FI93999C

FI93999C - Piirikortille asennetun mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmoiminen

Info

Publication number: FI93999C
Application number: FI922707A
Authority: FI
Inventors: Rune Lindholm; Kari Pihl
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1995-06-26
Also published as: FI93999B; FI922707A0; GB2267767B; GB9311990D0; FI922707A; GB2267767A

Description

5 93999

Piirikortille asennetun mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmoiminen - Programmering av en kortmonterad mikroproces-sors programminne

Keksinnön kohteena on menetelmä piirikortille asennetun mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmoimiseksi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään BSCAN/JTAG-standardin mukaista liitäntää (IEEE 1149.1) ohjelmointiyksikön ja ohjel-10 mamuistin välillä.

Ennen kuin muistipiirit asennetaan piirikortille, on ne yleensä esiohjelmoitava sovelluksen mukaista käyttöä varten. Esiohjelmointivaiheessa muistipiirien käsitteleminen aiheut-15 taa usein nastojen välisiä oikosulkuja. Mikropiirien nastat saattavat myös taipua hieman käsiteltäessä ja tällöin asennusvaiheessa saattaa esiintyä kohdistusongelmia.

Jos mikroprosessorin ohjelmaa halutaan vaihtaa, on tällöin 20 myös muistipiiri irrotettava piirikortilta ja vaihdettava.

BSCAN/JTAG-liitäntä on standardoitu, ja sitä voidaan käyttää kaikissa digitaalisissa mikropiireissä. BSCAN/JTAG-testaus-laitteistolla parannetaan mikropiirikorttien testattavuutta. 25 Piirikortilla BSCAN/JTAG-logiikkaa sisältävät piirit voidaan kytkeä toisiinsa usealla eri tavalla, kuitenkin standardin mukaisesti. IEEE 1149.1 -standardi määrittelee joitakin pakollisia testikomentoja, jotka on voitava toteuttaa BSCAN/ JTAG-liitännän avulla. Näiden komentojen lisäksi käyttäjä 30 voi määritellä erityiskomentoja omia tarkoituksiaan varten.

·' Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellai nen menetelmä, jonka avulla piirikortille asennetun mikroprosessorin ohjelmamuisti voitaisiin ohjelmoida BSCAN/JTAG-35 liitynnän avulla ja jonka avulla edellä esitetyt ongelmat voitaisiin ratkaista. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että ohjelmamuistin osoite- ja dataväylään on kytketty mikropiiri, joka sisältää BSCAN/JTAG-testauslo- 93999 2 giikan siten, että mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmointi toteutetaan käyttäjän määrittelemällä komennolla, jolloin muistiin kytketyn mikropiirin BSCAN/JTAG-logiikka ottaa yhteyden ohjelmamuistin osoite- ja dataväylään.

5

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viitaten oheisiin kuviin, joista: kuva 1 esittää keksinnön mukaisen ratkaisun lohkokaaviota, kuva 2 esittää keksinnön mukaisen ohjelmamuistin ohjelmoimi-10 sen esimerkkitapauksen vuokaaviota.

Keksinnön mukaista ratkaisua kuvataan seuraavassa viitaten kuviin 1-2, jotka esittävät keksinnön mukaisen ratkaisun toteutusta.

15

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään BSCAN/JTAG-standardin mukaista liitäntää (IEEE 1149.1) ohjelmointiyksi-kön ja ohjelmamuistin välillä. Yhteys ohjelmamuistin osoite-ja dataväylään saadaan mikropiirin avulla, joka on kytketty 20 osoite- ja dataväylään. Tällaisen mikropiirin tulee sisältää BSCAN/JTAG-testauslogiikka, jolloin yhteys ohjelmamuistiin saadaan väylään kytketyn mikropiirin BSCAN/JTAG ohjaus- ja datatulojen kautta. Tämä mikropiiri voi olla mikroprosessori tai mikä tahansa väylään kytketty mikropiiri, jossa on to-25 teutettu BSCAN/JTAG-logiikka. Ohjelmointiyksikön ja ohjelma-muistin väliset ohjaussignaalit voidaan kytkeä suoraan tai käyttämällä BSCAN/JTAG-liitäntää. Ohjelmoinnin tarvitsema käyttöjännite voidaan syöttää ohjelmointiyksiköltä tai piirikortilta .

