TWI285303B - Communication interface for diagnostic circuits of an integrated circuit - Google Patents

Description

1285303 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於積體電路的領域。更特言之，本 係有關於具有板上診斷電路系統之積體電路，希望經 診斷界面來與其通訊。 【先前技術】 提供板上診斷電路系統給積體電路是眾所皆知。 系統的例子為内建自我測試（BIST)控制器用於測試晶 記憶體、邊界掃描單元鏈和更通用掃描單元鏈。提供 診斷電路界面給積體電路是眾所皆知的，例如像由根 機和電子工程師協會（IEEE)標準 1149所建立的聯合 動作群組（JTAG，Joint Test Action Group)診斷系 TAP(測試存取埠）控制器。JTAG界面一般要求在積體 的包裝上對這個用處所專用要提供四到六個外部針腳 隨著積體電路之複雜性、尺寸和效能的增加，對 作為積體電路支援它功能（非診斷）之操作的外部針腳 數目的要求也跟著增加。希望是一積體電路之板上的 系統不致對積體電路之功能上的行為和效能帶來太大 響。 【發明内容】 從一態樣觀之，本發明提供一積體電路用於處 料，該積體電路包含： 發明 由一 這樣 片上 專用 據電 測試 統的 電路 〇 於可 連接 診斷 的影 理資 5 1285303 一功能電路可操作 以執行資料處 一診斷電路可操 業；及 、 作以在該功能 王里作業； 電路上執行診斷 作 一界面電路可操作以提供 診斷裝置之間的通信； ，、在以杉斷電路和一外部的 其中上述之界面電路使用一雙向 (〇從該外部岭斷#要 序列信號以傳送· 控制該診斷電& Λ 9斷電路之控制信號以 ^斷電路之該診斷作業；及 (Η )在該外部診斷裂办 | ^ 5乡斷電路之間的診斷資料。 本發明涊識到對在板上 外部針腳表示提供如此…Α統上提供專用的多個 揚。目g 0 A 、 移斷系统將造成管理費用上 铹目則的技術利用一雙向序列俨铼p 斷的資粗‘ h Χ Π序歹K #“乂傳送控制信號和診 .耗… "斷系統和—外部診斷裝置之間所要求 7 例如含有—界面卡的一電腦。、i χ. . . ^ J 电細 ^將使得支援此診斷 功此性所需的針腳數目得以 I肽Μ 付Λ Α ^ ，在某些實施例中，甚至 可將針腳數目的要求 ^ 耷本减J到只有早一外部針腳的要求。 ，此#斷電路系統能夠執行各種診斷角色例如除錯作業 和製k的測試作業。此診斷電路系統也可再用來提供功能 陡例如製造的程式或製造的組態，其正常將不視為診斷作 業’並且又可由診斷電路系統以使它的使用在這診斷領域 之外的模式支援。 由雙向序列信號所傳的控制信號能採取許多不同形 式。控制信號的一較佳類型是操作以重置這診斷電路的一 重置^號。能夠對於在一預定之重置的時期以一預定的重 6 1285303 置準位保持這雙向序列信號之形式有利地提供這重置信 號。 控制信號的另一強有利的形式是從診斷電路到外部診 斷裝置的一調步信號。當診斷電路準備好接收更多資料以 及當它完成一診斷作業例如一長持續時間的複雜操作時， 診斷電路能以自我調步的方式而能夠對外部診斷裝置表明 的意義。 由在此序列信號通訊協定之内專注於一時段可有利地 提供此調步信號，此序列信號通訊協定是專用於此調步信 號。並且在其中哪個時間診斷電路可加諸於此雙向序列信 號上的一信號準位，依此這個診斷電路能夠由外部診斷裝 置感應到且用作與此調步資訊通信。 控制信號的更進一步形式是由外部診斷裝置所產生的 一開始信號，此外部診斷裝置可用來表明序列資料之一框 架的開始。 也能夠在序列資料之一框架的末尾提供一停止Λ號， 且一停止信號用來發信號表示此作業或框架的中止。如果 以一預定的準位保持這停止信號，則這會強迫執行一閒置 狀態。 在本發明的較佳實施例中，取樣點的時序指出由積體 電路用作取樣此雙向序列信號。取樣點的時序可從外部診 斷裝置由使用一訓練模式得到，從外部診斷裝置送出一訓 練信號及積體電路取樣此收到的信號於此訓練模式。積體 電路能夠找到一時脈比例（積體電路時脈的數目對訓練時 1285303 脈波）或者外部診 到正確的訓線信號 裝置“同步化，，， 中由偵測信錄邊緣 同步性。 斷電路能夠向下調整時序直到穩定地收 。經由這方式，積體電路可與外部診斷 必須以一正在進行的基礎上於序列資料 之類而保持此同步性，所以避免失去此 此積體電μ , %格有利地初始化到訓練模式，例如跟隨此界 面電路的一重番 夏。可使用此調步信號以表明積體電路已經 成功接收這訓绫# ^ ' 旒及同步化它本身。 解^斷電路，經由界面電路和雙向序列信號所作 與診斷電路的捐& At & l月b夠採取許多各種不同的形式。較佳的 例子是一或承夕 “ X更夕知描鏈用於從功能電路系統當中補獲資 料或對於功能電路系統應用資料，以及一或更多除錯匯 :排的存取電路可操作以提供與功能電路系統的匯流排通 信。珍斷電路系統的其他形式也是可能的。 以及如上所論述在非時脈的模式中操作，界面電路也 有利地可操作在由積體電路也使用之一分離的時脈信號為 通信記時之一時脈的模式中。一分離的時脈信號在這方式 中的使用’其可由積體電路產生，適用於積體電路，或者 從這些可能性中的任何一者得到，因同步性比依靠後續檢 查的取樣點更安全，使得能夠達剡更高的資料速率。 積體電路更適宜在時脈和井時脈的模式之間可轉換， 但將初始化於非時脈的模式中，因通常這是比較慢速及最 少要求的支援模式。 從另一態樣觀之，本發明在一積體電路上提供一診斷 8 1285303 > 裝置用於執行診斷作業，該診斷裝置包含： 一界面電路可操作以提供在該診斷裝置和在該積體電 路之内的一診斷電路之間的通信； 該界面電路使用一雙向序列信號以傳送： (i) 從該診斷裝置到該積體電路之控制信號以控制由 該積體電路所執行之診斷作業；及 (ii) 在該診斷裝置和該積體電路之間的診斷資料。 從另一態樣觀之，本發明提供與一診斷電路通信的方 法，此診斷電路是可操作以在一積體電路内之一功能電路 上執行診斷作業，該方法包含步驟為： 使用一雙向序列信號以傳送： (i) 從一外部診斷裝置到該診斷電路之控制信號以控 制該診斷電路之該診斷作業；及 (ii) 在該外部診斷裝置和該診斷電路之間的診斷資料。 上面所述，及本發明的其他目的、特性和優勢將從下 列要關連於附圖閱讀之說明性實施例的詳述而明顯易見。 【實施方式】 第1圖說明連接到一外部診斷裝置4的一積體電路2。 在外部診斷裝置4和積體電路2之間的連接是經由一雙向 序列界面，例如SWJ。在積體電路2之内，一界面電路6 接收此雙向信號。從那個序列信號所解碼的資料和從那個 序列信號所解碼的控制信號傳給一診斷電路 8，其在積體 電路2的另一些元件上取決於那些控制信號和資料而執行 9 1285303 雇 診斷作章。a、u, 〃 貝料和控制信號也可經由雙向序列信號從積體 電路2到外部診斷裝置4傳回。積體電路2 —般將是一系 統晶片（S〇C)的積體電路。 在積體電路2之内的功能電路包括一處理器核心10, 協同處理11 1 2、-記憶It 1 4和-序列UART (非同步接收 及傳送器）梦？^ , ^衣置1 6。由一功能匯流排1 8連接這些功能電路 (例如進階微控制器匯流排架構（AMBA)、進階高效能匯流 排（AHB)或用於連接功能電路的其他匯流排）。這診斷電路 8概要地”兒明如為積體電路2之内的一區塊。將會意識到 這7斷電路％採取許多不同形式及可包括例如在積體電路 2的外圍周遭擴展的序列掃描鏈、某些功能元件或者所需 在某些功能元件之内。診斷電路系統8也可具有其他形式 例如内建自我測試（BIST)的裝置之類。

