專利名稱：一種改善多器件jtag鏈信號完整性的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及JTAG(Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組)鏈信號的拓撲 結(jié)構(gòu)及其方法，尤其涉及通信技術(shù)領(lǐng)域中承載網(wǎng)業(yè)務類單板上改善多器件JTAG鏈信號完 整性的裝置及方法。
背景技術(shù)：
JTAG是一種國際標準測試協(xié)議(IEEE 1149. 1兼容)，它用于電路的邊界掃描測試 和可編程芯片的在線編程。現(xiàn)在多數(shù)的高級器件都支持JTAG協(xié)議，如微控制器單元(MCU， Micro-Cotrolling Unit)、數(shù)字信號處理器(DSP，Digital Signal Processor)以及現(xiàn)場可 編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)器件等。標準的JTAG接口是4線，包括模式選擇線TMS、時鐘線TCK、數(shù)據(jù)輸入線TDI以及 數(shù)據(jù)輸出線TDO ；有的JTAG接口是5線，除了前述的4線外還包括復位線TRST。JTAG協(xié)議允許將多個器件通過JTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個JTAG鏈，實現(xiàn)對各 個器件分別測試或編程。JTAG鏈的拓撲結(jié)構(gòu)通常采用菊花鏈的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。其中，來 自JTAG插座的源端信號TCK、TMS和TRST，分別連接到串入JTAG鏈上的器件1 器件η對 應的JTAG電路模式選擇管腳(TMS)、時鐘管腳(TCK)以及JTAG電路復位管腳(TRST)。當JTAG鏈上器件較少時，菊花鏈的拓撲結(jié)構(gòu)尚可以保證TCK、TMS等的信號完整 性。但是當JTAG鏈上的器件較多時，將由于走線長度的增加和各信號在器件管腳的反射導 致TCK、TMS等信號的劣化，諸如嚴重的信號過沖和回溝問題，由此不能保證信號的完整性。為了改善信號的完整性，通常要在信號的源端或終端做匹配設(shè)計，并通過仿真來 確定匹配電阻的阻值，而且要在仿真結(jié)果和實際情況比較接近的情況下，才能保證設(shè)計的 正確性?？梢姮F(xiàn)有的改善信號完整性的做法存在繁瑣的仿真設(shè)計或仿真可能不確定的問 題，它們均會影響信號完整性的保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置及 方法，能夠有效地避免信號衰減及隔離多器件分支信號在器件管腳上反射的影響。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝 置，包括JTAG插座和串入JTAG鏈上分別含JTAG電路的多個器件；此外，還包括連接在所述 JTAG插座和所述多個器件之間的驅(qū)動器模塊，其中驅(qū)動器模塊，用于將JTAG插座引出的每一源端信號通過相應的驅(qū)動器驅(qū)動后，輸 出給多個器件相應的信號端。進一步地，JTAG插座引出的源端信號，包括時鐘信號和模式選擇信號；時鐘信號引入到驅(qū)動器模塊中第一驅(qū)動器的單端輸入管腳，該第一驅(qū)動器的多端 輸出管腳分別連接到多個器件對應的JTAG電路時鐘管腳；模式選擇信號引入到驅(qū)動器模塊中第二驅(qū)動器的輸入管腳，該第二驅(qū)動器的多端輸出管腳分別連接到多個器件對應的JTAG電路模式選擇管腳。進一步地，JTAG插座引出的源端信號，包括時鐘信號、模式選擇信號以及復位信 號；時鐘信號引入到驅(qū)動器模塊中第一驅(qū)動器的單端輸入管腳，該第一驅(qū)動器的多端 輸出管腳分別連接到多個器件對應的JTAG電路時鐘管腳；模式選擇信號引入到驅(qū)動器模塊中第二驅(qū)動器的輸入管腳，該第二驅(qū)動器的多端 輸出管腳分別連接到多個器件對應的JTAG電路模式選擇管腳；復位信號引入到所述驅(qū)動器模塊中第三驅(qū)動器的輸入管腳，該第三驅(qū)動器的多端 輸出管腳分別連接到多個器件對應的JTAG電路復位管腳。