CN216850675U - 一种集线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集线装置，包括JTAG端口端子座、扩展JTAG端口端子座、电源、电源选择开关、集线器电路板和设备外壳；所述JTAG端口端子座连接JTAG程序烧写调试器；所述扩展JTAG端口端子座连接待烧写、待测试的目标电路板的JTAG端口端子座；所述电源为目标电路板提供不同电压等级的系统电源；所述集线器电路板上固定所述电源和所述电源选择开关，还固定所述JTAG端口端子座和所述扩展JTAG端口端子座之间的连线；所述JTAG端口端子座、所述扩展JTAG端口端子座、所述电源、所述电源选择开关和所述集线器电路板设置在所述设备外壳内。本实用新型能够解决批量目标电路板上MCU芯片上带有JTAG调试端口的在线程序烧写问题及功能测试问题。

Description

一种集线装置

技术领域

本实用新型涉及电路板焊接生产制造技术领域，特别涉及一种集线装置。

背景技术

在电路板生产制造过程中，通常会遇到要对主控电路板上的DSP、MCU、FPGA&CPLD芯片进行程序批量在线烧写和功能测试的需求。这些需求经常与JTAG联系起来。现在的控制芯片大多数都具有兼容JTAG接口的外设。在对电路板进行在线烧写程序和功能测试时，如果用JTAG仿真器或程序烧写器对电路板一块一块的进行程序烧写和功能测试，大量重复琐碎的劳动会带来巨大的工作量，生产效率也不高。

当一块电路板中含有多核(2片以上MCU、FPGA&CPLD或FLASH)时，可采用单一JTAG口以菊花链(Daisy Chain)形式将所有芯片串联起来实现下载编程，JTAG菊花链路如图4所示。这样做可以节省多个JTAG口，使用一个JTAG口就可以对多片芯片分别进行程序的在线烧写和功能的测试。也可采用多个JTAG仿真器或程序烧写器同时对多块电路板进行程序的在线烧写和功能测试。现在的JTAG仿真器或程序烧写器与PC机的的通信接口多为USB接口，这样的技术方案还需要一个扩展USB端口的集线器，多个JTAG仿真器或程序烧写器连接在扩展USB端口的集线器上，JTAG仿真器或程序烧写器再与目标电路板连接。这种方案就是使用扩展USB端口，没有充分发挥出JTAG的技术的优势。

现有技术方案对单块电路板程序在线烧写及功能测试生产效率较低，使用JTAG菊花链路模式的在线程序烧写和功能测试也只能针对单块电路板。单块电路板JTAG菊花链路中的器件数量是固定的，当菊花链路需要增加器件或减少器件，涉及的改动都很大，扩展的灵活性受到了限制。使用多个JTAG仿真器或程序烧写器对JTAG口进行扩展，扩展一路JTAG口，就要使用一个JTAG仿真器或程序烧写器，JTAG仿真器或程序烧写器价格较高，这种技术方案JTAG仿真器或程序烧写器利用率较低，不能将JTAG技术方案的优势发挥利用起来，且使用成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集线装置，用于解决上述至少一个技术问题，其能够解决批量目标电路板上MCU(包括DSP、FPGA&CPLD)芯片上带有JTAG调试端口的在线程序烧写问题及功能测试问题；低成本解决JTAG口的扩展端口的问题，灵活的添加或减少扩展JTAG端口的目标电路板都不会影响JTAG菊花链路中串联电路的完整性；方便灵活的解决给目标电路板供电问题，提供3.3V和5V系统电源以供选择，扩大了目标电路板产品的供电适用范围。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种集线装置，其包括JTAG端口端子座、扩展JTAG端口端子座、电源、电源选择开关、集线器电路板和设备外壳。