在使用中，使用這外部診 診斷作業在積體電路2上執行 經由界面電路6傳給積體電路 的負料將經由界面電路6沿著 傳回。 斷裝置的工程師將指揮某些 以回應沿著雙向序列界面和 2的控制信號和資料。結果 雙向界面到外部診斷裝置4 第2圖說明序列資 化木以包括由八資料位夭 -仔止位疋和—連續位元緊接於一起始位元止位 和此連續位元可視為終止 八。骆力πτ & + 汴W汇木的停止信號的一 刀將在下面中描述這序列資料框_之诵4 只η·化木炙逋矾協定的你 將8-位元資料值傳仏吟撕 ‘ 值得、，，口。多斷電路8，8-位元資 資斜信或合右* 4 T斗值也α中疋； 貪抖值或3有嵌入的控制指令， 汉田此起始位元、停j 10 1285303 位元和連續位元它們自己所提供的控制功能。在不同實施 例中將會意識到，在一框架中位元的數目可不同的，包括 資料、起始及/或停止位元的不同數目。 第3圖是說明界面電路6的訓練之流程圖。就使用的 取樣點而言，界面電路6是可操作在一非時脈的模式中以 從此序列資料信號本身擷取時間資訊。這由訓練這界面電 路6而達到。訓練採取外部診斷裝置4送出一已知的序列 資料串流（例如0和1的交替值）的形式，以恰當地接收這 正確的序列之模式，界面電路尋求去取樣這訓練的式樣。 界面電路6在開機時即初始化或於重置訊號後進入訓練模 式，在此期間，其看起來像要接收此訓練的式樣。當它接 收這訓練的式樣時，它發出一連續信號，該連續信號係能 被外部診斷裝置4解譯成訓練式樣已經成功接收到，並且 於是界面電路6現正在使用對這序列資料串流適當的取樣 點。外部診斷裝置能改變（例如調低）序列資料的資料速率 直到界面電路6能夠正確的接收它，及發出它受訓的適當 指示。 第3圖說明這界面電路6等待直到它從在第20步驟的 重置中退出。在第22步驟進入訓練模式。在第24步驟此 界面電路6在尋求確認值0和1交替之訓練的式樣之一系 列的點處來取樣這雙向序列信號。正常將由在積體電路2 之内所用的時脈信號來定義這些取樣點，這些取樣點正常 是這個時脈頻率的一固定倍數或其他的導數。 在第26步驟，界面電路6已經取樣它相信是序列資料 11 ,1285303 的完全框架之後，它測試所接 練的資料式樣相匹配。如果、为从 以看看$否與這訓 邪禾/又找到匹g 第24步驟及繼續取樣。須知在、* ' 、 理流程返回 置4去改變雙向序列信號之資料：:施例中’外部診斷裝 電路2恰當地接收乃是外部診=，直到它能夠由積體 使診斷作業供應的複雜性卸載 的貝任。這通常與 非在積體電路2之内必須提供這此。、置4的原理一致而 當第2 6步驟確認剌練的 28 +嫌ffl於户 ^ ’ 、屬成功接收到時，則第 28步驟用作在一連續位元時期 矸幻弟 至一 &進你 、电路 ^間使序列資料值拉下 零準位。-連續位元正常是 的準位上，除非它被積體電 與個“位相應 ^ 4' ^ ίη μ « . 本身積極地拉下。在訓練 模式的期間，即在一初始化 ^ ^ ^ W A ,Λτ - ，向下拉一連續位元是對 外。卩移斷裝置4作信號為積體 m ^ w d ^ ^ ^ r- 電路2已經成功訓練外部診 斷裝置4之雙向序列信號 诵π 六贷^ 枓速率且現能夠經界面電路6 通矾。在第30步驟訓練模式 模式。 八退出及在第32步驟進入資料 第4圖是概要地說 界面電路6的作業之—/ f的#料捕獲模式的期間’ t 、 机程圖。在第34步驟，界面電路ό 在一序列資料框架開始時 ^ 、接收起始位元。在這個例 f中’ 一起始位元細县 夺置個零的值。於是，如果外部診斷 裴置4保持這雙向序 攸^ 破準位在一個壹的值，則界面電 路6將繼續等待一起 叼值只】介田电 巧。位兀及將有效地保持閒置。 一旦已經偵測到這叙 步 ^ ^ 起始位元，處理流程行進到第36 7鄉，其使用在關於坌 、 圖描述的訓練模式中所建立的取 12 12,85303 樣時序而取樣八個資料位元。接著，在這個例子中 =作偵測是否一直具有壹的一值之一停止位元出現。 "b將停止位元的出現用作對框架恰當地接收的一檢視， 部診斷裝置用來有效地使在停止位元之前的 資料=2功偵測到這停止位元，則第4G步驟用作將八個 積體電路2作為…，或，制…田…疋供給 設置它的動作m 士 々用於診斷電路8以