進一步地，在驅(qū)動器模塊和多個器件之間還連接有一匹配網(wǎng)絡(luò)，其中第一驅(qū)動器的多端輸出管腳分別通過匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件連接到多個器 件對應的JTAG電路時鐘管腳。進一步地，匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件是電阻器件。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改善多器件JTAG鏈信號完整性的方 法，涉及JTAG插座和串入JTAG鏈上的多個器件，該方法包括將JTAG插座引出的每一源端信號通過相應的驅(qū)動器驅(qū)動，然后分別輸出到JTAG 鏈上的多個器件相應的信號端。進一步地，JTAG插座引出的源端信號包括時鐘信號和模式選擇信號；或者包括時鐘信號、模 式選擇信號以及復位信號。進一步地，在將時鐘信號通過驅(qū)動器驅(qū)動后輸出到多個器件相應的信號端之前， 還包括將經(jīng)過驅(qū)動輸出的多分支時鐘信號經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件進行匹配處理；輸出到多個器件相應的時鐘信號端的是經(jīng)過匹配處理的多分支時鐘信號。進一步地，根據(jù)經(jīng)過驅(qū)動輸出的多分支時鐘信號的特點，將匹配網(wǎng)絡(luò)中的匹配器件設(shè)計為電 阻器件。進一步地，通過仿真確定匹配器件的參數(shù)值。本發(fā)明提供的改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置，通過采用一種偽星形的拓 撲結(jié)構(gòu)，即在信號源端增加驅(qū)動器模塊，有效地避免了多器件分支帶來的信號衰減，同時隔 離了各分支信號在器件管腳上的反射對其它分支信號的影響，極大程度地保證了信號的完 整性，且鏈路上的信號完整性不受鏈路上器件數(shù)目的限制；另外，由于信號匹配設(shè)計簡單， 由此簡化了信號仿真過程，提高了仿真設(shè)計的效率和可靠性。


圖1是現(xiàn)有的采用JTAG鏈的菊花鏈拓撲結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細地闡述。以下例舉的實 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。本發(fā)明提供的改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置實施例一，其結(jié)構(gòu)如圖2所 示，除了包括JTAG插座和串入JTAG鏈上的多個器件(1 η)外，還包括接入在JTAG插座 和多個器件(1 η)之間的驅(qū)動器模塊，其中JTAG插座，用于將引出的各源端信號輸出給驅(qū)動器模塊；引出的源端信號包括時鐘信號(TCK)、模式選擇信號(TMQ ；或者包括時鐘信號 (TCK)、模式選擇信號(TMS)以及復位信號(TRST)。驅(qū)動器模塊，用于將輸入的每一源端信號通過相應的驅(qū)動器驅(qū)動后，輸出給JTAG 鏈上的多個器件(1 η)相應的信號端。具體地，將來自JTAG插座的源端信號TCK、TMS和TRST引入到延時較小的驅(qū)動 器模塊中譬如三個驅(qū)動器(圖中未示)的單端輸入管腳，其中第一驅(qū)動器的多端輸出管腳 TCKl TCKn分別連接到多個器件(1 η)對應的JTAG電路時鐘管腳(TCK)，第二驅(qū)動器 的多端輸出管腳TMSl TCKn分別連接到多個器件(1 η)對應的JTAG電路模式選擇管 腳(TMS)，第三驅(qū)動器的多端輸出管腳TRSTl TRSTn分別連接到多個器件(1 η)對應的 JTAG電路模式的復位管腳(TRST)。上述裝置實施例在拓撲形式上類似星形拓撲，但卻與星形拓撲有著本質(zhì)上的不 同，因此稱其為偽星形拓撲結(jié)構(gòu)。