ITMI20010004A1 - Procedimento per comandare un'interfaccia jtag di un microprocessore di un microcontroller sul quale e' implementato un'interfaccia jtag e m - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Stato della tecnica

La presente invenzione riguarda un procedimento per comandare un microprocessore, che fa parte di un microcontroller, nell'ambito di un procedimento di prova Boundary Scan in base all 'Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) Standard 1149 tramite un'interfaccia Joint European Test Action Group (JTAG ) del microprocessore. L'invenzione riguarda inoltre un microcontroller con almeno un microprocessore, che può essere comandato nell'ambito di un procedimento di prova Boundary Scan conformemente allo IEEE Standard 1149 tramite un'interfaccia JTAG del microprocessore.

Il procedimento di prova Boundary Scan conforme allo IEEE Standard 1149 è già da tempo noto dallo stato della tecnica. Il procedimento di prova Boundary Scan serve a testare il collegamento fra due componenti semi conduttori, ad esempio fra un microcontroller ed eccitatori esterni del microcontroller. Il Boundary Scan ha il vantaggio consistente nel fatto che non è necessario accedere dall'esterno, direttamente, ad esempio con l'ausilio di un tastatore di misurazione (ad esempio di un adattatore a letto di chiodi) sui componenti elettronici a semi conduttori da testare, ma l'accesso ai componenti elettronici a semi conduttori avviene tramite l'interfaccia JTAG dell'elemento a semi conduttori. Il Boundary Scan viene descritto dettagliatamente nello stato della tecnica, così ad esempio nell'Informationspapier di Sun Microelectronics , Mountain View, CA, USA, "Introduction to JTAG Boundary Scan", White Paper, January 1997, Part No. WPR 0018-01, e Internet auf der Seite http :/www.iee .et.tudresden.de/ieee/em/web-dot4.htm, "Analoges Boundary Scan, IEEE P1149.4". Si fa espressamente riferimento ad entrambe le pubblicazioni.

La presente invenzione riguarda specialmente il Boundary Scan per componenti a semi conduttori eseguiti come microprocessori. I microprocessori fanno parte di un microcontroller che a sua volta è parte di un apparecchio di comando per un autoveicolo. Gli apparecchi di comando vengono impiegati per comandare/regolare determinate funzione di un autoveicolo, ad esempio del motore endotermico, dei freni, del cambio di velocità, dell'autotelaio, della dinamica di marcia oppure del riscaldamento/climatizzazione dell'abitacolo dell'autoveicolo .

Conformemente allo stato della tecnica l'interfaccia JTAG viene contattato tramite Pins. Tramite un'adattatore Hardware di un JTAG Tester, che viene connesso all'interfaccia JTAG, i Pins sono osservabili e, oppure comandabili dall'esterno. Tramite l'adattatore Hardware l'interfaccia JTAG riceve a disposizione una corrente di dati di prova per il microcontroller rispettivamente per il microprocessore conformemente allo svolgimento stabilito della prova del procedimento di prova Boundary Scan. Pertanto l'interfaccia JTAG dell'attuale stato della tecnica per l'esecuzione del procedimento di prova Boundary Scan dovrà risultare liberamente accessibile dall'esterno, affinché sia possibile connettere l'adattatore Hardware.

Per microcontroller, che sono disposti in una custodia oppure per i quali l'interfaccia JTAG nello stato pronto per l'impiego non risulta liberamente accessibile per altri motivi, non si prende pertanto in considerazione l'impiego del procedimento di prova Boundary Scan. Così anche la prova di apparecchi di comando per autoveicoli con microcontroller in parte complessi conformemente all 'attuale stato della tecnica non è effettuabile mediante il procedimento di prova Boundary Scan, poiché l'apparecchio di comando nello stato pronto per l'impiego è racchiuso in una custodia e dall'esterno è impossibile una presa di contatto dell'interfaccia JTAG con un adattatore Hardware. Per controllare la funzionalità di apparecchi di comando per autoveicoli pertanto in base all'attuale stato della tecnica è necessario effettuare complessi test funzionali, che sono relativamente dispendiosi in termini di tempo e costosi.

