一种基于JTAG的片内调试系统设计

发布时间：2022-01-21 12:44

　　为了给芯片设计提供一种高效方便的调试方法,提出一种基于JTAG的片内调试系统。该系统包括调试系统控制模块、断点产生模块和JTAG接口。JTAG接口实现调试指令的发送与接收;断点产生模块是调试系统硬件调试的逻辑单元;调试系统控制模块则实现断点设置、单步运行、内存调试等功能。不同的调试指令可根据不同的硬件结构自动完成其各自的处理流程,而且不同的工作模式之间可以自由切换。该片内调试系统表现出了高性能,便于操作的特点,已经通过了实际的芯片测试。 

【文章来源】：现代电子技术. 2020,43(20)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

微控制器片内调试系统结构

集成在芯片内的JTAG接口是外部调试器与内部调试系统之间的主要通信接口，根据嵌入式片内调试系统的需求，本文设计了增强的JTAG接口模块[6]。它采用标准的JTAG通信协议及端口，但在结构上增加了控制寄存器及控制单元进行数据传送控制，其结构原理如图2所示。用户可以设置控制寄存器的JEN位，进行JTAG工作模式的选择。在数据捕获之前，将来自片上调试系统的5个控制位（DBCON,DMODE,RRF,TRF,COMRST）分别写入寄存器16位DMSHR。该流程用来控制片上调试系统状态。数据传输寄存器DMTR同样也写入DMSHR准备传输数据，当数据传送信号激活后，JTAG模块的输入就会在时钟信号tck＿i的上升沿被传送到寄存器DMSHR里面。从寄存器DMSHR出来的输出数据也会通过tdo＿o输出到JTAG模块，并通过JTAG模块进行指令和数据处理。在一个数据移入后，jm＿update信号被激活，DMSHR中移入的数据信息被存储到各自的片上调试系统寄存器里面，同时DMSHR的数据也通过JTAG接口送入到片上调试系统里进行处理。

随着So C芯片开发复杂度的提高，传统的板级调试手段已不能满足芯片研发的调试需求，因此片内调试技术对So C芯片的研发质量和周期至关重要。本文提出一种基于JTAG协议的片内调试系统的设计方案，可以实现断点设置、单步执行、寄存器/存储器内容读写以及在线编程、处理器核的现场配置等调试功能。本设计方案在实际的微控制器项目中成功地完成了芯片开发和调试，表现出了优异的性能。它利用通用的JTAG接口使得调试过程快速灵活，用户调试简单、方便。独特的内嵌式调试机制保证了高监控性，可以及时准确地查询设置芯片内部寄存器的状态，而且在调试时不占用芯片CPU资源，调试时间少，效率高[10]。随着半导体技术的飞速发展，处理器提供片内的调试电路为复杂So C芯片设计以及嵌入式系统开发提供的调试手段早已是大势所趋。本文提出的基于JTAG协议的片内调试系统方案为处理器芯片调试功能的研发提供了一个新的调试平台，为其应用开发提供了强有力的技术支持。


本文编号：3600282