所述JTAG端口端子座连接JTAG程序烧写调试器。

所述扩展JTAG端口端子座连接待烧写、待测试的目标电路板的JTAG端口端子座。

所述电源为目标电路板提供不同电压等级的系统电源。

所述电源选择开关用于选择电源的不同电压等级。

所述集线器电路板上固定所述电源和所述电源选择开关，还固定所述JTAG端口端子座和所述扩展JTAG端口端子座之间的连线。

所述JTAG端口端子座、所述扩展JTAG端口端子座、所述电源、所述电源选择开关和所述集线器电路板设置在所述设备外壳内。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述JTAG程序烧写调试器的管脚包括模式选择测试管脚(称为TMS管脚)、时钟测试管脚(称为TCK管脚)、重置测试管脚(称为TRST管脚)、数据输入测试管脚(称为TDI管脚)和数据输出测试管脚(称为TDO管脚)。

所述模式选择测试管脚、所述时钟测试管脚和所述重置测试管脚并联。

所述数据输入测试管脚和所述数据输出测试管脚串联。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述电源选择开关包括3.3V电源档和5V电源档。

所述电源选择开关拨到3.3V电源档时，所述电源为目标电路板提供3.3V的系统电源。

所述电源选择开关拨到5V电源档，所述电源为目标电路板提供5V的系统电源。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述JTAG端口端子座的管脚包括电源管脚(称为VIN管脚)、接地管脚(称为GND管脚)、模式选择测试管脚(称为TMS管脚)、时钟测试管脚(称为TCK管脚)、数据输入测试管脚(称为TDI管脚)和数据输出测试管脚(称为TDO管脚)。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述扩展JTAG端口端子座的管脚包括电源管脚(称为VIN管脚)、接地管脚(称为GND管脚)、模式选择测试管脚(称为TMS管脚)、时钟测试管脚(称为TCK管脚)、数据输入测试管脚(称为TDI管脚)和数据输出测试管脚(称为TDO管脚)。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述扩展JTAG端口端子座上设有管脚自动连接单元。

未接入所述目标电路板时，所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚短接。

接入所述目标电路板时，所述管脚自动连接单元使所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚断开。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述管脚自动连接单元包括复位弹簧、金属短接片和顶块。

所述复位弹簧一端固定在所述扩展JTAG端口端子座的壳体上，一端连接所述金属短接片。

未接入所述目标电路板时，所述金属短接片抵接所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚。

所述金属短接片上固定所述顶块。

接入所述目标电路板时，所述目标电路板的端口按压所述顶块，所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚断开。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供了一种集线装置，通过该装置集线装置可以一次将多块目标电路板连接到JTAG仿真器或程序烧写器的JTAG端口上，达到一次给多块目标电路板进行在线烧写程序和功能测试的目的。

(1)解决批量目标电路板上MCU(包括DSP、FPGA&CPLD)芯片上带有JTAG调试端口的在线程序烧写问题及功能测试问题。

(2)低成本解决JTAG口的扩展端口的问题，灵活的添加或减少扩展JTAG端口的目标电路板都不会影响JTAG菊花链路中串联电路的完整性。

(3)方便灵活的解决给目标电路板供电问题，提供3.3V和5V系统电源以供选择，扩大了目标电路板产品的供电适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型扩展程序烧录调试端口的集线装置结构示意图；

图2为本实用新型扩展程序烧录调试端口的集线装置的扩展JTAG端口端子座内部结构示意图；

图3为使用JTAG桥接芯片对JTAG口进行扩展的结构示意图；

图4为现有技术中JTAG菊花链路的链接形式结构示意图。

图中：1-电源选择开关；2-集线器电路板；3-JTAG程序烧写调试器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。

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。

请参照图1至图2，本实用新型的第一个实施例提供一种集线装置，其包括JTAG端口端子座、扩展JTAG端口端子座、电源、电源选择开关1、集线器电路板2和设备外壳。

所述JTAG端口端子座连接JTAG程序烧写调试器3。

所述扩展JTAG端口端子座连接待烧写、待测试的目标电路板的JTAG端口端子座。

所述电源为目标电路板提供3.3V或5V的系统电源。

所述电源选择开关1用于选择3.3V供电电源或者5V供电电源。

所述集线器电路板2上固定所述电源和所述电源选择开关1，还固定所述JTAG端口端子座和所述扩展JTAG端口端子座之间的连线。

所述JTAG端口端子座、所述扩展JTAG端口端子座、所述电源、所述电源选择开关1和所述集线器电路板2设置在所述设备外壳内。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述JTAG程序烧写调试器的管脚包括模式选择测试管脚(称为TMS管脚)、时钟测试管脚(称为TCK管脚)、重置测试管脚(称为TRST管脚)、数据输入测试管脚(称为TDI管脚)和数据输出测试管脚(称为TDO管脚)。