Pertanto la presente invenzione si pone il compito di eseguire e sviluppare ulteriormente un procedimento rispettivamente un microcontroller del genere menzionato all'inizio, in modo che il regolare funzionamento del microcontroller, anche in caso di interfaccia JTAG non liberamente accessibile del micro processore può essere verificato con il procedimento di prova Boundary Scan.

Per risolvere questo problema l'invenzione partendo dal procedimento del genere menzionato all'inizio propone che l'interfaccia JTAG del microprocessore venga comandato a partire da una Testroutine che può girare sul microprocessore.

Vantaggi dell'invenzione

Conformemente alla presente invenzione viene proposto di comandare l'interfaccia JTAG non tramite un separato adattatore Hardware di un JTAG Tester, ma di prevedere nel microprocessore un particolare Testroutine, con cui è possibile comandare l'interfaccia JTAG nell'ambito di un procedimento di prova Boundary Scan. Secondo l'invenzione pertanto viene proposto di emulare la funzione di un JTAG Tester mediante la Testroutine e di realizzare la Testroutine per attuare il procedimento di prova Boundary Scan sul microprocessore.

La Testroutine viene chiamata all'occorrenza per scopi di prova. Per eseguire la routine il microcontroller viene commutato in un modo di test JTAG. La Testroutine è memorizzata in una memoria interna od esterna del microprocessore e viene copiata nel modo di Test all'interno della memoria di programma (ad esempio un Random Access Memory, RAM) del microprocessore. Alternativamente la Testroutine può essere memorizzata anche in una memoria Falsh interna del microprocessore, laddove essa può essere realizzata direttamente nel modo di Test. Una routine contiene istruzioni di comando per comandare i Pins dell'interfaccia JTAG e dati di Test, che tramite l'interfaccia JTAG vengono trasmessi al microprocessore rispettivamente al microcontroller. Alla fine del procedimento di prova Boundary Scan viene cessato il modo di Test JTAG del microcontroller. A tale scopo si imposta preferibilmente l'entrata (RST) Reset dell'interfaccia JTAG.

Il vantaggio del procedimento secondo l'invenzione sta nel fatto che è possibile effettuare un controllo della funzionalità di un microcontroller anche quando l'interfaccia JTAG del microprocessore non è liberamente accessibile dall'esterno. Ciò è importante ad esempio per il controllo di apparecchi di comando con microcontroller complessi, come quelli impiegati ad esempio per comandare/regolare determinate funzioni in un autoveicolo. Con il procedimento secondo l'invenzione senza complessi Test funzionali è possibile controllare il regolare funzionamento di un apparecchio di comando. In particolare è possibile controllare i collegamenti dal microcontroller dell'apparecchio di comando ad eccitatori esterni. Con il procedimento di prova Boundary Scan, attuabile ora per apparecchi di comando, è possibile ottenere una copertura di Test sostanzialmente più alta. Inoltre il procedimento secondo l'invenzione porta ad una riduzione del tempo di prova, poiché determinati Test funzionali vengono sostituiti dal procedimento di prova Boundary Scan e pertanto possono risultare superflui .

Conformemente ad un'ulteriore sviluppo vantaggioso della presente invenzione viene proposto che Input-Output (IO)-Ports del microprocessore vengano collegate con i Pins dell'interfaccia JTAG e che i Pins dell'interfaccia JTAG vengano comandati dalla Testroutine tramite le IO-Ports. Le IO-Ports del microprocessore sono eseguite ad esempio come celle Pad con la funzione IO-Port. Le celle Pad servono per il microprocessore come invertitore di entrata oppure come eccitatore di uscita.

Le IO-Ports del microprocessore possono essere commutate mediante corrispondenti istruzioni di comando del Testroutine fra un Input-Mode ed un Output-Mode. Quando le celle Pad sono commutate nell'Input-Mode allora sono collegate con Pins di uscita (ad esempio Data Out (DO) dell'interfaccia JTAG e possono rilevare valori applicati sui Pins. Quando le celle Pad sono commutate nell'Output-Mode, sono collegate con Pins di entrata (ad esempio Data In (DI) dell'interfaccia JTAG ed è possibile trasmettere dati di Test tramite i Pins al microprocessore rispettivamente al microcontroller. Questo tipo di comando dei Pins dell'interfaccia JTAG come IO-Ports rappresenta un'implementazione particolarmente semplice. Tuttavia è pensabile una pluralità di altre implementazioni per comandare i Pins dell'interfaccia JTAG da una Testroutine che può girare sul microprocessore.

