0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

IEEE 1149.7扩展和改进JTAG

星星科技指导员 来源:嵌入式计算设计 作者:Stephen Lau 2022-07-04 11:52 次阅读

IEEE 1149.1 标准于 1990 年被采用。基于联合测试行动小组 (JTAG) 的工作,它提供了从一个 IC 焊盘到另一个 IC 焊盘的引脚视图,以帮助测试工程师定位和发现有故障的 PC 板。1994 年增加了边界扫描描述语言的描述。

随着芯片功能的增加和设计从 PC 板转向多芯片模块和堆叠芯片封装,复杂性出现了。这些困难包括处理片上系统 (SoC) 设备的引脚数要求和多个测试访问端口 (TAP) 控制器、测试多芯片模块和堆叠芯片配置、提高调试性能以及改进测试和调试逻辑断电低功率条件。

移动行业处理器接口联盟和 NEXUS 5001 论坛等组织接受了挑战,以解决其行业特有的问题。他们的工作为 IEEE 1149.7 标准奠定了基础,该标准有望在明年初获得批准。

增加测试系统功能

新的 IEEE 1149.7 标准并没有取代 IEEE 1149.1,而是通过减少使用的引脚数量来扩展其功能。这提供了有利于堆叠裸片和多芯片模块配置的新扫描拓扑,并提供高级功能以帮助进行软件调试。

IEEE 1149.7 目标

与现有的 IEEE 1149.1 系统兼容

使用更少的引脚操作

使用相同的引脚提供后台仪表功能

提供 TAP 电源管理机制

用于调试半导体错误/缺陷的保留网关

提高选定调试用例的性能

保留对半导体 IP、软件 IP 以及现有调试和测试工具的投资

为其他调试引脚协议提供框架以访问引脚

IEEE 1149.7 标准具有两组功能:T0 到 T3 类,扩展 IEEE 1149.1 并启用新操作,以及 T4 和 T5 类,专注于高级双引脚操作。

T0 级

T0 类通过设置 IEEE 1149.7 设备以使其与 IEEE 1149.1 兼容,从而确保符合行业测试基础设施。这些技术包括使用 N 位 IR、1 位 DR 用于旁路指令、强制性 IDCODE(32 位路径)和行为如 IEEE 1149.1 规范中指定的强制性指令。启动测试逻辑复位后,所有多 TAP 设备必须符合强制性 IEEE 1149.1 指令行为,并对旁路指令执行 1 位 DR 扫描。

T1 级

T1 类实例化了一个对 IEEE 1149.1 设备透明的 IEEE 1149.7 标准的控制系统,为在 T1 到 T5 类中实现的高级功能提供了基础,而无需更改 IEEE 1149.1 状态机。除了创建控制系统外,该课程还解决了具有四种断电模式的功率敏感设备的需求。

关键创新是 IEEE 1149.1 兼容的 TAP 状态序列和移位状态监视的组合,它创建了一个 IEEE 1149.7 控制系统,该系统利用旁路或 IDCODE 指令以及一系列称为零位 DR 扫描的 IEEE 1149.1 兼容序列( ZBS),如图 1 所示。

图1

poYBAGLCZVmAOIW2AAETjxlJEV4718.png

从零开始,ZBS 计数随着 ZBS 的每次连续出现而递增,而不会遇到 Shift-DR TAP 控制器 (TAPC) 状态。当包含 Shift-DR 的 DR 扫描发生并且 ZBS 计数大于零时,ZBS 计数被锁定,激活相应的控制级别(如表 1 所示)。

表格1

poYBAGLCZWGAHjHJAADTMLFubnI299.png

命令通常是 10 位值,由两个连续的 DR 扫描组成,同时控制器锁定在控制级别 2。命令部分 1 (CP1) 提供 5 位操作码,命令部分 2 (CP2) 提供立即操作数,这是命令的低 5 位。该命令指定的功能在 CP2 完成时执行。

可以通过在 CP1 和 CP2 之后附加第三个 DR 扫描(控制寄存器或 CR 扫描)并传输数据值来创建三部分命令。这三个三部分命令中的每一个都有一个特殊的用途。

T2 级

为了让参与测试高芯片数应用的工程师获得更高的性能,T2 类提供了一种缩短扫描链的芯片级旁路机制和另一种提供热连接能力的机制。T2 类添加了三种扫描格式来实现这些新功能:

JSCAN0:提供符合 IEEE 1149.1 的操作。

JSCAN1:提供热连接和断开保护。上电时,旁路可以是默认设置(JSCAN1 格式)。这可以保护 TAP 免受虚假信号的影响,并防止热连接期间的内核损坏。

JSCAN2:实施旁路以提高串联设备的性能。该机制还起到防火墙的作用,只有在启动预定序列后才能访问芯片 TAP。这种安全措施确保一旦运行的通电目标具有稳定的电气连接,只有调试测试控制器才能访问系统。

T3 级

虽然包括使用星形拓扑进行边界扫描测试的规定,但 IEEE 1149.1 并未提供足够的细节来使这种测试模式可行。IEEE 1149.7 中包含了一种新的扫描格式“Äì JSCAN3”,以纠正这一遗漏。用于指定扫描格式的只写寄存器和星型配置的设备地址分配也已添加到新标准中。

IEEE 1149.7 支持串联和星型拓扑,后者更适合测试堆叠芯片配置。由于调试连接的位置是一致的,因此星型拓扑对于堆叠管芯配置是可取的。图 2a 显示了串联扫描拓扑,图 2b 显示了 Star-4 或 Wide Star 配置。

图 2

pYYBAGLCZWeAIWvNAACfeChgGjc805.png

IEEE 1149.7 通过在一组选定的支持 IEEE 1149.7 的 TAP 控制器中使用 Capture-xR 和 Update-zR TAPC 状态使所有操作看起来是系列扫描,从而保持与 IEEE 1149.1 标准的兼容性。要在这种模式下运行,必须为星型配置的芯片分配控制器标识 (CID) 编号。使用迭代仲裁系统分配 CID,并使用控制级别 2 执行操作。

T4 级

为了解决 SoC 器件中引脚数量不断增加的问题,T4 类增加了扫描格式以支持使用两个引脚而不是四个引脚的事务,从而减少了芯片封装所需的总引脚数。这也有助于堆叠裸片配置,因为非常希望在堆叠裸片时具有尽可能少的连接器数量。

双引脚操作的关键是消除原始数据线并通过测试模式选择 (TMS) 线发送双向串行数据,该线更名为 TMS 计数器 (TMSC)。为实现此功能,使用了 T3 类的无缝星形配置,这次没有测试数据输入 (TDI) 和测试数据输出 (TDO)。这是图 3 中所示的 Star-2 配置。

图 3

pYYBAGLCZW2ATWI_AADO5cENsr0561.png

除了减少引脚数之外,T4 类还定义了优化的下载特定扫描模式,其中只下载有用的信息。为了提高引脚操作性能,时钟频率也可以加倍。这些功能与优化的事务相结合不会导致性能损失,而是在某些情况下提高了性能。

T5 级

T5 类功能主要有利于利用 JTAG 进行调试的软件设计人员。此类使测试端口能够同时执行调试和仪表操作(数据在空闲时间传输),这减少了专用于仪表的引脚数量,并使自定义协议能够使用引脚,这是许多供应商在非标准中提供的功能方法。T5 类标准化了访问引脚的过程。

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 处理器
    +关注

    关注

    68

    文章

    18026

    浏览量

    221546
  • 芯片
    +关注

    关注

    445

    文章

    47476

    浏览量

    407885
  • JTAG
    +关注

    关注

    6

    文章

    380

    浏览量

    71103
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    JTAG经典问题解析

    请问,JTAG有5个端口,为什么Trst是可选的复位端口?
    的头像 发表于 12-27 10:30 248次阅读
    <b class='flag-5'>JTAG</b>经典问题解析

    【技术专栏】泰凌微电子JTAG工具使用教程(一)

    Group”的缩写,是一种硬件调试和测试技术,常被用于在集成电路中诊断和调试问题。JTAG的正式名称为IEEE 1149.1标准,是一种通过扫描链(scan chain)实现的测试方法,该方法可以在不破坏芯片的情况下,对集成电路进行测试和调试。
    的头像 发表于 12-20 10:00 514次阅读
    【技术专栏】泰凌微电子<b class='flag-5'>JTAG</b>工具使用教程(一)

    jtag接口和swd接口区别

    jtag接口和swd接口区别 JTAG (Joint Test Action Group) 接口和 SWD (Serial Wire Debug) 接口是两种用于调试和烧录嵌入式设备的常见接口。虽然
    的头像 发表于 12-07 15:29 3034次阅读

    JTAG如何工作?是谁动了我的JTAG口?