JTAG插座引出的源端信號(來自JTAG仿真器的)經(jīng)配有多個驅(qū)動器的驅(qū)動器模 塊的驅(qū)動后，再引入到JTAG鏈上各個器件(1 η)對應的信號管腳，由此有效地避免了多 器件分支帶來的信號衰減，同時通過驅(qū)動器模塊隔離了各分支信號在器件管腳上反射的影 響，從而改善了信號的完整性。當時鐘信號TCK頻率較高，且因串入JTAG鏈上的器件數(shù)目也較多，在此情況下需 要將驅(qū)動后的多路時鐘TCK信號通過匹配網(wǎng)絡(luò)進行匹配處理，以進一步保證信號的完整 性。如圖3所示，是本發(fā)明提供的改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置實施例二的結(jié) 構(gòu)，它是在圖2所示的實施例一基礎(chǔ)上，將驅(qū)動器模塊輸出的多路時鐘信號(TCK1 TCKn)， 經(jīng)過一個匹配網(wǎng)絡(luò)對每一路時鐘信號進行相應的匹配，由此進一步隔離了單個分支信號在 器件管腳上的反射對該分支信號的影響，從而極大程度地保證了信號的完整性。具體地，除了源端信號TMS和TRST的連接與實施例一相同外，將來自JTAG插座的 源端信號TCK引入到延時較小的驅(qū)動器模塊中第一驅(qū)動器(圖中未示)的單端輸入管腳， 該第一驅(qū)動器的多端輸出管腳TCKl TCKn連接到一匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件(圖中未 示)的一端，相應的匹配器件的另一端則連接到多個器件(1 η)對應的JTAG電路時鐘管 腳(TCK)。圖4是上述實施例二中匹配網(wǎng)絡(luò)的具體實施例，即通過電阻器件作為匹配網(wǎng)絡(luò)中 相應的匹配器件。也即將來自JTAG插座的源端信號TCK引到驅(qū)動器模塊中第一驅(qū)動器(圖 中未示)的單端輸入管腳，該第一驅(qū)動器的多端輸出管腳TCKl TCKn分別相應地連接到 匹配電阻(Rl 1 )的一端，匹配電阻的另一端則相應地連接到多個器件(1 η)對應的JTAG電路時鐘管腳(TCK)。匹配電阻(1 η)的阻值可通過仿真來確定。實際上，圖3中所示的匹配網(wǎng)絡(luò)也可以具體根據(jù)驅(qū)動輸出的時鐘信號TCKl TCKn 的特點，設(shè)計通過容性或感性器件實現(xiàn)，譬如由電容或電感組成匹配網(wǎng)絡(luò)?；蛘?，可通過阻 性器件、容性或感性器件中任意二種或三種的組合器件實現(xiàn)。本發(fā)明針對上述裝置實施例，還相應地提供了改善多器件JTAG鏈信號完整性的 方法實施例，包括將JTAG插座引出的各源端信號進行驅(qū)動，然后分別輸出給JTAG鏈上的多個器件 (1 η)相應的信號端。JTAG插座引出的源端信號包括時鐘信號(TCK)、模式選擇信號(TMS)；或者包括時 鐘信號(TCK)、模式選擇信號(TMS)以及復位信號(TRST)。該方法還包括將經(jīng)過驅(qū)動輸出的多分支時鐘信號(TCK1 TCKn)經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)相應的匹配處理 后，再輸出給JTAG鏈上的多個器件(1 η)相應的時鐘信號端。其中，匹配網(wǎng)絡(luò)根據(jù)多分支時鐘信號的特點設(shè)計為阻性器件、容性器件及感性器 件中的任意一種，或者是阻性、容性及感性器件中的任意二種或三種組合的器件。
權(quán)利要求
1.一種改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置，包括JTAG插座和串入JTAG鏈上分別含 JTAG電路的多個器件，其特征在于，還包括連接在所述JTAG插座和所述多個器件之間的驅(qū) 動器模塊，其中所述驅(qū)動器模塊，用于將所述JTAG插座引出的每一源端信號通過相應的驅(qū)動器驅(qū)動 后，輸出給所述多個器件相應的信號端。