I Pins dell'interfaccia JTAG vengono impostati e, oppure letti vantaggiosamente dalla Testroutine conformemente ad uno svolgimento di Test stabilito nella Testroutine. Tramite le IO-Ports, che sono connesse come uscite, è possibile trasmettere una preassegnata corrente di dati di Test tramite l'interfaccia JTAG al microprocessore rispettivamente al microcontroller. Sui Pins di un'interfaccia del microcontroller, cui è possibile accedere dall'esterno ad esempio per mezzo di un adattatore di Test, è possibile quindi misurare i livelli applicati. I livelli applicati a questi Pins dell'interfaccia del microcontroller dipendono dalla corrente di dati di Test, che viene fornita dal Testroutine tramite i Pins DI dell'interfaccia JTAG sul microprocessore rispettivamente sul microcontroller e dalla funzionalità del microcontroller -Tramite le IO-Ports, che sono connesse come entrate, è possibile leggere i valori applicati ai Pins dell'interfaccia JTAG. I valori letti o possono essere immediatamente ulteriormente trattati oppure possono essere in un primo momento memorizzati temporaneamente per un successivo trattamento. Quando almeno una delle IO-Ports è inserita come entrata, mediante l'adattatore tramite l'interfaccia del microcontroller è possibile applicare determinati valori al microcontroller rispettivamente al microprocessore. I valori applicati ai Pins DO dell'interfaccia JTAG dipendono dai valori, applicati all'interfaccia del microcontroller, e dalla funzionalità del microcontroller .

Conformemente ad una forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che dal Testroutine nell'ambito del procedimento di prova Boundary Scan venga resa disponibile una corrente di dati di Test per l'interfaccia JTAG. Con l'ausilio della corrente di dati di Test è possibile applicare determinate combinazioni di dati di Test al microprocessore rispettivamente al microcontroller, per simulare in tal modo determinate funzioni del microcontroller e controllare la funzionalità del microcontroller.

Conformemente ad un'ulteriore forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che le IO-Ports del microprocessore dal Testroutine per un intervallo di tempo preassegnato vengano connesse come Output-Ports e su High, laddove vengano misurati livelli applicati ad un'interfaccia del microcontroller. L'interfaccia del microcontroller è eseguito ad esempio come un'interfaccia Scalatile Coherent Interface (SCI). I livelli applicati all'interfaccia del microcontroller vengono misurati ad esempio con l'ausilio di un adattatore di Test.

Viene inoltre proposto che le I/O Ports del microprocessore dal Testroutine per un intervallo di tempo preassegnato vengano connesse come Input Ports, laddove conformemente allo svolgimento stabilito del Test determinati valori vengono applicati ad un'interfaccia del microcontroller. I valori ad esempio mediante un adattatore di Test vengono applicati all'interfaccia del microcontroller. In corrispondenza del Pins DO dell'interfaccia JTAG in dipendenza dei valori applicati all'interfaccia del microcontroller vengono forniti determinati valori, che vengono letti dall'I/O Port del microprocessore, inserita come Input Port e collegata con i Pins dell'interfaccia JTAG.

I valori applicati ai Pins dell'interfaccia JTAG vantaggiosamente vengono letti tramite le I/O Ports del microprocessore e vengono memorizzati in un'area di memoria del microcontroller. L'area di memoria è ad esempio una memoria di registrazionelettura interna con accesso casuale (Random Access Memory RAM) del microprocessore. Successivamente al procedimento Boundary Scan i valori memorizzati nell'area di memoria vengono letti in uscita preferibilmente tramite l'interfaccia del microcontroller. I valori letti in uscita possono essere quindi ulteriormente trattati in un apparecchio di Test.

Conformemente ad una forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che il procedimento secondo l'invenzione venga impiegato per controllare il microcontroller di un apparecchio di comando per un autoveicolo.