30

Mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmointi toteutetaan käyttäjän määrittelemällä komennolla, jolloin muistiin kytketyn mikropiirin tai kytkettyjen mikropiirien BSCAN/JTAG-logiikka ottaa yhteyden ohjelmamuistin osoite- ja dataväy-35 lään. Tämän lisäksi myös ohjaussignaalit voidaan toteuttaa BSCAN/JTAG-liitännän avulla. Ohjaussignaalit voidaan myös syöttää suoraan ohjelmamuistiin.

3 93999 Käyttäjän määrittelemien ohjelmointikomentojen avulla voidaan BSCAN-datarekisterissä erottaa ohjelmointiin tarvittavat bitit. Näin ollen BSCAN/JTAG-liitännän kautta osoite- ja dataväylä sekä ohjelmointiin tarvittavat ohjaussignaalit 5 voidaan syöttää redusoiduksi BSCAN-datarekisteriksi järjestettynä. Tällä tavoin saadaan lyhennettyä ohjelmointiin käytettävää aikaa, koska ainoastaan tarpeelliset BSCAN-datare-kisterin bitit skannataan.

10 Ohjelmointidata syötetään mikropiiriin BSCAN/JTAG-datatulon kautta ja ohjelman varmistusdata luetaan BSCAN/JTAG-dataläh-döstä. BSCAN/JTAG-liitäntä asetetaan ensin ohjelmointitilaan skannaamalla sisään käyttäjän määrittelemä ohjelmointikomento, joka asettaa dataa ohjelmamuistiin syöttävän mikropiirin 15 tai mikropiirit erikoistilaan. Tämä tila järjestää BSCAN- datarekisterin edellä esitetyllä tavalla. Ohjelmointitilasta poistutaan palauttamalla mikropiiri alkutilaan tai käyttämällä Reset-komentoa.

20 Ohjelmointi voidaan joissakin tapauksissa toteuttaa ilman erityistä käyttäjän määrittelemää komentoa. Koska logiikka-mikropiirin sisällä olevat BSCAN-yksiköt on kytketty kaikkiin tuloihin ja lähtöihin, ohjelmointi voidaan toteuttaa käyttämällä standardin mukaisia komentoja. Tämä kuitenkin 25 aiheuttaa ohjelmointiyksikön suorituskyvyn alenemista. Pahin haitta on ohjelmointiin ja pyyhkimiseen käytetyn ajan kasvaminen. Kun käytetään standardin mukaisia komentoja, koko BSCAN-datarekisteri on käytössä ohjelmoinnin aikana.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan ohjelmoida minkä tahansa tyyppisiä ohjelmamuisteja, kunhan vain BSCAN/ JTAG-liitännän käyttämä mikropiiri pystyy täyttämään ohjelmoitavan laitteiston asettamat ohjelmointivaatimukset. Seu-raavassa selitetään Flash-tyyppisen EPROM-muistin ohjelmoin-35 tia, pyyhkimistä ja ohjelmoinnin varmistamista.

BSCAN-rekisteriyksiköt on kytketty vaihtorekistereiksi mikropiirin ympärille. Jokaiselle tulo- ja lähtönastalle on 4 93999 varattu oma rekisteriyksikkö. Myös tulostus- ja I/O-ohjaus-signaaleilla on omat rekisteriyksikkönsä. Nämä vaihtorekis-terin rekisteriyksiköt voivat olla järjestetyt valinnaiseen järjestykseen. Ohjelmointitoimintoja varten on kehitetty 5 BSCAN-ohjelmointikomento, joka kerran ladattuaan säilyy voi massa, kunnes koko mikropiiri palautetaan alkutilaan tai kunnes Test Logic Reset -komento käynnistetään.