電路8的狀h 他用處。將會意識到，當診斷 電路…::二？致於所要求的診斷作業是從積雜 *是取樣八二:料位:：之資料的傳出，而在…驟 望傳出到外部診斷裝置4 =面電路能夠取而代之聲明它希 且由那個外部診斷裝置4所：：的資料位元值是偵測到， 接著第4〇步驟，第'

繼續。也許是診斷電路β /驟判定界面電路是否準備好 是一複雜的作業，要求r相t於執行—診斷作冑，其也許 一步資料從外部診斷裝置^㈣時間來完成’並且對進 業。從外部診斷裝置的進一 + =不適當的直到完成那個作 作業之一指八 ν >料也許是對於拉 如果界面電：，6直到前面的作業已經停止才可=!斷 电略6沒準播J月匕開始它。 步驟’在這連續位元時期的繼龙續’則處理流程行進到第44 知號準位為-零準位：間，界面電路6強制此序列 信不應繼續。此時處理流程方卜部轸斷裝置4表明此序列通 返回到第U步驟直到界… 13 1285303

6準備: 如 測到， 已經發 任何聲 一重置 中止傳 人 特定意 的其他 接 術語和 下面敘 術語 SWO DBT

AMBA JTAG 子繼續。 果在第38步驟的判定為這停止位元不是恰當地偵 則處理流程行進至第46步驟。第步驟46判定是否 生在前所連貫的七步驟立即中止（此停土位元沒有 明），在那情況下，第50步驟將是觸發第八步驟及 。如果不遇見第46步驟的狀況，則第48步驟將一 給外部診斷電路。 們將會意識到，在仍然實施目前的技術之時，含有 義之此訓練的式樣信號準位和此序列資料通訊協定 特性所有皆可變化。 下給予關於上述雙向序列通信之更進一梦的描述： 縮寫 述使用所指定的術語和縮寫·· 意義 單一接線輸出。一應用線路之特定追蹤元件 (不會與一般追蹤混淆，其為特定於處理器）。 這是一 TAP(測試存取埠）的區塊，其作為 用於存取一系統匯流排之一 AMBA控制器匯 流排架構（AHB 進階南效能匯流排或 AHB-Lite)的主控器。它也可任意選擇提供掃 描鏈的存取。 在一晶片之内ARM匯流排標準。 IEEE聯合測試存取組的規格用於4-6-接 14 1285303 線介面以控制一序列介面至掃描鏈。jtag 用作除錯及測試。SWJ是根據位於其下的除 錯JTAG模型。ScanTAP是根據JTAG的 測試部分。