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述JTAG插座引出的源端信號，包括時鐘 信號和模式選擇信號；所述時鐘信號引入到所述驅(qū)動器模塊中第一驅(qū)動器的單端輸入管腳，該第一驅(qū)動器的 多端輸出管腳分別連接到所述多個器件對應的JTAG電路時鐘管腳；所述模式選擇信號引入到所述驅(qū)動器模塊中第二驅(qū)動器的輸入管腳，該第二驅(qū)動器的 多端輸出管腳分別連接到所述多個器件對應的JTAG電路模式選擇管腳。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述JTAG插座引出的源端信號，包括時鐘 信號、模式選擇信號以及復位信號；所述時鐘信號引入到所述驅(qū)動器模塊中第一驅(qū)動器的單端輸入管腳，該第一驅(qū)動器的 多端輸出管腳分別連接到所述多個器件對應的JTAG電路時鐘管腳；所述模式選擇信號引入到所述驅(qū)動器模塊中第二驅(qū)動器的輸入管腳，該第二驅(qū)動器的 多端輸出管腳分別連接到所述多個器件對應的JTAG電路模式選擇管腳；所述復位信號引入到所述驅(qū)動器模塊中第三驅(qū)動器的輸入管腳，該第三驅(qū)動器的多端 輸出管腳分別連接到所述多個器件對應的JTAG電路復位管腳。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，在所述驅(qū)動器模塊和所述多個器件之 間還連接有一匹配網(wǎng)絡(luò)，其中所述第一驅(qū)動器的多端輸出管腳分別通過所述匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件連接到所 述多個器件對應的JTAG電路時鐘管腳。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件是電阻 器件。
6.一種改善多器件JTAG鏈信號完整性的方法，涉及JTAG插座和串入JTAG鏈上的多個 器件，該方法包括將所述JTAG插座引出的每一源端信號通過相應的驅(qū)動器驅(qū)動，然后分別輸出到所述 JTAG鏈上的多個器件相應的信號端。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述JTAG插座引出的源端信號包括時鐘信號和模式選擇信號；或者包括時鐘信號、模 式選擇信號以及復位信號。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在將所述時鐘信號通過所述驅(qū)動器驅(qū)動 后輸出到所述多個器件相應的信號端之前，還包括將經(jīng)過驅(qū)動輸出的多分支時鐘信號經(jīng) 匹配網(wǎng)絡(luò)中相應的匹配器件進行匹配處理；輸出到所述多個器件相應的時鐘信號端的是經(jīng)過所述匹配處理的多分支時鐘信號。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述經(jīng)過驅(qū)動輸出的多分支時鐘信號的特點，將所述匹配網(wǎng)絡(luò)中的所述匹配器件 設(shè)計為電阻器件。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，通過仿真確定所述匹配器件的參數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改善多器件JTAG鏈信號完整性的裝置及方法，其中裝置包括JTAG插座和串入JTAG鏈上分別含JTAG電路的多個器件；此外，還包括連接在所述JTAG插座和所述多個器件之間的驅(qū)動器模塊；其中，驅(qū)動器模塊將JTAG插座引出的每一源端信號通過相應的驅(qū)動器驅(qū)動后，輸出給多個器件相應的信號端。本發(fā)明通過在信號源端增加驅(qū)動器模塊有效地避免了多器件分支帶來的信號衰減，同時隔離了各分支信號在器件管腳上的反射對其它分支信號的影響，極大程度地保證了信號的完整性，且鏈路上的信號完整性不受鏈路上器件數(shù)目的限制。
文檔編號G06F17/50GK102043879SQ201010526910
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者孫玉潔, 方磊 申請人:中興通訊股份有限公司