專利名稱：定制和監(jiān)視多個接口并實現(xiàn)容錯和隔離功能的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及用于定制和監(jiān)視諸如多個IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)接合測試接入組(JTAG)接口之類的多個接口，并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和故障隔離功能的裝置和方法。
背景技術(shù)：
被稱為連接測試動作組(JTAG)接口IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1的芯片級及更高級的標(biāo)準(zhǔn)接口已被開發(fā)以使外部接入到達(dá)集成電路裝置變得更加容易。提供了具有與JTAG兼容的集成電路裝置的標(biāo)準(zhǔn)測試接入端口(TAP)，用來允許執(zhí)行邊界掃描操作以響應(yīng)外部TAP控制器通過裝置的TAP端口發(fā)出的命令，并且通過相同端口把結(jié)果輸回。經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化接口，同樣是通過TAP控制器與多個芯片或卡之間的接口連接來允許卡級和系統(tǒng)級測試。
芯片級或更高級的接口(如JTAG接口)不適合于測試多個芯的設(shè)計，因為這樣做，這些接口總是要求單獨的芯來利用獨立JTAG控制器，因此需要在集成電路裝置上多次復(fù)制控制器電路和用于每個控制器的專用I/O針。而且這些接口也不是被設(shè)計成在相同的接口上允許多個可切換的主控制器，這可能會增加額外的需要來接入在集成電路裝置上的多個芯的復(fù)制電路的數(shù)量。鑒于用于該目的而實現(xiàn)的接口所需的額外的電路和I/O針的費用，這種方法有很大的缺陷。
已知的設(shè)計設(shè)備(arrangement)以增加卡的實際區(qū)域(estate)以及接口的延時為代價增加了大量的緩沖等級來提供電壓調(diào)整和信號完整性。故障隔離和容錯被限制在關(guān)于數(shù)據(jù)的CRC并用共享JTAG接口上的用于隔離的一些設(shè)計來限制。
與IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1相比，IEEE1149.5規(guī)定了一種獨特的接口和控制結(jié)構(gòu)，其需要對軟件和硬件進(jìn)行顯著的系統(tǒng)設(shè)計改變。德州儀器的SN54ABT8996等(ASP)提供可單獨尋址的芯片，但是每個接收器上包含一個ASP。松下半導(dǎo)體公司的SCANSTA112將一個JTAG接口翻譯為許多串行掃描鏈。二者中任何一個都不涉及兩個主源的容錯方面及可應(yīng)用的所需的故障分析需求。
有一種對用于與多個接口(如多JTAG IEEE1149.1接口)工作，解決關(guān)于容錯、故障隔離、具有最小的延時和緩沖的多電壓電平支持，同時保持信號完整性的改善的機(jī)制的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要提供一種用于定制和監(jiān)視如多個IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)接合測試接入組(JTAG)接口的多個接口，并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和隔離功能的裝置和方法。本發(fā)明另一個重要方面是提供一種沒有負(fù)面效應(yīng)的、用于定制和監(jiān)視多個接口并且克服現(xiàn)有技術(shù)布置的許多缺點的裝置和方法。
簡單的說，該裝置和方法提供一種用于定制和監(jiān)視諸如多個IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)接合測試接入組(JTAG)接口之類的多個接口，并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和隔離功能的裝置和方法。第一接口被連接到一對主源上。第二接口被連接到多個目標(biāo)接口上；并且提供用于多個預(yù)定控制信號的第三接口。第一復(fù)用器被耦合在一對主源和到多個目標(biāo)接口的第二接口之間。一對第二復(fù)用器被耦合在第二接口和多個目標(biāo)接口以及一對主源中的各自一個之間。提供一對冗余選擇器來將選擇信號與第一復(fù)用器耦合以便選擇多個目標(biāo)接口中的一個。提供一對冗余ATTENTION監(jiān)視器功能元件(function)來監(jiān)視多個目標(biāo)接口每一個接口的ATTENTION信號。


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)優(yōu)選實施例的一種用于定制和監(jiān)視多個接口并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和隔離功能的示例接口控制裝置的方框圖。
圖2是圖解根據(jù)優(yōu)選實施例的用于圖1的示例性接口控制裝置的雙芯片設(shè)計的方框圖。
