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JTAG口及其對Flash的在線(xiàn)編程

時(shí)間:2024-10-01 17:04:41 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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JTAG口及其對Flash的在線(xiàn)編程

摘要:通過(guò)JTAG實(shí)現對Flash在線(xiàn)編程。首先,介紹JTAG的定義、結構及引腳的定義,并闡述JTAG狀態(tài)機的工作原理。然后,介紹JTAG口的邊界掃描寄存器,給出實(shí)現JTAG在線(xiàn)寫(xiě)Flash的電路,和如何通過(guò)JTAG實(shí)現Flash的編程及程序流程圖。

隨著(zhù)嵌入式技術(shù)的發(fā)展,在一些高端的掌上設備中,都使用了Flash芯片,如Compaq的iPAQ、聯(lián)想的天祺系列等產(chǎn)品。但對于研發(fā)人員來(lái)說(shuō),在開(kāi)發(fā)階段需要大量的程序調試,就意味著(zhù)要對Flash進(jìn)行擦除和改寫(xiě)的工作,因此,如何對Flash進(jìn)行在線(xiàn)編程是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。本文介紹一種通過(guò)JTAG對Flash進(jìn)行的在線(xiàn)編程方法。

1 JTAG簡(jiǎn)介

JTAG(Joint Test Action Group)是1985年制定的檢測PCB和IC芯片的一個(gè)標準,1990年被修改后成為IEEE的一個(gè)標準,即IEEE1149.1-1990。通過(guò)這個(gè)標準,可對具有JTAG口芯片的硬件電路進(jìn)行邊界掃描和故障檢測。

圖1 TAP控制器的狀態(tài)機框圖

具有JTAG口的芯片都有如下JTAG引腳定義:

TCK——測試時(shí)鐘輸入;

TDI——測試數據輸入,數據通過(guò)TDI輸入JTAG口;

TDO——測試數據輸出,數據通過(guò)TDO從JTAG口輸出;

TMS——測試模式選擇,TMS用來(lái)設置JTAG口處于某種特定的測試模式。

可選引腳TRST——測試復位,輸入引腳,低電平有效。

含有JTAG口的芯片種類(lèi)較多,如CPU、DSP、CPLD等。

JTAG內部有一個(gè)狀態(tài)機,稱(chēng)為T(mén)AP控制器。TAP控制器的狀態(tài)機通過(guò)TCK和TMS進(jìn)行狀態(tài)的改變,實(shí)現數據和指令的輸入。圖1為T(mén)AP控制器的狀態(tài)機框圖。

2 JTAG芯片的邊界掃描寄存器

JTAG標準定義了一個(gè)串行的移位寄存器。寄存器的每一個(gè)單元分配給IC芯片的相應引腳,每一個(gè)獨立的單元稱(chēng)為BSC(Boundary-Scan Cell)邊界掃描單元。這個(gè)串聯(lián)的BSC在IC內部構成JTAG回路,所有的BSR(Boundary-Scan Register)邊界掃描寄存器通過(guò)JTAG測試激活,平時(shí)這些引腳保持正常的IC功能。圖2為具有JTAG口的IC內部BSR單元與引腳的關(guān)系。

3 JTAG在線(xiàn)寫(xiě)Flash的硬件電路設計和與PC的連接方式

以含JTAG接口的StrongARM SA1110為例,Flash為Intel 28F128J32 16MB容量。SA1110的JTAG的TCK、TDI、TMS、TDO分別接PC并口的2、3、4、11線(xiàn)上,通過(guò)程序將對JTAG口的控制指令和目標代碼從PC的并口寫(xiě)入JTAG的BSR中。在設計PCB時(shí),必須將SA1110的數據線(xiàn)和地址線(xiàn)及控制線(xiàn)與Flash的地線(xiàn)線(xiàn)、數據線(xiàn)和控制線(xiàn)相連。因SA1110的數據線(xiàn)、地址線(xiàn)及控制線(xiàn)的引腳上都有其相應BSC,只要用JTAG指令將數據、地址及控制信號送到其BSC中,就可通過(guò)BSC對應的引腳將信號送給Flash,實(shí)現對Flash的操作。JTAG的系統板設計和連線(xiàn)關(guān)系如圖3所示。

4 通過(guò)使用TAP狀態(tài)機的指令實(shí)行對Flash的操作

通過(guò)TCK、TMS的設置,可將JTAG設置為接收指令或數據狀態(tài)。JTAG常用指令如下:

SAMPLE/PRELOAD——用此指令采樣BSC內容或將數據寫(xiě)入BSC單元;

EXTEST——當執行此指令時(shí),BSC的內容通過(guò)引腳送到其連接的相應芯片的引腳,我們就是通過(guò)這種指令實(shí)現在線(xiàn)寫(xiě)Flash的;

BYPASS——此指令將一個(gè)一位寄存器軒于BSC的移位回路中,即僅有一個(gè)一位寄存器處于TDI和TDO之間。

在PCB電路設計好后,即可用程序先將對JTAG的控制指令,通過(guò)TDI送入JTAG控制器的指令寄存器中。再通過(guò)TDI將要寫(xiě)Flash的地址、數據及控制線(xiàn)信號入BSR中,并將數據鎖存到BSC中,用EXTEST指令通過(guò)BSC將寫(xiě)入Flash。

5 軟件編程

在線(xiàn)寫(xiě)Flash的程序用Turbo C編寫(xiě)。程序使用PC的并行口,將程序通過(guò)含有JTAG的芯片寫(xiě)入Flash芯片。程序先對PC的并口初始化,對JTAG口復位和測試,并讀Flash,判斷是否加鎖。如加鎖,必須先解鎖,方可進(jìn)行操作。寫(xiě)Flash之前,必須對其先擦除。將JTAG芯片設置在EXTEST模式,通過(guò)PC的并口,將目標文件通過(guò)JTAG寫(xiě)入Flash,并在燒寫(xiě)完成后進(jìn)行校驗。程序主流程如圖4所示。

通過(guò)JTAG的讀芯片ID子程序如下:

void id_command(void){

putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle;使JTAG復位

putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle

putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle

putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle

putp(1,1,IP);

putp(1,1,IP); //選擇指令寄存器

putp(1,0,IP); //捕獲指令寄存器

putp(1,0,IP); /移位指令寄存器

putp(0,0,IP); //SA1110JTAG口指令長(cháng)度5位,IDCODE為01100

putp(1,0,IP);

putp(1,0,IP);

pu

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