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Trimedia DSP芯片JTAG接口的仿真器設計
摘要：提出Trimedia DSP芯片硬件仿真器的硬件電路組成和接口軟件設計；介紹JTAG接口的標準、工作原理及在芯片中的實(shí)現。Trimedia集成電路是Philips公司新近推出的針對多媒體應用的一種高性能DSP。它能夠進(jìn)行高質(zhì)量的視頻和音頻處理，可以通過(guò)在線(xiàn)調試工具——JTAG來(lái)開(kāi)發(fā)Trimedia DSP的各種資源和調試各種應用程序。為了能夠滿(mǎn)足研發(fā)、生產(chǎn)上對系統編程及工程上對現場(chǎng)調試的需要，開(kāi)發(fā)了使用方便、成本低的仿真器。
1 仿真器硬件電路組成
圖1為系統的組成框圖。整個(gè)仿真器的功能可以由1片可編程邏輯器件來(lái)完成。圖1中有兩個(gè)接口：一個(gè)與Trimedia DSP的JTAG接口相連，另一個(gè)連接到計算機的并行接口。
之所以采用計算機的增強型并行接口，是因為現在一般的計算機都有如下幾種端口：串行接口、并行接口、USB接口。串行接口速度不高，無(wú)法滿(mǎn)足JTAG仿真器快速下載的要求；普通的并行接口，數據傳輸速率限制在50～150kbps，也無(wú)法滿(mǎn)足JTAG仿真器快速下載的要求；USB接口是種快速的計算機接口，最高速率可以達到12Mbps，但由于該接口速度是在數據以塊方式傳輸時(shí)實(shí)現的，無(wú)法滿(mǎn)足快速讀寫(xiě)轉換的要求，所以，也無(wú)法達到我們要求的數據傳輸速率。而且一般的PC上都安裝了具有EPP和ECP功能的I/O控制器，在EPP模式下，可以只用1個(gè)IN或OUT指令來(lái)向I/O控制器傳輸1個(gè)字節的數據，然后I/O控制器將會(huì )處理握手信號并產(chǎn)生選通信號。顯然，在這種機器上的數據傳輸速度受到指令執行速率的限制。通常在同時(shí)代的機器上很容易獲得1～1.75Mbps的數據傳輸速率�？梢�(jiàn)，增強型并行接口能夠滿(mǎn)足我們的需求，而且用EPP模式的并行接口進(jìn)行開(kāi)發(fā)的難度較小。
圖1 系統的組成框圖
圖2為仿真器硬件線(xiàn)路圖。
TCK：測試時(shí)鐘，為T(mén)AP的控制器和寄存器提供測試參考時(shí)鐘，在TCK的同步作用下通過(guò)TDI和TDO引腳串行移入或同數據及指令。
TMS：模式輸入信號，在TCK的上升沿時(shí)刻TMS的狀態(tài)決定了TAP控制器即將進(jìn)入的工作狀態(tài)。
TDI：指令和數據寄存器的串行輸入端，TAP的控制器的當前狀態(tài)以及保存在指令寄存器的具體指令，決定了對于一個(gè)特定的操作由TDI裝入哪個(gè)寄存器。在TCK的上升沿時(shí)刻，TDI引腳的數據被采樣，結果送到JTAG寄存器中。
TDO：和TDI具有相同操作模式，只是在TCK的下降沿處改變狀態(tài)。
TAP：測試訪(fǎng)問(wèn)端口。
從圖2中知道，仿真器的設計主要是可編程邏輯器件CPLD的設計，它將8位并行數據和串行數據進(jìn)行相互轉換。也就是說(shuō)，在JTAG端CPLD將產(chǎn)生TDI和TDO串行發(fā)送和接收時(shí)序，實(shí)現仿真器和Trimedia DSP芯片JTAG控制器的相互通信。在編程中可設置發(fā)送（TDI）和接收（TDO）的8位數據寄存器，接收TMS的8位數據寄存器，4位（十六進(jìn)制）計數器。發(fā)送和接收數據都以字節方式進(jìn)行，不足8位數據的用0補齊。
data_reg和addr_reg分別表示發(fā)送的8位數據和指令寄存器，data_flag表示數據是否發(fā)送或接收完畢，data_tms_counter為串行發(fā)送數據時(shí)的計數器，oscnm為外接的TCK時(shí)鐘。NDatastb、nWrite、nAddrstb、nReset為EPP模式的并行接口控制信號，data為并行口的D0～D7數據總線(xiàn)，tmsjtag、tdijtag為連接到TAP控制器的TMS、TDI引腳線(xiàn)。
下面為數據和指令寫(xiě)入相應的寄存器的VHDL例程：
data_instruction_write:process(nDatastb,nWrite)
Begin
if(nDatastb'event and nDatastb='1')then
if(nWrite='1')then
data_reg
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