所述模式选择测试管脚、所述时钟测试管脚和所述重置测试管脚并联。

所述数据输入测试管脚和所述数据输出测试管脚串联。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述电源选择开关1包括3.3V电源档和5V电源档。

所述电源选择开关1拨到3.3V电源档时，所述电源为目标电路板提供3.3V的系统电源。

所述电源选择开关1拨到5V电源档，所述电源为目标电路板提供5V的系统电源。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述JTAG端口端子座的管脚包括电源管脚(称为VIN管脚)、接地管脚(称为GND管脚)、模式选择测试管脚(称为TMS管脚)、时钟测试管脚(称为TCK管脚)、数据输入测试管脚(称为TDI管脚)和数据输出测试管脚(称为TDO管脚)。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述扩展JTAG端口端子座的管脚包括电源管脚(称为VIN管脚)、接地管脚(称为GND管脚)、模式选择测试管脚(称为TMS管脚)、时钟测试管脚(称为TCK管脚)、数据输入测试管脚(称为TDI管脚)和数据输出测试管脚(称为TDO管脚)。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述扩展JTAG端口端子座上设有管脚自动连接单元。

未接入所述目标电路板时，所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚短接。

接入所述目标电路板时，所述管脚自动连接单元使所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚断开。

在本实用新型较佳的实施例中，上述集线装置的所述管脚自动连接单元包括复位弹簧、金属短接片和顶块。

所述复位弹簧一端固定在所述扩展JTAG端口端子座的壳体上，一端连接所述金属短接片。

未接入所述目标电路板时，所述金属短接片抵接所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚。

所述金属短接片上固定所述顶块。

接入所述目标电路板时，所述目标电路板的端口按压所述顶块，所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚断开。

当该扩展JTAG端口端子座的端口有目标电路板的JTAG端口孔座接入并向上按压到位时，目标电路板的JTAG端口孔座的上部绝缘部分会将金属短接片下部的顶块向上顶起，连接TDI管脚和TDO管脚的金属短接片被带动推着向上顶起压缩复位弹簧，金属短接片从而脱离与TDI管脚和TDO管脚根部的接触，这样JTAG扩展口上的TDI管脚和TDO管脚断开电气连接。该扩展JTAG端口端子座的端口的金属针座与目标电路板JTAG端口金属孔座连接起来，目标电路板上的JTAG的信号就接入到了该扩展JTAG端口端子座的端口上，这样一个新添加设备的TDI管脚和TDO管脚信号添加进了JTAG菊花链路上串联电路上，目标电路板上VIN管脚、GND管脚、TMS和TCK也添加进了JTAG菊花链路上并联电路中。

如果扩展JTAG端口端子座的端口没有TDI管脚和TDO管脚自动断开连接装置，则集线装置的扩展端口必须都插上目标电路板，JTAG菊花链路串联电路才能保持完整。例如，一个JTAG集线器扩展了10个JTAG端口，而需要在线烧写程序和连接测试的电路板一次只有5块，这样就会有5个JTAG扩展端口空接，如果这5个空闲的端口TDI管脚和TDO管脚没有金属短接片连接，JTAG菊花链路的TDI管脚和TDO管脚就是断开的，无法进行在线程序烧写和功能测试。

请参照图3，在一些ATCA总线(Advanced Telecom Computing Architecture,高级通讯计算机架构)系统中，会使用专用的JTAG桥接芯片对JTAG口进行扩展。这种方案是在系统级架构下将系统上所有具有JTAG接口的单板连接起来进行系统管理。这种对JTAG口进行扩展的技术方案稳定可靠，适合大型复杂的计算机系统。但JTAG桥接芯片成本较高，系统应用也较复杂，对于一些工业或是商业上的运用场景就显得不太合适了。