圖3是圖解根據(jù)優(yōu)選實施例的用于圖1的示例性接口控制裝置的單芯片設(shè)計的方框圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的特征，提供了通過在設(shè)計中包含所有的緩沖和重新調(diào)整時間并且允許許多分立接口以便降低負(fù)荷來最大化接口速度的優(yōu)選實施例的接口控制裝置。提供了優(yōu)選實施例的接口控制器裝置來支持兩個JTAG主源用于一條或兩條路徑的容錯、控制故障分析(resolution)、隔離和報告。優(yōu)選實施例的接口控制裝置提供用于中斷每個接口的連續(xù)監(jiān)視或者屏蔽小過沖保護(hù)ATTENTION信號，用于故障隔離。優(yōu)選實施例的接口控制器裝置對于每個現(xiàn)場可換單元支持多個分立JTAG接口或按比例決定制造的替換單元。優(yōu)選實施例的接口控制器裝置提供用于支持主要和目標(biāo)接口的熱插拔的JTAG信號隔離。
參照附圖，在圖1中圖示了根據(jù)優(yōu)選實施例概括的由參考字符100標(biāo)明的用來實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和故障隔離功能的JTAG控制器這樣的接口控制器。接口控制裝置100啟動定制和監(jiān)視多個接口，如多個IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)接合測試接入組(JTAG)接口。JTAG接口是串行接口，其中數(shù)據(jù)經(jīng)由測試數(shù)據(jù)輸入(TDI)數(shù)據(jù)路徑輸入并且經(jīng)由測試數(shù)據(jù)輸出(TDO)數(shù)據(jù)路徑輸出。兩個控制信號，即測試時鐘(TCK)和測試模式選擇(TMS)信號用于控制測試接入端口(TAP)控制器狀態(tài)機(jī)器。
接口控制裝置100連接到三個一般由參考字符102、104和106標(biāo)明的主要接口。接口控制裝置100連接到一對服務(wù)處理器102 SP0、SP1，其包含一個標(biāo)準(zhǔn)4線路JTAG連接(TCK、TMS、TDI、TDO)和標(biāo)記錯誤的附加中斷信號(ATTENTION)以及用于每個服務(wù)處理器SP0、SP1的一些選擇信號(GPIO)。接口控制器裝置100通過附加的ATTENTION信號連接多個系統(tǒng)JTAG接口104。接口控制器裝置100通過接口106與根據(jù)優(yōu)選實施例實現(xiàn)的多個新的控制器裝置間控制信號相連。
連接到兩個服務(wù)處理器102、SP0、SP1的連接是點對點的連接并且被匹配為合適的電壓電平。GPIO信號是直流并且直接連接到一對內(nèi)部復(fù)用器(MUX)110、112，用于當(dāng)SP接口是主接口時將JTAG接口連接到所選擇的系統(tǒng)JTAG接口。另外，對內(nèi)部接入功能元件114、內(nèi)部JTAG接口寄存器116、同時所有的接口和沒有任何接口分配選擇。接入功能元件114由兩個問候(complimentary)地址中的任意一個選擇，允許容錯重試。在接口控制器裝置100內(nèi)部，內(nèi)部JTAG接口寄存器116被耦合到將內(nèi)部寄存器值路由到復(fù)用器(MUX)120的選擇器118，允許系統(tǒng)JTAG接口104的任意組合與每個服務(wù)處理器102的連接。接口控制器裝置100包含ATTENTION監(jiān)視器122。接口控制器裝置100包含分別與MUX110耦合的ATTENTION屏蔽124。ATTENTION監(jiān)視器122被耦合到系統(tǒng)JTAG接口104的接收器126上。復(fù)用器(MUX)120與輸出驅(qū)動器128耦合。
與系統(tǒng)JTAG接口104的連接通常是點對點的連接，并且被匹配為合適的電壓電平。接口控制器裝置100支持例如最多62個系統(tǒng)JTAG接口104，然而應(yīng)該清楚的是，系統(tǒng)JTAG接口104的數(shù)量可以按比例增加或減少以滿足特定系統(tǒng)的需要。每個來自每個接口104的ATTENTION信號被連續(xù)抽樣并且被組合來驅(qū)動信號ATTENTION返回主服務(wù)處理器102。一旦接收到ATTENTION信號，服務(wù)處理器102甚至可以在ATTENTION信號已經(jīng)回落時查詢內(nèi)部寄存器122，來識別哪個接口104提高了ATTENTION信號。此外，包含在每個ATTENTION信號上的是少量的小過沖保護(hù)，其需要最少的寄存器內(nèi)部正常運(yùn)行時間和單獨的接口屏蔽。
根據(jù)優(yōu)選實施例的特征，接口控制器裝置100包含一對實質(zhì)上相同的冗余控制器130、132，其具有與在其他控制器裝置100之間或在單一控制器裝置100的控制器130、132之間的接口106的內(nèi)部連接。接口106的內(nèi)部連接包含主MASTER、ISOLATE、RESET和具有配置輸入PRIORITY、EXMASTER、DUAL和CONFIG的FLUSH。所有這些功能包括例如兩個或三個差錯糾正為正確值或者具有被禁止功能的安全狀態(tài)的信號。
根據(jù)優(yōu)選實施例的特征，當(dāng)DUAL是無效時，MASTER、FLUSH、ISOLATE和RESET功能在兩個單獨控制器芯片100間交互。當(dāng)DUAL是有效時，這些功能是接口控制器裝置100的每個相同的冗余控制器130、132之間的內(nèi)部信號。