BSCAN-ohjelmointikomennon avulla BSCAN-rekisteri jaetaan 10 osiin. Jakamalla BSCAN-rekisteriketju kahteen osaan nopeutetaan ohjelmointitoimintoja huomattavasti, sillä vaihtore-kisteriketjun tekijöiden määrää on vähennetty. BSCAN-rekis-terin osa, jota käytetään ohjelmointitilassa, voi olla esimerkiksi osoiteväylä, dataväylä ja muut signaalit. Ositus 15 voidaan toteuttaa siten, että ne BSCAN-rekisteriyksiköt, joita ei käytetä ohjelmointitilassa, eristetään alkuperäisestä BSCAN-rekisteriketjusta. Eristyksellä tarkoitetaan sitä, että kyseiset yksiköt poistetaan BSCAN-rekisteriket-justa ja niille menevien ohjaussignaalien kulku estetään.

20 Muistin ohjelmoinnissa mukana olevat BSCAN-rekisteriyksiköt muodostavat uuden järjestetyn BSCAN-rekisteriketjun, jossa TDI-tulo on kytketty ensimmäiseen yksikköön ja viimeinen yksikkö on kytketty TDO-lähtöön. Uusi BSCAN-ketju TDI-tuloi-neen ja TDO-lähtöineen voidaan nyt muotoilla paremmin uudel-25 leen ohjelmointitoimintoja varten.

Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukaisen ratkaisun lohkokaavio. BSCAN-järjestelmä käsittää ohjausyksikön 1, käskyrekis-terin 2, dekooderin 3, muistin ohjelmointiin tarvittavien 30 BSCAN-rekisterien lohkon 4, muiden BSCAN-rekisterien lohkon 5 sekä multiplekserit 6-8, flipflopin 9 ja ohituslohkon 10.

Ohjausyksikkönä 1 voidaan käyttää esimerkiksi 16-tilaista IEEE 1149.1 mukaista FSM-ohjausyksikköä. Käskyrekisteri 2 on 35 käyttäjän määrittelemä pitkien käskyjen rekisteri. Dekooderin 3 avulla voidaan muodostaa pakollisia tai valinnaisia käskyoperaatioita. Tietorekisteri käsittää muistin ohjelmointiin tarvittavat BSCAN-rekisterit 4 ja muut BSCAN-rekis- li 5 93999 terit 5. Ohitus 10 on yhden bitin mittainen ohitusrekisteri. Ohjausyksikkö 1 on kytketty käskyrekisteriin 2 ja multipleksereihin 6-8, jotka ohjaavat tiedon kulkua ulos järjestelmästä .

5

Keksinnön mukaisen ohjelmointimenetelmän etuna on se, että piirikortille voidaan asentaa herkkiä muistipiirejä ilman, että niitä tarvitsee esiohjelmoida. Näin vältytään esiohjel-mointivaiheessa muistipiirien käsittelemisestä aiheutuvilta 10 nastojen välisiltä oikosuluilta sekä myös asennusvaiheessa esiintyviltä kohdistusongelmilta.

Käytettäessä monikirjoittuvia muistipiirejä voidaan mikroprosessorin ohjelmaa vaihtaa vaivattomasti ilman muistipii-15 rien vaihtamista. BSCAN/JTAG-liitäntä on standardoitu, ja sitä voidaan käyttää kaikissa digitaalisissa mikropiireissä. Käyttämällä BSCAN/JTAG-testauslaitteistoa ohjelmoimiseen voidaan joskus myös välttyä erityisen ohjelmointilaitteiston kehittämiseltä.

20 Käskyrekisteri tukee pakollisia komentoja (EXTEST, SAMPLE/ PRELOAD ja Bypass) sekä käyttäjän määrittelemiä komentoja.

Ohjelmakomentojen lataus ei häiritse pakollisten komentojen käyttöä. Uusien komentojen lataus ei kuitenkaan vaikuta 25 BSCAN-ketjun eristettyyn osaan. Jos eristetyn osan ohjaussignaalien kulkua ei ole estetty, ohjelmointitilan uusien komentojen lataus vaikuttaa kyseisiin yksiköihin, mutta eristetyn osan tuloksia ei kuitenkaan voida skannata ulos TDO-lähdöstä.