Emulator

OCRC 一錯誤的名稱，用來指一附接到一晶片用 於除錯的一執行的控制盒（硬體件）。為了歷 史緣故，一連接到一 SWJ介面的盒也稱為一 模擬器（emulator)。 SWJ的晶片上執行的控制元件。這提供對 DBT和掃描鏈實際的通訊協定處理和界面。 引言 這是對於一小單一接線JTAG元件的一提議。使用這 SWJ元件來除錯和測試以arm為基礎的處理器（包括多個 核〜）使用一單一接線界面而不是一般的4_6-接線jtag介 面。此單一接線界面確實在兩方向使用一接線作為通作。 高速SWJ的支援對一附加信號/針腳要求可見性，嗲附加 信號/針腳含有一時脈（但它不必是SWJ專用的一時脈）。此 時脈（能夠與其分開）允許由提供一乾淨的邊緣用於取樣之 高速。 非時脈的模式允許上達3 MHz(MHz，百萬赫兹）速度 (資料速率是那速度的8/11)。時脈的模式允許上達4〇 MHz (MHz，百萬赫茲）（資料速率是那速度的8/11)。一般接線通 訊協定對每一 8資料位元是以丨起始位元、1停止位元， 15 1285303 一連續位元序列地框架。一保持的停止位元允許無限的閒 置時間。一保持0是一匯流排重置。模擬器驅動界面，含 有此連續位元表明當由標的提供回傳資料的時候。這允許 模擬器以等候判定直到標的表明作業的完成。所以，不像 JTAG那樣，模擬器能夠正確地調整速度。 SWJ的其他部分是晶片上執行的控制（OCRC)。晶片上 執行的控制（OCRC)支援用作DBT的存取、JTAG的存取， 及可任意選擇指導掃描鏈的存取（經由DBT)。OCRC對特 別唯讀記憶體的固定串具有斟酌考量以在系統中（核心、 裝置，等等）提升任何TAPs的效能。一般晶片上執行的 控制之通訊協定對 S WJ高度最佳化以確保最高的可能速 度。通常，將意味著SWJ將比直接的JTAG在相同的速 度等級時速度快得多。 在回顧這S WJ電的界面時，重要注意的是小心地選擇 設計以使標的的費用減到最少和考慮到非常低廉的模擬 器。一般，SWJ考慮到模擬器類別的選擇以相對速度來 平衡費用。因此，一低階針腳貧乏的微控制器（MCU)將能 使用一很低廉的模擬器，而高階快速部分將能使用一功能 強大得多的模擬器。不過，設計這界面以支援低速和高速 的形式（非時脈及時脈的），所以才能任一模擬器皆用作這 兩部分。 SWJ電氣設計 第5圖顯示一非時脈連接的方塊圖。第6圖顯示一時 16 ’使用非時脈的上 這將不是正常的模 12,85303 脈連接的方塊圖。所有模擬器都必須支援 但時脈的模式是可任意選擇的。這是因為 脈的模式中進行（從重置當中）。就模擬器 路设计以在此兩個小東西之間切換。特別 上的200K(千歐姆）下拉電阻也許在晶片内 連時脈模式的電氣細_ 在模擬器中使用非時脈的模式信號調 迅速從低準位到高準位。丨οκ(千歐姆）電阻 高電位’但信號調節器（匯流排保持類型的 測目前流動變化及驅動此信號到高電位直 方根值的量測）。在那點，它將降下且允詞 姆）電阻以使這信號保持高電位。邊緣的形 作為非時脈的模式之較低速（3百萬赫茲或 對於很低階的部分 部分的SWJ除錯目的。 極電容是切實可行的。 疫星節 此標的通常將對於時脈的模式供給此 來自晶片（輸出），或者來自標的電路板發 入）。它也可能建構經*晶體（crystal)或鎖 生時脈的-模組(模擬器的連接），但模擬 生時脈。I論如何，它不必對SWJ具有_ 非時脈的模式， s W J總是在非時 和標的而言，電 提到在標的側面 或在電路板中。 節器以使該信號 將浮接此信號到 回饋電路）將偵 到通過 RMS(均 卜這個10 K(千歐 狀將是乾淨足以 者以下）。 拉模型以發動此 型，不過使用汲 時脈。時脈也許 L入晶片裡的（輸 相迴路（PLL)產 器將不曾直接產 -專用的時脈（能 17 1285303 夠與其他使用分享），不過它必須是乾淨的。 假設在許多情況下時脈將被 百萬赫…。。百萬赫兹的範圍。夂==保持在乂。 仍在非時脈的模式中則使用這命 7牙、頻及判又虽 除頻器的原因是能夠把相同的時脈=協〗。對於使用-他的目的），纟想要更快速的時脈;；=速剛（或者其 訊協定定義如何清楚地使用一除，別提及SWJ的通 必須把時脈用作它的時脈：(當除在頻: pq Α 任時脈及非時脈的模式之 間來去時儘管這可切換）。對於這模型（對於取樣）的理由是 使用時脈的邊緣以在一單一針腳上支援這雙向界面。 盘於SWJ的有線遠訊協定 SWJ接線界面概略是根據RS-232模型(是否時脈或非 時脈）而來。每一 8-位元資料封包都以i起始位元和2停 止位元為框架。但是，第二停止位元如在下面所說明的確 實是一特別回應標識碼。格式為： 0 == 8-bits of data 1 = stop 1 = continue, start (either direction) 〇 = not-continue 最顯著差別是第二停止位元。當這封包接受時，使這 第二位元留在高電位並且模擬器應該繼續。當封包應該重 送時，使這第二位元驅動為低電位。這機制允許標的去調 整模擬器到它能夠處理的速度。這速度調整能夠使用在兩 者為位元-位元地管理（例如當這SWJ時脈速度比一核心 (在所謂32KHz))更快速以及操作的完成（例如DBT記憶體 18 12,85303 的交易處理）。 特別提及對於非時脈的模式，如果繼續的話，標 僅使這線留在高電位，其他線拉為低電位。對時脈的 而言’如果繼續的話’標的必須保持南電位’其他拉 電位。 有線通訊協定的模式及狀態 通常，有4接線的通訊協定模式或狀態： 1. 重置-當此接線保持8或更多封包的低電位時， 置發生。因為停止位元不見了，標的偵測它。這 一警示。如果偵測到多於8個警示，標的能夠假 經聲明了界面的一重置（這對任何事沒有影響， SWJ有影響）。SWJ界面回到非時脈的模式。特 及，由於下拉電阻，沒有連接到模擬器將會造成 置。 2. 訓練-僅僅在非時脈的模式中。在一重置之後， 器送出以0x55(0b01010101)的資料封包。此標的 時脈的序列上使用它至自動傳輸速率或在一時 系統上驗證此除頻器。當第二停止位元設 CONTINUE(繼續）（1)時，訓練封包將繼續被送出 第二停止位元設定成 NOT CONTINUE(不繼缚 時，訓練模式將退出。如果由模擬器偵測多於8 續位元，就訓練模式而言，它可選擇再試著重置 使執行的速度慢些。這將調適一很慢速的晶片之 的僅 模式 為低 這重 叫作 設已 只對 別提 一重 模擬 在非 脈的 定成 。當 :)(〇) 個連 然後 例子 19 12,85303 (其在3MHz非時脈的模式中無法足夠過度取樣）。 資料-資料模式是正常的封包模式。在離開訓練模式 之後進入此模式。在每一資料封包之間也許是間置狀 t (如果停止位持續比i時脈更久）。因此，一起始 位凡的引進總是恢復至正常的資料模式和資料狀態。 閒置-一閒置狀態是線路保留在停止狀態裡的（沒有 開始送出）。這意味著這針腳保持在高電位。這閒置狀 態能被維持如所需要的時間長度。它由一起始位元的 引進而離此狀態。在非時脈的模式巾，一起始位元 在下一個自然内部時脈點（對模擬器而言）出現。在時 脈的模式中，μ Μ > θ + 此開始疋在一時脈的邊緣上出現。 或更 不是 多的封包含有一解聲明 1)。換句話說，有中止 重置模式是被定義為8 的停止位元（停止位元是〇而 份量的8封t造成一重置。 什麼樣動I ^ 明確的。主要/ 呈現重置對SWJ和0CRC區塊是 的OCRC根式二圖是僅要清除此線路，所以中止任何未決 内部狀態。…主要目的以及清除SWJ區塊的任何 訓練模式 Λ後只進入訓練模式。 0x55。當標的 °丨，，東的π令如資料 使第一停止位元為低電 好退出。這允許 ~ 寺，訓練模式 T fe的時間U自動n目，丨k、士士 動偵们專輸速率（在非時脈 20 12.85303 模 練 位 嘗 复 開 模 發 針 片 的 式中資料時脈的速度），以及確保標的能夠在資 。如果資料時脈太快速’第二停止位元將留在漂 的狀態-這允許模擬器偵測標的無法訓練（及所 試較低的速度）。 料模式 在訓練模式經由NOT CONTINUE(不繼續）位 不久之後緊接的資料模式。無論是時脈或非時脈 式對S WJ而言是正常的作業模式。資料模式允許 出在SWJ接線通訊協定之上的準位。資料模式命 對SWJ界面的命令以及包括在規定傳送路線到 上執行控制（OCRC)的區塊之命令。主要SWJ資 命令包括：