Come un'ulteriore soluzione del compito della presente invenzione partendo dal microcontroller del genere menzionato all'inizio viene proposto che almeno un processore presenti mezzi per comandare l'interfaccia JTAG del microprocessore mediante una Testroutine che può girare sul microprocessore. Di conseguenza per mezzo di una semplice modifica dell'interfaccia JTAG del microprocessore il procedimento di prova Boundary Scan può essere impiegato anche per quei microcontroller, per i quali l'interfaccia JTAG non è liberamente accessibile dall'esterno.

Conformemente un vantaggioso ulteriore sviluppo della presente invenzione viene proposto che i mezzi comprendano celle Pad del microprocessore e linee di collegamento dalle celle Pad ai Pins dell'interfaccia JTAG, laddove le celle Pad presentano una funzione Input-Output (IO)-Port. Le celle Pad servono al microprocessore come invertitore di entrata oppure come eccitatore di uscita. Le celle Pad sono collegate rispettivamente con determinati Pins dell'interfaccia JTAG. Inserendo le celle Pad come Input Ports è possibile leggere valori applicati ai Pins dell'interfaccia JTAG e inserendole come Output Ports è possibile applicare ai Pins dell'interfaccia JTAG determinati valori.

Conformemente ad una forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene proposto che il microcontroller presenti un'interfaccia, sul quale dall'esterno del microcontroller sono misurabili i livelli applicati rispettivamente sono applicabili determinati valori. L'interfaccia del microcontroller è eseguito preferibilmente come un'interfaccia Scalable Coherent Interface (SCI). Disegno

Un esempio di realizzazione preferito della presente invenzione viene illustrata più dettagliatamente in seguito in base ai disegni.

In particolare:

la figura 1 mostra un microprocessore di un microcontroller secondo l'invenzione conformemente ad una forma di realizzazione preferita, e la figura 2 mostra uno schema di funzionamento di un procedimento secondo l'invenzione conformemente ad una forma di realizzazione preferita. Descrizione degli esempi di realizzazione

Nella figura 1 è caratterizzato con 1 il suo complesso un microprocessore di un microcontroller secondo l'invenzione. Il microprocessore 1 è uno di molti componenti elettronici a semi conduttori del microcontroller. Il microcontroller fa parte di un apparecchio di comando per un autoveicolo. L'apparecchio di comando comanda rispettivamente regola determinate funzioni dell'autoveicolo, ad esempio il motore endotermico, il cambio di velocità, i freni, l'autotelaio, la dinamica di marcia oppure il riscaldamento/climatizzazione dell'abitacolo dell'autoveicolo. Gli apparecchi di comando in misura crescente presentano complessi microcontroller, la cui funzionalità in base all'attuale stato della tecnica deve essere necessariamente verificato con l'ausilio di sempre più complessi Test funzionali.

In verità i microprocessori in microcontroller altamente integrati in misura crescente presentano un'interfaccia Joint European Test Action Group (JTAG ), tramite il quale nell'ambito di un procedimento di prova Boundary Scan in base all'Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) Standard 1149 è possibile verificare la funzionalità del microcontroller. Tuttavia gli apparecchi di comando nello stato pronto per l'impiego sono disposti in una custodia. Pertanto l'interfaccia JTAG per microprocessori di apparecchi di comando non è liberamente accessibile dall'esterno, cosicché non è possibile connettere un adattatore Hardware di un JTAG Tester per attuare il procedimento di prova Boundary Scan.

Per questo motivo l'invenzione propone un procedimento particolare per comandare il microprocessore 1. L'interfaccia JTAG del microprocessore 1 nella figura 1 è contrassegnato con 2. L'interfaccia JTAG 2 viene contattato tramite Pins 3. Ai Pins 3 conformemente allo stato della tecnica viene connesso l'adattatore Hardware (non rappresentato) di un JTAG Tester.

Per poter utilizzare i vantaggi del procedimento di prova Boundary Scan anche per un apparecchio di comando per un autoveicolo, l'invenzione propone una modifica del microprocessore 1, cosicché l'interfaccia JTAG 2 può essere comandato a partire da un Testroutine che può girare sul microprocessore 1.