根據(jù)優(yōu)選實施例的特征，接口控制器裝置100的每個冗余控制器130、132將其MASTER狀態(tài)饋送到其它控制器130、132來表明其為主控制器，其它控制器絕對不能驅(qū)動系統(tǒng)JTAG接口104。如果兩個控制器同為有效，則僅對其中一個有效的PRIORITY信號用來分析單一主控制器(master)。雖然MASTER功能仍然在兩個主控制器之間分析，但EXTMASTER允許外源分配該單一主控制器。RESET功能可以用于重置接口控制器裝置100的冗余控制器130、132中的另一個。舉例來說，當(dāng)問題出現(xiàn)時，GRABMASTER序列允許接口控制器裝置100的冗余控制器130、132中的一個重置接口控制器裝置100的冗余控制器130、132中的另一個的主控制并且可選地接管主控制。ISOLATE功能允許接口控制器裝置100的冗余控制器130、132中的一個將另一個從其服務(wù)處理器接口102隔離，其對去除熱插拔和故障部分的效果是有幫助的。CONFIG功能允許GPIO選擇器重定向到不同的一組的系統(tǒng)JTAG接口104上。
參考圖2，其圖示了由參考字符200標(biāo)明的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于示例的接口控制器裝置100的雙芯片設(shè)計。雙芯片設(shè)計200包括一對現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)202，用于實現(xiàn)一對接口控制器裝置100的冗余控制器130、132的芯片0和芯片1。在一對現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)202，芯片0和芯片1之間連接到接口106的內(nèi)部連接定義一對接口控制器裝置100，具有冗余控制器130、132，其包含MASTER，、ISOLATE、RESET和FLSUSH并分別包含奇偶校驗和ECC邏輯門204以及配置輸入PRIORITY、EXTMASTER、DUAL、CONFIG。
參考圖3，其圖示了由參考字符300標(biāo)明的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于示例的接口控制器裝置100的單芯片設(shè)計。單芯片設(shè)計300包括用于實現(xiàn)接口控制器裝置100的冗余控制器130、132的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)302。連接到接口106的在冗余控制器130、132之間的內(nèi)部連接包含MASTER、ISOLATE、RESET和FLSUSH，分別包含奇偶校驗和ECC邏輯門304并且每個都用具有配置輸入PRIORITY，EXTMASTER，DUAL，CONFIG的雙模式控制306選通。
盡管已參照本發(fā)明的確定優(yōu)選實例表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將理解的是，可在不背離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明宗旨和范圍的前提下對本發(fā)明進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于定制和監(jiān)視多個接口并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和故障隔離功能的裝置，該裝置包括控制器，所述控制器包括到一對主源上的第一接口；到多個目標(biāo)接口上的第二接口；用于多個預(yù)定控制器控制信號的第三接口；耦合在所述的一對主源和到所述多個目標(biāo)接口的所述第二接口之間的第一復(fù)用器；耦合在到所述多個目標(biāo)接口的所述第二接口以及所述一對主源中的各自一個之間的一對第二復(fù)用器；將選擇信號與所述第一復(fù)用器耦合以便選擇所述多個目標(biāo)接口中的一個的一對冗余選擇器；及用于監(jiān)視所述多個目標(biāo)接口的每一個的ATTENTION信號的一對冗余ATTENTION監(jiān)視器功能元件。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，多個接口包括多個IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)接合測試接入組(JTAG)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述一對主源包括一對服務(wù)處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個目標(biāo)接口包括多個接合測試接入組(JTAG)接口。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定的控制信號包括用于定義所述一對冗余選擇器中的主件(master)的主控制信號和ATTENTION監(jiān)視器功能。