器件或者JTAG链进行异常检测或者进行加载时，需要对其进行扫描，扫描的具体过程如下：

当ATCA单板成链之后，单板上的各个JTAG器件上的指令寄存器(IR：Instruction Register)通过TDI和TDO连成一条链，机框管理板将一组全1和全0的数据从TDI输入，经过指令寄存器的串行移位从TDO输出，如果扫描链正常，那么开始输出的应该是各个JTAG器件在IR寄存器的CAPTURE(捕获)信号，然后是一些全1或者全0的数字，预置到指令寄存器中的CAPTURE信号可以由BSDL(Boundary-Scan Description Language边界扫描描述语言)得到，通过对CAPTURE信号的对比可初步判断相应器件及其焊接是否正常。

若单板有1条以上的JTAG链时，便需要一个驱动器做链的选通。目标文件由机框管理板按照IEEE1149.1标准的时序输出，经过驱动器做JTAG链的选通，选定目标器件，后续的过程同实施例一中的描述，完成JTAG器件扫描和加载，如图11所示。

如图12所示，除了利用背板连接器中的信号线连接机框管理板和ATCA单板之外，还可以利用外部电缆连接，扫描和加载的信号通过外部电缆信号线传输，原理相同。

Claims

1、一种ATCA中JTAG器件远程维护的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a之前还包括：

将所述的需要加载目标文件存储在所述的机框管理板存储器中。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a具体包括：

a1、机框管理板从其存储器中将需要加载的目标文件读出后，写入到ATCA单板的基板管理控制器BMC模块的存储器中；

a2、所述的BMC模块从其存储器中读取所述的目标文件后，加载到所述的BMC模块的JTAG器件或者JTAG链中。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中步骤a1具体为：

a11、所述的机框管理板的微处理器CPU将所述的需要加载的目标文件从其存储器中读出，通过智能平台管理总线IPMB写入到所述的ATCA单板的BMC模块的存储器中。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中步骤a2具体为：

a21、所述的BMC模块从其存储器中读取所述的目标文件后，使用其控制器的输入/输出I/O接口模拟JTAG加载时序，按照所述的加载时序从其存储器中读取所述的目标文件后写入到所述的ATCA单板业务部分的JTAG器件或者JTAG链中。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中步骤a21具体为：

所述的BMC模块从其存储器中读取所述的目标文件后，其控制器的I/O接口模拟JTAG加载时序，进行逻辑器件的读写控制，通过所述的逻辑器件连通所述的ATCA单板业务部分的JTAG器件或者JTAG链，将所述的目标文件写入到所述的ATCA单板业务部分的JTAG器件或者JTAG链中。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中步骤a21具体为：

所述的BMC模块从其存储器中读取所述的目标文件后，其控制器的I/O接口模拟JTAG加载时序，JTAG桥片连通所述的ATCA单板业务部分的JTAG器件或者JTAG链与所述的BMC模块控制器的I/O接口，将所述的目标文件写入到所述的ATCA单板业务部分的JTAG器件或者JTAG链中。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a具体为：

a1′、机框管理板通过信号线与所述的ATCA单板上的JTAG器件或者JTAG链进行JTAG信号交互，将其存储的目标文件加载到所述的JTAG器件或者JTAG链，完成对所述的JTAG器件或者JTAG链的扫描和加载。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中步骤a1′具体为：

a11′、所述的机框管理板从其存储器中将需要加载的目标文件读出后，通过背板连接器中的信号线将所述的目标文件加载到所述的ATCA单板上的JTAG器件或者JTAG链。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中步骤a11′具体包括：

a111′、驱动器选通所述的ATCA单板上的JTAG器件或者JTAG链；

a112′、所述的机框管理板从其存储器中将需要加载的目标文件读出，通过背板连接器中的信号线将所述的目标文件加载到所述的驱动器选通的JTAG器件或者JTAG链。

11、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中步骤a1′具体为：

a11″、所述的机框管理板从其存储器中将需要加载的目标文件读出后，通过外部电缆中的信号线将所述的目标文件加载到所述的ATCA单板上的JTAG器件或者JTAG链。

12、根据权利要求8或者9或者10或者11所述的方法，其特征在于，所述的信号线为测试时钟TCK信号线、测试模式选择TMS信号线、测试复位TRST信号线、测试数据输入TDI信号线以及测试数据输出TDO信号线。

13、一种ATCA中JTAG器件远程维护的系统，包括机框管理板和ATCA单板，其特征在于，所述的机框管理板，用于通过与所述的ATCA单板交互，将其存储的需要加载的目标文件加载到所述的ATCA单板的JTAG器件或者JTAG链中。

14、根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的机框管理板包括存储模块和控制模块；

所述存储模块，用于存储需要加载的目标文件；

所述控制模块，用于从所述的存储模块中读取需要加载的目标文件后，通过IPMB总线写入到所述的ATCA单板BMC模块的存储器中。

15、根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述的ATCA单板包括BMC模块，所述的BMC模块包括控制器和存储器；

所述存储器，用于存储所述的机框管理板写入的目标文件；

所述控制器，用于将所述的存储器中的目标文件写入到所述的JTAG器件或者JTAG链中。

16、根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述的ATCA单板还包括：

逻辑器件，用于在单板BMC模块控制器的控制下，连通所述的ATCA单板的JTAG器件或者JTAG链。

17、根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述的ATCA单板还包括：

JTAG桥片，用于连通所述的BMC模块与所述的JTAG器件或者JTAG链。

18、根据权利要求15或者16或者17所述的方法，其特征在于，所述的BMC模块的存储器为闪存FLASH。

19、根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的机框管理板与所述JTAG器件或者JTAG链通过信号线相连。

20、根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述的信号线为背板连接器中的TCK信号线、TMS信号线、TRST信号线、TDI信号线以及TDO信号线。

21、根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述的信号线为外部电缆，用来传输TCK信号、TMS信号、TRST信号、TDI信号以及TDO信号。

22、根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的目标文件为软件或者逻辑器件加载文件。