GetID(得到識別符）-㈣此SWJ模組的識； ° 隻到 0CRC命令。這命令也將表明時 是否可能。 _ 設定時脈楹彳H入 镇式的除頻計數器。這命令允許設 2y後切入於時脈的模式。時脈模式的切 著有月1置狀態份量的8封包（參見下面），然 脈的彳美式Φ 的一 GetID命令。如果GetID命4 模擬器可使田I _ 用重置以返回到非時脈的模式。 _ 中止 OCRp ^ 目前的動作。在一資料命令上來

界面回應連續的NOT CONTINUE(不繼續） 中 模擬盗可使用中止命令來要求〇CRC 料上训 接高電 以能夠 元（〇)離 ’資料 命令的 令包括 部分晶 料模式 W符。這 脈模式 定這計 入，接 後在時 卜失敗’ 自SWJ 的情況 使它的 21 12,85303 目前行動（如果可能）流產和回到知道的狀態。中 止是所有子系統中的與5相同的命令的註釋（便條） 它（這）在SWJ 。 主要OCRC命令包括： _ GetID(得到識別符）-讀回此SWJ和OCRC模組的識 別符資訊。這資訊包括區塊的版本以及在這系統設 計參數（包括是否支援時脈的模式、是否支援DBT ScanTAP、是否支援JTAG的存取，並且是否支援 DBT MemTAP)上的資訊。 選擇DBT MemTAP -這選擇MemTAP作為命令的饋 進。直到退出（經由MemTAP的退出要求或中止）， 使隨後的命令饋進到MemTAP元件。注意到在所有 子系統裡，中止是如它在SWJ中一樣的命令。此後 饋進3 4位元資料且最佳化命令（例如含有相同的2 位元延伸之多個3 2位元資料、重複，等等）。 _選擇DBT ScanTAP -這選擇ScanTAP作為命令的饋 進。它以與MemTAP命令饋進相同的方式操作。 _ 選擇JTAG命令-在OCRC之内選擇這JTAG包裝 者。對於一 JTAG鏈在使用中的系統，這允許JTAG 操作的饋進。送到這單元的命令被設計以最佳化 JTAG的運輸’包括驅使技術相容性工具 (TCK5Technology Compatibility Kit )的序歹)J、和 最佳化的 Shifts(位移器），及對適用於在此系統中 22 12.85303 TAPs的共有作業之唯讀記憶體一定的饋進（所以由 一系統設計者來控制）。 選擇其他命令-這選擇其他OCRC命令的饋進（保留 的）。 資料模式命令的例子看起來像是：

Start 1 1 0 0 0 1 0 0 Stop CONTINU =0 =0 Ε(1/0) 其具有 0x23的值。如果接受此位元組，CONTINUE 位元將留在 1 (高電位），及如果需要重複，則驅使此位元 為低電位。即是，NOT CONTINUE位元狀態表明標的沒接 受此位元組（0x23)且應該再送（且如果仍然沒被接受則再 送）。這形成調步機制。 特另，J提到，CONTINUE或NOT CONTINUE指標對3 原因的任何一種會發生： 通常OCRC的時脈速率太慢而無法接受（OCRC的時 脈速率與系統相同，反而S WJ的時脈速率也許是不 一樣的）。 OCRC或子系統仍正在處理先前的位元組（例如執行 TCKs、匯流排操作，或掃描）。 OCRC正在做一重複的測試（例如讀取一掃描鏈和與 一期望值相比較）。 這三個原因允許調整原始資料的速率（一般模擬器能 23 12.85303 ::饋進位元組)，命令完成的速率(子系統本身能夠 夕快速執行這命令），及複雜作業的速率。此調步可根據在 内。p時脈速率中的變化及在作業的類型而動態地改變（例