    在FPGA研发及学习过程中,有一个关键步骤就是 下板实现 ,做硬件“硬现”很重要,一般来说用JTAG口比较常见一些,因此,相信肯定有些大侠遇到过JTAG口失灵或者损坏无法使用的事情。 最近我就遇到
    的头像 发表于 12-04 07:40 589次阅读
    <b class='flag-5'>JTAG</b>如何工作?是谁动了我的<b class='flag-5'>JTAG</b>口?

    JTAG仿真器接口设计

    电子发烧友网站提供《JTAG仿真器接口设计.pdf》资料免费下载
    发表于 11-27 10:05 0次下载
    <b class='flag-5'>JTAG</b>仿真器接口设计

    JTAG在FLASH烧录中的“江湖”

    首先,我们来看看JTAG烧录FLASH的层次结构
    的头像 发表于 10-19 11:35 693次阅读
    <b class='flag-5'>JTAG</b>在FLASH烧录中的“江湖”

    什么是边界扫描?JTAG边界扫描测试方案介绍

    提到边界扫描,就不得不提JTAG,因为边界扫描是JTAG接口的功能之一。
    发表于 09-22 14:12 1543次阅读
    什么是边界扫描?<b class='flag-5'>JTAG</b>边界扫描测试方案介绍

    异步电机的改进型电压模型磁链观测器介绍

    导读:本期文章主要介绍异步电机的改进型电压模型磁链观测器。传统纯积分形式的积分器在低速区域存在初始值问题和直流偏置问题,所以在实际应用中必须对电压模型进行改进。本期文章中的对电压模型改进是借鉴一篇
    的头像 发表于 08-19 16:00 630次阅读
    异步电机的<b class='flag-5'>改进</b>型电压模型磁链观测器介绍

    移植到FPGA上只有一个JTAG接口,进行MCU调试是采用其他扩展引脚定位为MCU的JTAG调试?

    移植到FPGA上,只有一个JTAG接口。再进行MCU调试的话,是采用其他扩展引脚定位为MCU的JTAG调试?还是使用FPGA的uart串口接口了?
    发表于 08-11 13:41

    IEEE 1149.1 JTAG测试访问端口复位要求应用说明

    电子发烧友网站提供《IEEE 1149.1 JTAG测试访问端口复位要求应用说明.pdf》资料免费下载
    发表于 07-26 15:45 0次下载
    <b class='flag-5'>IEEE</b> 1149.1 <b class='flag-5'>JTAG</b>测试访问端口复位要求应用说明

    XJTAG边界扫描—JTAG链调试器

    JTAG链调试器(JTAG Chain Debugger),随XJTAG的安装包一起安装,是一个功能强大的工具,旨在帮助您解决JTAG链的问题。
    发表于 07-19 14:41 324次阅读
    XJTAG边界扫描—<b class='flag-5'>JTAG</b>链调试器

    Versal:JTAG TDO

    本文则着重探讨 JTAG TDO 用例
    的头像 发表于 07-07 14:14 436次阅读
    Versal:<b class='flag-5'>JTAG</b> TDO

    JTAG的基本原理

    1 、简介 JTAG的英文名称为Joint Test Action Group,中文名字叫做联合测试工作组,是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试及对系统进行
    的头像 发表于 06-14 09:15 7479次阅读
    <b class='flag-5'>JTAG</b>的基本原理

    关于JTAG口,你了解多少?

    在FPGA研发及学习过程中,有一个关键步骤就是下板实现,做硬件“硬现”很重要,一般来说用JTAG口比较常见一些,因此相信肯定有些大侠遇到过JTAG口失灵或者损坏无法使用的事情。最近我就遇到了这类事情
    的头像 发表于 06-07 12:35 1252次阅读
    关于<b class='flag-5'>JTAG</b>口,你了解多少?

    JTAG 连接器和接口

    尽管 JTAG 接口没有一种标准接头,但制造商之间已或多或少地标准化了几种接头类型。其中包括ARM JTAG 20、ARM JTAG 14、TI JTAG 14、STMicroelec
    的头像 发表于 06-06 10:18 2804次阅读
    <b class='flag-5'>JTAG</b> 连接器和接口