本实用新型实施例旨在保护一种集线装置，具备如下效果：

1.目前采用JTAG菊花链路进行程序的在线烧写和功能测试，大多应用在单板电路中有多核(单块电路板上有多个JTAG端口芯片)的应用场景。采用本实用新型的集线装置，可以一次对多块目标电路板进行程序的在线烧写和功能测试，最多可以连接与扩展端口数量一致的电路板。在批量生产电路板的情况下，可以极大的提高生产效率和降低劳动生产成本。

2.由于传统JTAG菊花链的串联特性，如果任何一个JTAG接口的器件从链路中移走，则链路便断裂开，无法进行器件的程序的在线烧写和功能测试。本实用新型的集线装置上扩展JTAG端口上TDI和TDO信号管脚，在没有接入JTAG端子时，信号管脚短接，在接入JTAG端子时，目标电路板的TDI和TDO插入到JTAG菊花链路中的串联通信链路中，这样在JTAG菊花链路上增加了一个目标电路板。使用本集线装置，在接入不超过扩展端口数量的任意数量的电路板时，都能保证JTAG菊花链路的完整性。这样可以方便灵活的组织电路板的生产和测试。

3.本集线装置的内部提供了3.3V和5V两种电源，通过选择开关可以给目标电路板提供3.3V或5V的工作电源，增加了扩展JTAG端口集线器给目标电路板供电的电压工作范围。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种集线装置，其特征在于，包括JTAG端口端子座、扩展JTAG端口端子座、电源、电源选择开关(1)、集线器电路板(2)和设备外壳；

所述JTAG端口端子座连接JTAG程序烧写调试器(3)；

所述扩展JTAG端口端子座连接待烧写、待测试的目标电路板的JTAG端口端子座；

所述电源为目标电路板提供不同电压等级的系统电源；

所述电源选择开关(1)选择电源的不同电压等级；

所述集线器电路板上固定所述电源和所述电源选择开关(1)，还固定所述JTAG端口端子座和所述扩展JTAG端口端子座之间的连线；

所述JTAG端口端子座、所述扩展JTAG端口端子座、所述电源、所述电源选择开关(1)和所述集线器电路板设置在所述设备外壳内。

2.根据权利要求1所述的集线装置，其特征在于，

所述电源选择开关(1)包括3.3V电源档和5V电源档；

所述电源选择开关(1)拨到3.3V电源档时，所述电源为目标电路板提供3.3V的系统电源；

所述电源选择开关(1)拨到5V电源档，所述电源为目标电路板提供5V的系统电源。

3.根据权利要求1所述的集线装置，其特征在于，

所述JTAG端口端子座的管脚包括电源管脚、接地管脚、模式选择测试管脚、时钟测试管脚、数据输入测试管脚和数据输出测试管脚。

4.根据权利要求1所述的集线装置，其特征在于，

所述扩展JTAG端口端子座的管脚包括电源管脚、接地管脚、模式选择测试管脚、时钟测试管脚、数据输入测试管脚和数据输出测试管脚。

5.根据权利要求4所述的集线装置，其特征在于，

所述扩展JTAG端口端子座上设有管脚自动连接单元；

未接入所述目标电路板时，所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚短接；

接入所述目标电路板时，所述管脚自动连接单元使所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚断开。

6.根据权利要求5所述的集线装置，其特征在于，

所述管脚自动连接单元包括复位弹簧、金属短接片和顶块；

所述复位弹簧一端固定在所述扩展JTAG端口端子座的壳体上，一端连接所述金属短接片；

未接入所述目标电路板时，所述金属短接片抵接所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚；

所述金属短接片上固定所述顶块；

接入所述目标电路板时，所述目标电路板的端口按压所述顶块，所述扩展JTAG端口端子座的数据输入测试管脚和数据输出测试管脚断开。

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