如，5己憶體的某些形式也許比其他更慢速）。這形成SWJ 策略的一強而有力的部分，且幫助SWJ在許多例子中比直 接的JTAG更快速得多（發出查詢和調步的作業造成許多 問題之處）。 閒置狀況 閒置狀態疋在資料模式之内的一狀態。此閒置狀態在 二貝料封I之間形成一縫隙或填充物。在引入下一個封包 (如由低電位的起始位元所表明那樣）之前，模擬器僅保持 丨这停丨止位丨兀（，如所要求的那樣長的時間。 … Stop 1 1 1 1 1 1 ^ 1日J 1 Star Command =1 t = 0 SWJ和OCRC調合到系統中 第7圖和第8圖顯示SWJ和OCRC如何調合到系統中。 第7圖顯示標準的SWJ模型用於含有JTAG TAPs(包括 ARM EICE)的一系統。第8圖顯示一新穎的混合型S WJ模 型，其允許現存的JTAG系統與相同的晶片工作。一 SWJ 模擬器能使用一固定的序列，將標的從JTAG切換為SWJ。 第7圖的配置使用SWJ來存取DBT(MemTAP和有可 能是ScanTAP)及JTAG掃描鏈（例如用於ARM EICE的區 24 IZ85303 塊以及其他裝置）。 第8圖的配置使用一混合型的方法用於必須具有遺留 JTAG支援的供應商。第三方供應商能夠繼續在jtag模 擬器中插接和像往常一樣支援TAP s。新世代模擬器送出一 特定的JTAG序列以切換到SWJ。這再利用相同的針腳（他 們3者）而不用tck (防止問題）且也沒用nTRST(如果整個 接線在一起）。對於這模型是TMS為SWJ的資料信號，TDO 為SWO的信號，如果有使用sw〇的話，並且如果支援時 脈的模式，T DI是時脈的來源。一 s w J模擬器由保持τ C K 低電位及經由重置而驅動TMS能夠偵測是否在jtag或 SWJ的模式中，然後訓練的模式。如果第二停止位元在$ 封包之後沒有被驅動為低電位，模擬器能假設不由地回到 JTAG模式中（自從TCK保持為低電位，JTAG不介意是否 改變TMS )。終於它在JTAG模式中，模擬器驅動一以】 為基礎的式樣以偵測紅外線的長纟，然後在含有未用的 ARM EICE紅外線序列之掃描鏈中，把一固定的式樣送到 第- TAP -然後使標的切換到SWJ模式。在它是在非時 脈的S J之後’如果根撼哭士 rt 4,心η士 衣供擬器有支扠時脈的S WJ的話，則 模擬益可切換到時脈的S认r τ描斗、 , 7 5 W J模式。它也能夠在TDO上支 援S W 〇輸出。特別提到，禮魅 J模擬态不必是一完全JTAG模擬 器以負責這最小限度的作業組。 雖然在這裡關於附圖已姆线者 u ‘洋盡描述本發明之說明性實 施例，但理解到使本發日日丁 發月不局限於那些明確的實施例，及 由熟悉此技藝者可在其中影_ I 4 #八甲衫響各種變化和修正而沒有悖離 25 12.85303 如 附 加 的 中 請 專 利 範 圍 所 定 義之本發明的範圍和: 精神 〇 [ 圖 式 簡 單 說 明 ] 第 1 圖 概 要 地 說 明 一 包 括在電路上的診斷系 統之 積 體 電 路 9 其 連 接 到 一 外 部 診 斷 裝置； 第 2 圖 說 明 一 序 列 資 料 框用作在一外部診斷 裝置 和 一 積 體 電 路 的 一 介 面 電 路 之 間 的通訊； 第 3 圖 概 要 地 說 明 一 介 面電路的該介面訓練 作業 之 一 流 程 圖 9 第 4 圖 概 要 地 說 明 一 介 面電路的資料捕獲作 業之 一 流 程 圖 9 第 5 圖 概 要 地 說 明 在 一 非時脈模式之一積體 電路 的 方 塊 圖 9 該 積 體 電 路 納 入 一 診 斷主控匯流排的電路 用於 發 出 匯 流 排 交 易 處 理 以 在 一 積 體 電路上實現診斷的作 業； 第 6 圖 概 要 地 說 明 在 一 時脈模式之一積體電 路的 方 塊 圖 該 積 體 電 路 納 入 一 診 斷 主控匯流排的電路用 於發 出 匯 流 排 交 易 處 理 以 在 一 積 體 電 路上實現診斷的作業 :及 第 7 圖 和 第 8 圖 說 明 一 通訊技術的態樣用在 一夕卜 部 診 斷 裝 置 與 一 積 體 電 路 之 間 的 使用。 [ 主 要 元 件 符 號 說 明 ] 2 積 體 電 路 4 外部診斷裝置 6 界 面 電 路 8 診斷電路系統 10 處 理 器 核 心 1 2協同處理器 26 卩85303 1 4記憶體 16非同步接收及傳送器 1 8匯流排 27

Claims (1)