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定控制信號包括用于重置第二控制器的重置控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定控制信號包括用于將第二控制器從主源隔離的隔離控制信號。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定控制信號包括用于在一對控制器之間提供互連信號或者在所述一對冗余功能元件之間提供內(nèi)部互連信號的雙配置控制信號。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定控制信號包括用于定義所述冗余功能元件或一對控制器的主件的外部主配置控制信號。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定控制信號包括用于在所述冗余功能元件或一對控制器之間分析主件的優(yōu)先級配置控制信號。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述主源包括一對服務(wù)處理器；并且所述第一接口到所述一對主源包括多個用于每個服務(wù)處理器的選擇信號。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述多個預(yù)定控制信號包括用于將所述多個用于每個服務(wù)處理器的選擇信號重定向到所選的一系列所述目標(biāo)接口上。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置包括一對分別耦合到所述一對第二復(fù)用器上的冗余ATTENTION屏蔽功能元件，用于獨立的目標(biāo)接口屏蔽。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置包括一對用于編碼數(shù)值的冗余接口寄存器用來選擇所述目標(biāo)接口，其中每一個分別耦合到所述冗余選擇器功能元件中的一個上。
15.一種用于定制和監(jiān)視多個接口并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和隔離功能的方法，所述方法包括如下步驟將第一接口連接到一對主源上；將第二接口連接到多個目標(biāo)接口上；將第三接口與多個預(yù)定控制器控制信號連接；提供耦合在所述一對主源和到所述多個目標(biāo)接口的所述第二接口之間的第一復(fù)用器；提供耦合在到所述多個目標(biāo)接口的所述第二接口以及所述一對主源中的各自一個之間的一對第二復(fù)用器；利用一對冗余選擇器功能元件將選擇信號與所述第一復(fù)用器耦合，用于選擇所述多個目標(biāo)接口中的一個；及利用一對冗余ATTENTION監(jiān)視器功能元件用于監(jiān)視所述多個目標(biāo)接口的每一個的ATTENTION信號。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述第三接口與所述多個預(yù)定控制信號連接的步驟包括提供用于定義所述冗余選擇器對的主件的主控制信號和ATTENTION監(jiān)視功能元件的步驟。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述第三接口與所述多個預(yù)定控制信號連接的步驟包括提供隔離控制信號來提供用于在所述第一接口和所述第二接口上熱插拔支持的隔離的步驟。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述第三接口與所述多個預(yù)定控制信號連接的步驟包括提供用于將多個用于每個主源的選擇信號重定向到所選的一系列所述目標(biāo)接口上的配置控制信號的步驟。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述第三接口與所述多個預(yù)定控制信號連接的步驟包括提供用于在所述冗余功能元件之間或在一對控制器之間分析主件的優(yōu)先級配置控制信號的步驟。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，包括提供分別耦合到所述一對冗余選擇器功能元件中的一個上的接口寄存器來編碼數(shù)值，以便選擇所述目標(biāo)接口的步驟。
全文摘要
提供一種用于定制和監(jiān)視諸如多個IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)接合測試接入組(JTAG)接口之類的多個接口并且實現(xiàn)增強(qiáng)型容錯和隔離功能的裝置和方法。第一接口被連接到一對主源上。第二接口被連接到多個目標(biāo)接口上，并且提供用于多個預(yù)定控制信號的第三接口。提供一對冗余選擇器來將選擇信號與第一復(fù)用器連接以便選擇多個目標(biāo)接口中的一個。提供一對冗余ATTENTION監(jiān)視器功能元件(function)來監(jiān)視多個目標(biāo)接口的每一個的ATTENTION信號。
文檔編號G01R31/28GK1667579SQ20051000424
公開日2005年9月14日 申請日期2005年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者詹姆斯·F·戴利, 史蒂文·M·道斯基, 邁克爾·J·漢密爾頓 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司