30

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen ohjelmamuistin oh-jelmoimisen esimerkkitapauksen vuokaavio. Ohjelmoinnin aloituksen 11 jälkeen CHIP alustetaan 12 Flash-ohjelmointitilas-sa. Seuraavaksi ohjelmointikomento ja tavuosoite siirretään 35 BSCAN-ketjussa 13. Muistipiirin valinta ja muistiinkirjoit-tamisen aktivointi toteutetaan kolmessa erillisessä lohkossa 14, 16 ja 18. Välillä toteutetaan osoitteen ja tiedon siirto BSCAN-ketjuun 15 sekä tilarekisterin lukukomennon siirto 6 93999 BSCAN-ketjussa 17. Tämän jälkeen luettu komento skannataan 19, tilarekisteri luetaan ja kellotetaan 20. Seuraavaksi virhetarkistus 21 huomaa mahdolliset ohjelmointivirheet 22. Osoitteentarkistuslohkossa 23 jatketaan, jos osoite on kas-5 vanut yhdellä, muussa tapauksessa palataan lohkoon 14. Taulukon lukukomennon siirto BSCAN-ketjussa toteutetaan lohkossa 24, minkä jälkeen seuraa jälleen muistipiirin valinta ja muistiinkirjoittamisen aktivointi 25 ja ohjelman lopetus 26.

Claims

93999

1. Menetelmä piirikortille asennetun mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmoimiseksi, jossa käytetään BSCAN/JTAG-standardin mukaista liitäntää (IEEE 1149.1) ohjelmointiyksi- 5 kön ja ohjelmamuistin välillä, tunnettu siitä, että ohjelma-muistin osoite- ja dataväylään on kytketty mikropiiri, joka sisältää BSCAN/JTAG-testauslogiikan siten, että mikroprosessorin ohjelmamuistin ohjelmointi toteutetaan käyttäjän määrittelemällä BSCAN/JTAG-komennolla, jolloin muistiin kytke-10 tyn mikropiirin BSCAN/JTAG-logiikka ottaa yhteyden ohjelma-muistin osoite- ja dataväylään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmamuistin osoite- ja dataväylään on kytket- 15 ty useita mikropiirejä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmamuistin osoite- ja dataväylään on kytketty mikroprosessori. 20

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjaussignaalit on toteutettu BSCAN/ JTAG-liitännän avulla.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjaussignaalit syötetään suoraan oh-jelmamuistiin.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että ohjelmoinnin tarvitsema käyttöjännite syötetään ohjelmointiyksiköltä.

7. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmoinnin tarvitsema käyttöjännite 35 syötetään piirikortilta.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmointidätä syötetään mikropiiriin 93999 BSCAN/JTAG-datatulon kautta ja ohjelman varmistusdata luetaan BSCAN/JTAG-datalähdöstä.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että BSCAN/JTAG-liitäntä asetetaan ensin ohjelmointi- tilaan skannaamalla sisään käyttäjän määrittelemiä ohjel-mointikomentoja, jotka asettavat dataa ohjelmamuistiin syöttävän mikropiirin tai mikropiirit erikoistilaan ja joiden avulla BSCAN-datarekisterissä erotetaan ohjelmointiin tar-10 vittavat bitit ja osoite- ja dataväylä sekä ohjelmointiin tarvittavat ohjaussignaalit syötetään BSCAN/JTAG-liitännän kautta redusoiduksi BSCAN-datarekisteriksi järjestettynä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että ohjelmointitilasta poistutaan palauttamalla mikropiiri alkutilaan.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmointitilasta poistutaan Reset-komennon 20 avulla.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai li mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmointi toteutetaan ilman käyttäjän määrittelemiä komentoja. 25 : 13. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjelmointi käsittää ohjelmoinnin aloituksen (11), CHIPin alustuksen Flash-ohjelmointitilassa (12), 30. ohjelmointikomennon ja tavuosoitteen siirron BSCAN-ket- jussa (13), muistipiirin valinnan ja muistiinkirjoittamisen aktivoinnin (14, 16, 18 ja 25), osoitteen ja tiedon siirron BSCAN-ketjuun (15), 35. tilarekisterin lukukomennon siirron BSCAN-ketjussa (17), luetun komennon skannaamisen (19), tilarekisterin lukemisen ja kellotuksen (20), virhetarkistuksen (21), 93999 osoitteentarkistuslohkon (23), taulukon lukukomennon siirron BSCAN-ketjussa (24), ohjelman lopetuksen (26).

5 Patentkrav