1285303 十、申請專利範圍： 1. 一種用於處理資料之積體電路，該積體電路至少包含： 一功能電路，其為可操作以執行資料處理作業； 一診斷電路，其為可操作以在該功能電路上執行診斷 作業；及 一界面電路，其為可操作以提供在該診斷電路和一外 部診斷裝置之間的通信；其中 上述之界面電路使用一雙向序列信號以傳送： (i) 控制信號，其為從該外部診斷裝置到該診斷電路 以控制該診斷電路之該診斷作業；及 (ii) 診斷資料，其為在該外部診斷裝置和該診斷電路之 間的診斷資料；且 該界面電路可操作於一訓練模式中以對從該外部診斷 裝置所送出一預定的形式之一訓練信號作出回應，而判定 用於取樣該雙向序列信號之取樣點的時序。 2. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之診 斷電路是可操作以執行一或更多下列作業： 除錯作業； 製造測試作業； 製造程式設計作業；及 製造組態作業。 3. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之雙 28 1285303 向序列信號是可操作以從該外部診斷裝置到該診斷電路通 信一重置信號，該重置信號是可操作以重置該診斷電路。 4.如申請專利範圍第3項所述之積體電路，其中上述之重 置信號包含對一預定的重置時期以一預定的重置準位保持 該雙向序列信號之該外部診斷裝置。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之雙 向序列信號是可操作以從該診斷電路到該外部診斷裝置通 信一調步信號，該調步信號是可操作以表明該診斷電路是 否準備好作為通信。 6. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之雙 向序列信號是可操作以從該診斷電路到該外部診斷裝置通 信一調步信號，該調步信號是可操作以表明該診斷電路是 否已經完成一作業。 7. 如申請專利範圍第5項所述之積體電路，其中上述之雙 向序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用於 通信不同信號，在一調步信號的時段期間，該診斷電路強 迫該雙向序列信號到達一預定的調步準位。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之雙 向序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用於 29 1285303 通信不同信號，該雙向序列信號是可操作以與一起始信 通信，該起始信號是表明序列資料之一框架的一開始， 起始信號為該雙向序列信號被驅動至一預定的起始準位 定義一起始信號的時段。 9.如申請專利範圍第8項所述之積體電路，其中上述之 信是由該外部診斷裝置保持閒置，該外部診斷裝置保持 雙向序列信號在不同於該預定的起始準位之一準位，並 從而延遲該起始信號時段直到該雙向序列信號換成由通 的資料之下一個框架所接續的該預定的起始準位。 1 0·如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述 雙向序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定 於通信不同信號，該雙向序列信號可操作以與一停止信 通信，該停止信號表明序列資料之一框架的結尾，在一 止位元時段的期間，該停止信號為該雙向序列信號被驅 至一預定的停止準位。 11.如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述 界面電路可操作於一非時脈的模式中，其中該通信記時 取決於該雙向序列信號之内所偵測到的轉變。 1 2.如申請專利範圍第1 0項所述之積體電路，其中上述 診斷電路使用該停止信號的一第一部分接收來表明診斷 號 該 以 通 該 且 信 之 用 號 停 動 之 係 之 作 30 1285303 業的中止。 13·如申請專利範圍第10項所述之積體電路，其中上述之 診斷電路使用該停止信號的一第二部分接收來確認該診斷 電路所接收序列資料的該框架。 14. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之 界面電路初始化成為該訓練模式。 15. 如申請專利範圍第14項所述之積體電路，其中上述之 初始化後係接著該界面電路的一重置。 1 6.如申請專利範圍第5項所述之積體電路，其中上述之 界面電路是可操作於一訓練模式中以對從該外部診斷裝置 所送出一預定的形式之一訓練信號作出回應，而判定用於 取樣該雙向序列信號之取樣點的時序及判定表明訓練已經 成功完成的該調步信號。 1 7.如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之 診斷電路包含下列一或更多項： (i) 一或更多掃描鏈，其係可操作以從該功能電路系 統捕獲診斷資料； 31 12.85303 (ii) 一或更多掃描鏈，其係可操作以使診斷資料應用 於該功能電路系統；及 (iii) 一或更多除錯匯流排存取電路，其係可操作以在 該功能電路之内經由一匯流排提供通信。 18. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路，其中上述之 界面電路是可於下列模式中操作： (i) 在一時脈的模式中，其中該通信是由該積體電路 所使用一分離的時脈信號來記時；及 (ii) 在一非時脈的模式中，其中該通信是取決於該雙向 序列信號之内所偵測的轉變來記時。 19. 如申請專利範圍第18項所述之積體電路，其中上述之 在一時脈的模式中，由一時脈信號為該通信記時是由該積 體電路所使用一時脈信號的倍數。 20. 如申請專利範圍第18項所述之積體電路，其中上述之 界面電路是可操作以初始化在該非時脈的模式中，並且可 轉換到該時脈的模式。 21. —種用於在積體電路上執行診斷作業之診斷裝置，該 診斷裝置至少包含： 一界面電路，其係可操作以提供在該診斷裝置和在該 積體電路之内的一診斷電路之間的通信；其中 32 1285303 上述之界面電路使用一雙向序列信號以傳送： (i) 控制信號，從該診斷裝置到該積體電路之控制信 號以控制由該積體電路所執行之診斷作業；及 (ii) 診斷資料，在該診斷裝置和該積體電路之間的診斷 資料；且 該界面電路可操作於一訓練模式中以對從該外部診斷 裝置所送出一預定的形式之一訓練信號作出回應，而判定 用於取樣該雙向序列信號之取樣點的時序。 22.如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 診斷電路是可操作以執行一或更多下列作業： 除錯作業； 製造測試作業； 製造程式設計作業；及 製造組態作業。 2 3 .如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 雙向序列信號是可操作以從該診斷裝置到該診斷電路通信 一重置信號，該重置信號是可操作以重置該診斷電路。 24.如申請專利範圍第23項所述之診斷裝置，其中上述之 重置信號包含對一預定的重置時期以一預定的重置準位保 持該雙向序列信號之該外部診斷裝置。 33 1285303 25 ·如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 雙向序列信號是可操作以從該診斷電路到該診斷裝置通信 一調步信號，該調步信號是操作以表明該診斷電路是否準 備好作為通信。 2 6.如申請專利範圍第21項所述之診斷裝置，其中上述之 雙向序列信號是可操作以從該診斷電路到該外部診斷裝置 通信一調步信號，該調步信號是操作以表明該診斷電路是 否已經完成一作業。 2 7.如申請專利範圍第25項所述之診斷裝置，其中上述之 雙向序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用 於通信不同信號，在一調步信號的時段期間，該診斷電路 強迫該雙向序列信號到達一預定的調步準位。 2 8.如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 雙向序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用 於通信不同信號，該雙向序列信號是可操作以與一起始信 號通信，該起始信號是表明序列資料之一框架的一開始， 該起始信號為該雙向序列信號被驅動至一預定的起始準位 以定義一起始信號的時段。 2 9.如申請專利範圍第28項所述之診斷裝置，其中上述之 通信是由該外部診斷裝置保持閒置，該外部診斷裝置保持 34 1285303 該雙向序列信號在不同於該預定的起始準位之一準位，並 且從而延遲該起始信號時段直到該雙向序列信號換成由通 信資料之下一個框架所接續的該預定的起始準位。 