Il microprocessore 1 presenta celle Pad 4 presentanti una normale funzione Input-Output IO-Port. Le celle Pad 4 servono al microprocessore 1 come invertitore di entrata oppure come eccitatore di uscita. Le celle Pad 4 possono essere connesse come Input-Port oppure come Output-Ports mediante la Testroutine che può girare sul microprocessore 1. Da determinate celle Pad 4a del microprocessore 1 linee di collegamento 5 si estendono verso i Pins 3 dell'interfaccia JTAG 2. Tramite le linee di collegamento 5 una corrente di dati di Test dalle celle Pad 4a viene trasmessa ai Pins 3 (Test Data In, TDI) dell'interfaccia JTAG 2. Parimenti tramite le linee di collegamento 5 è possibile leggere in entrata valori dalle celle Pad 4a applicati ai Pins 3 (Test Data Out, TDO) dell'interfaccia JTAG 2.

I Pins 3 dell'interfaccia JTAG 2 possono essere impostati e, oppure letti dal Testroutine conformemente ad uno svolgimento del Test stabilito nel Testroutine. Tramite le celle Pad 4a, che sono connesse come uscite, è possibile trasmettere una preassegnata corrente di dati di Test tramite l'interfaccia JTAG 2 al microprocessore 1 rispettivamente al microcontroller. E' possibile quindi misurare i livelli applicati in corrispondenza dei Pins di un'interfaccia (non rappresentato) del microcontroller, cui è possibile accedere dall'esterno ad esempio per mezzo di un adattatore di Test (non rappresentato). I livelli applicati a questi Pins dell'interfaccia del microcontroller dipendono dalla corrente di dati di Test, fornita dalla Testroutine tramite i Pins 3 TDI dell'interfaccia JTAG 2 sul microprocessore 1 rispettivamente sul microcontroller, e dalla funzionalità del microcontroller.

Tramite le celle Pad 4a, inserite come entrate, è possibile leggere i valori applicati ai Pins 3 dell'interfaccia JTAG 2. I valori letti o possono essere immediatamente trattati ulteriormente oppure possono essere in un primo momento memorizzati temporaneamente per un successivo trattamento. Quando almeno una delle celle Pad 4a è inserita come entrata, mediante l'adattatore di Test tramite l'interfaccia del microcontroller è possibile applicare determinati valori al microcontroller rispettivamente al microprocessore 1. I valori applicati ai Pins 3 DO dell'interfaccia JTAG 2 dipendono dai valori, applicati all'interfaccia del microcontroller, e dalla funzionalità del microcontroller .

Impiegando il procedimento di prova Boundary Scan è possibile ottenere una maggiore copertura dì Test per la produzione dell'apparecchio di comando (miglioramento qualitativo). Inoltre è possibile una riduzione del tempo di Test (risparmio economico), poiché alcuni Test funzionali, che finora dovevano essere realizzati necessariamente per il controllo della funzionalità degli apparecchi di comando, vengono sostituiti dal procedimento di prova Boundary Scan e pertanto sono superflui.

Il procedimento secondo l'invenzione viene ora illustrato più dettagliatamente in base al diagramma di svolgimento dalla figura 2. Il procedimento inizia in un blocco funzionale 10. All'inizio del procedimento di prova il microcontroller viene portato in un modo di Test JTAG. La Testroutine per comandar l'interfaccia JTAG 2 si trova in una memoria interna oppure esterna 11 del microprocessore 1. In un blocco funzionale 12 la Testroutine dalla memoria 11 viene caricata in una memoria Flash del microprocessore 1 per la realizzazione.

Nell'ambito dell'esecuzione della Testruotine nel microprocessore 1 in un blocco funzionale 13 in un primo momento vengono comandate le celle Pad 4a in dipendenza dello svolgimento del Test del procedimento Boundary Scan, come Input Ports e, oppure come Output Ports. Nel blocco funzionale 14 tramite le celle Pad 4a viene applicata una determinata corrente di dati di Test ai Pins 3 dell'interfaccia JTAG 2. Questa corrente di dati Test viene applicata preferibilmente ai Pins dell'apparecchio di comando. La corrente di dati Test è parimenti dipendente dallo svolgimento del Test del procedimento di prova Boundary Scan. Con l'ausilio della corrente di dati di Test è possibile applicare differenti combinazioni di dati di Test al microprocessore 1 rispettivamente al microcontroller. Inoltre è possibile collegare (e testare) anche ulteriori Chips (CICs) con funzionalità JTAG con il microcontroller.