30.如申請專利範圍第21項所述之診斷裝置，其中上述之 雙向序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用 於通信不同信號，該雙向序列信號可操作以與一停止信號 通信，該停止信號表明序列資料之一框架的結尾，在一停 止位元時段的期間，該停止信號為該雙向序列信號被驅動 至一預定的停止準位。 3 1 ·如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 界面電路可操作於一非時脈的模式中，其中該通信記時取 決於該雙向序列信號之内所偵測的轉變。 3 2.如申請專利範圍第3 0項所述之診斷裝置，其中上述之 診斷電路使用該停止信號的一第一部分接收來表明診斷作 業的中止。 3 3 .如申請專利範圍第3 0項所述之診斷裝置，其中上述之 診斷電路使用該停止信號的一第二部分接收來確認該診斷 電路所接收序列資料的該框架。 35 1285303 3 4 ·如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 界面電路係初始化成為該訓練模式。 35.如申請專利範圍第34項所述之診斷裝置，其中上述之 初始化後係接著該界面電路的一重置。 3 6.如申請專利範圍第2 5項所述之診斷裝置，其中上述之 界面電路是可操作於一訓練模式中以對從該外部診斷裝置 所送出一預定的形式之一訓練信號作出回應，而判定用於 取樣該雙向序列信號之取樣點的時序及判定表明訓練已經 成功完成的該調步信號。 3 7 ·如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 診斷電路包含下列一或更多項： (i) 一或更多掃描鏈，其係可操作以從該功能電路系 統捕獲診斷資料； (Π) —或更多掃描鏈，其係可操作以使診斷資料應用 於該功能電路系統；及 (iii) 一或更多除錯匯流排存取電路，其係可操作以在 該功能電路之内經由一匯流排提供通信。 3 8.如申請專利範圍第2 1項所述之診斷裝置，其中上述之 界面電路是可於下列模式中操作： 36 1285303 (i) 在一時脈的模式中，其中該通信是由該積體電路 所使用一分離的時脈信號來記時；及 (ii) 在一非時脈的模式中，其中該通信是取決於該雙向 序列信號之内所偵測的轉變來記時。 39. 如申請專利範圍第38項所述之診斷裝置，其中上述之 在一時脈的模式中，由一時脈信號為該通信記時是由該積 體電路所使用一時脈信號的倍數。 40. 如申請專利範圍第3 8項所述之診斷裝置，其中上述之 界面電路是可操作以初始化在該非時脈的模式中，並且可 轉換到對該時脈的模式。 41. 一種使用一界面電路與一診斷電路通信的方法，該診 斷電路是可操作以在積體電路内一功能電路上執行診斷作 業，該方法至少包含： 使用一雙向序列信號以傳送： (i) 控制信號，從該外部診斷裝置到該診斷電路之控 制信號以控制該診斷電路之該診斷作業；及 (ii) 診斷資料，在該外部診斷裝置和該診斷電路之間的 診斷資料，其中該界面電路可操作於一訓練模式中以對從 該外部診斷裝置所送出一預定的形式之一訓練信號作出回 應，而判定用於取樣該雙向序列信號之取樣點的時序。 37 1285303 42·如申請專利範圍第38項所述之方法，其中上 診斷電路是可操作以執行一或更多下列作業： 除錯作業； 製造測試作業； 製造程式設計作業；及 製造組態作業。 43 ·如申請專利範圍第4 1項所述之方法，其中上 序列信號是可操作以從該外部診斷裝置到該診斷 一重置信號，該重置信號是可操作以重置該診斷 4 4.如申請專利範圍第43項所述之方法，其中上 信號包含對一預定的重置時期以一預定的重置準 雙向序列信號之該外部診斷裝置。 45. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上 序列信號是可操作以從該診斷電路到該診斷裝置 步信號，該調步信號是操作以表明該診斷電路是 作為通信。 46. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上 序列信號是可操作以從該診斷電路到該外部診斷 一調步信號，該調步信號是操作以表明該診斷電 經完成一作業。 述之在該 述之雙向 電路通信 電路。 述之重置 位保持該 述之雙向 通信一調 否準備好 述之雙向 裝置通信 路是否已 38 1285303 47. 如申請專利範圍第45項所述之方法，其中上述之 序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用 信不同信號，在一調步信號的時段期間，該診斷電路 該雙向序列信號到達一預定的調步準位。 48. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上述之 序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用 信不同信號，該雙向序列信號是可操作以與一起始信 信，該起始信號是表明序列資料之一框架的一開始， 始信號為該雙向序列信號被驅動至一預定的起始準位 義一起始信號的時段。 49. 如申請專利範圍第48項所述之方法，其中上述之 是由該外部診斷裝置保持閒置，該外部診斷裝置保持 向序列信號在不同於該預定的起始準位之一準位，並 而延遲該起始信號時段直到該雙向序列信號換成由通 資料之下一個框架所接續的該預定的起始準位。 50. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上述之 序列信號具有包含不同時段的一序列信號通訊協定用 信不同信號，該雙向序列信號可操作以與一停止信 信，該停止信號表明序列資料之一框架的結尾，在一 位元時段的期間，該停止信號為該雙向序列信號被驅 雙向 於通 強迫 雙向 於通 號通 該起 以定 通信 該雙 且從 信的 雙向 於通 號通 停止 動至 39 1285303 一預定的停止準位。 51.如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上述之界面 電路可操作於一非時脈的模式中，其中該通信記時係取決 於該雙向序列信號之内所偵測的轉變。 5 2.如申請專利範圍第5 0項所述之方法，其中上述之診斷 電路使用該停止信號的一第一部分接收來表明診斷作業的 中止。 53.如申請專利範圍第50項所述之方法，其中上述之診斷 電路使用該停止信號的一第二部分接收來確認該診斷電路 所接收序列資料的該框架。 54.如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上述之界面 電路係初始化成為該訓練模式。 5 5 .如申請專利範圍第5 4項所述之方法，其中上述之初始 化後係接著該界面電路的一重置。 56.如申請專利範圍第45項所述之方法，其中上述之界面 電路是可操作於一訓練模式中以對從該外部診斷裝置所送 40 .1285303 出一預定的形式之一訓練信號作出回應，而判定用於取樣 該雙向序列信號之取樣點的時序及判定表明訓練已經成功 完成的該調步信號。 57. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上述之診斷 電路包含下列一或更多項： (i) 一或更多掃描鏈，其係可操作以從該功能電路系 統捕獲診斷資料； (ii) 一或更多掃描鏈，其係可操作以使診斷資料應用 於該功能電路系統，及 (iii) 一或更多除錯匯流排存取電路，其係可操作以在 該功能電路之内經由一匯流排提供通信。 58. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中上述之界面 電路是可於下列模式中操作： (i) 在一時脈的模式中，其中該通信是由該積體電路 所使用一分離的時脈信號來記時；及 (ii) 在一非時脈的模式中，其中該通信是取決於該雙向 序列信號之内所偵測的轉變來記時。 59. 如申請專利範圍第58項所述之方法，其中上述之在一 時脈的模式中，由一時脈信號為該通信記時是由該積體電 路所使用一時脈信號的倍數。 41 1285303 60.如申請專利範圍第58項所述之方法，其中上述之界面 電路是可操作以初始化在該非時脈的模式中，並且可轉換 到對該時脈的模式。 42 12,85303 七、指定代表圖·· (一） 、本案指定代表圖為：第（1)圖。 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 2 積體電路 4 外部診斷裝置 6 界面電路 8 診斷電路系統 10 處理器核心 12 協同處理器 1 4 記憶體 16 非同步接收及傳送 器 18 匯流排 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示 發明特徵的化學式： 無