In un blocco funzionale 15 vengono applicati determinati valori ai Pins dell'interfaccia del microcontroller, se le celle Pad 4a sono comandate come Input Ports. Successivamente i valori, applicati ai Pins 3 dell'interfaccia JTAG, tramite le celle Pad 4a vengono letti nel microprocessore 1. Se le celle Pad 4a sono comandate come Output-Port allora nel blocco funzionale 15 vengono applicati determinati valori ai Pins 3 dell'interfaccia JTAG 2. Successivamente vengono letti i livelli applicati ai Pins dell'interfaccia del microcontroller.

L'applicazione di determinati valori all'interfaccia del microcontroller rispettivamente la lettura dei livelli applicati sull'interfaccia del microcontroller, avviene ad esempio mediante un adattatore di Test, che viene connesso all'interfaccia. In un blocco funzionale 16 quindi viene selezionata la successiva fase di Test dello svolgimento di Test del procedimento di Test Boundary Scan.

Successivamente in un blocco di interrogazioni 17 viene verificato se tutte le fasi di Test del procedimento di Test Boundary Scan sono state percorse. In caso negativo vengono percorsi i blocchi funzionali 13 fino a 17 per la successiva fase di Test. Se il procedimento di Test Boundary Scan è stato realizzato completamente, alla fine del procedimento secondo l'invenzione si passa nel blocco funzionale 18. Il modo di Test JTAG viene terminato mediante attivazione del TRST-Ports 3a (vedere figura 1).

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Procedimento per comandare un microprocessore (1), che fa parte di un microcontroller, nell'ambito di un procedimento di prova Boundary Scan conformemente allo IEEE Standard (1149) tramite un interfaccia Joint European Test Action Group (JTAG 2) del microprocessore (l), caratterizzato dal fatto che l'interfaccia (JTAG 2) del microprocessore (1) viene comandato a partire da un Testroutine che può girare sul microprocessore (1).
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che IO-Ports del microprocessore (1) sono collegate con i Pins (3) dell'interfaccia (JTAG 2) ed i Pins (3) dell'interfaccia (JTAG 2) vengono comandati dal Testroutine tramite le IO Ports.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione (1) oppure (2), caratterizzato dal fatto che i Pins (3) dell'interfaccia (JTAG 2) vengono impostati e, oppure letti dal Testroutine conformemente ad uno svolgimento del Test stabilito nel Testroutine.
4. 4. Procedimento secondo le rivendicazioni da (1) fino a (3), caratterizzato dal fatto che dal Testroutine nell'ambito del procedimento di prova Boundary Scan viene resa disponibile una corrente di dati Test per l'interfaccia (JTAG 2).
5. 5. Procedimento secondo le rivendicazioni da (2) fino a (4), caratterizzato dal fatto che le IO-Ports del microprocessore (1) dal Testroutine per un intervallo di tempo preassegnato vengono commutate come Output Ports e su High, laddove vengono misurati i livelli applicati ad un'interfaccia del microcontroller .
6. 6. Procedimento secondo le rivendicazioni da (2) fino a (5), caratterizzato dal fatto che le IO-Ports del microprocessore (1) dal Testroutine per un intervallo di tempo preassegnato vengono commutate come Input Ports, laddove conformemente allo svolgimento stabilito del Test vengono applicati determinati valori ad un'interfaccia del microcontroller .
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione (6), caratterizzato dal fatto che i valori applicati ai Pins (3) dell'interfaccia (JTAG 2) tramite le 10-Ports del microprocessore (1) vengono letti e memorizzati in un'area di memoria del microcontroller.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione (7), caratterizzato dal fatto che i valori memorizzati microcontroller presenta un'interfaccia, sul quale dall'esterno del microcontroller sono misurabili i livelli applicati rispettivamente sono applicabili determinati valori. 13. Apparecchio di comando per un veicolo contenente un microcontroller secondo le rivendicazioni da (10) fino a (12) ed effettuante un procedimento secondo una delle rivendicazioni da (1) fino a (8).