滿(mǎn)足嵌入式系統電路特性測試需求的JTAG技術(shù)

在這一階段出現了一種新的JTAG總線(xiàn)應用-在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中都能利用JTAG接入功能。例如，可以將整個(gè)電路板級的矢量圖 (vector image)存檔，以便在需要現場(chǎng)服務(wù)時(shí)，對板卡重新編程或調試。同樣的接入功能還可以用于現場(chǎng)FPGA固件升級，或用于診斷一個(gè)FRU(現場(chǎng)可替換單 元)中的問(wèn)題。返回廠(chǎng)家進(jìn)行故障分析的設備也可以利用同一組矢量圖(以及廠(chǎng)家或開(kāi)發(fā)測試站)來(lái)對問(wèn)題進(jìn)行隔離。

如果說(shuō)這一代JTAG應用有什么缺點(diǎn)，那就是開(kāi)發(fā)團隊通常還抱著(zhù)單一板卡的心態(tài)。這是一種常有的心態(tài)，認為設計團隊的責任只局限于其設計的板卡及其接口。然而，如果不能向第三代JTAG發(fā)展，那么這種JTAG應用就出現了瓶頸，限制了使用JTAG實(shí)現多板卡的能力。

第三代JTAG應用

當能夠對一個(gè)背板上的多板卡系統級使用到JTAG的特性時(shí)，就實(shí)現了下一代JTAG接入。在這種環(huán)境下，仍然能夠單獨實(shí)現單板卡級JTAG功能，而且 還可以利用到板卡間的功能。這一代JTAG應用不 但促進(jìn)了單板卡上不同規則的設計團隊相互合作，也促進(jìn)了整個(gè)系統下不同板卡設計團隊之間的合作。如果在上一代JTAG應用中采用了一個(gè)JTAG多路器，那 么這個(gè)多路器支持多支路(multi-drop)接入。采用一種尋址方案，可以將串行JTAG總線(xiàn)用于多支路配置，提供對多板卡的支持。而一旦JTAG能 夠接入一塊背板上的多個(gè)板卡，就能實(shí)現系統級的配置或編程(例如，JTAG可以并行接入多塊板卡)。

如果驅動(dòng)器/接收器對允許進(jìn)行JTAG可接入的全速BIST(內建自測)，也能測試板卡之間的背板互連，或者可以驗證板卡之間的高速 LVDS串行鏈接，那么就能對板卡間背板互連的完整性進(jìn)行測試，或者驗證板卡間的高速LVDS串行連接?；蜻@些高速互連都是電容性耦合，并且驅動(dòng)器/接收 器支持，則可以進(jìn)行IEEE 1149.6測試。

利用與第二代同樣的設備-一個(gè)基于PC的JTAG站，就能使用所有這些JTAG功能。這個(gè)基于PC的JTAG站用作JTAG主控設備，通過(guò)一組單獨的線(xiàn)路連接到背板上的JTAG接頭。這個(gè)主控設備負責驅動(dòng)測試矢量，并管理整個(gè)背板上的器件接入JTAG功能。

第三代JTAG應用中添加的一項最有意思的新功能，在系統運行時(shí)，通過(guò)這個(gè)邊帶(sideband)JTAG通道可以訪(fǎng)問(wèn)整個(gè)系統。具備了這一功能，這使得很多系統級功能得以實(shí)現，例如在線(xiàn)“健康”狀況監測、故障預測、故障檢測、故障插入(用于故障轉移測試或冗余度測試)以及診斷。

第四代JTAG應用

當測試矢量的傳送和管理發(fā)生在系統內部時(shí)，對JTAG的應用就達到了最高級別，即第四代。第四代JTAG應用采用了一個(gè)板載JTAG主控制器來(lái)驅動(dòng)背板JTAG總線(xiàn)。同時(shí)，還利用板載存儲器存儲測試矢量，并利用一個(gè)微處理器驅動(dòng)JTAG主控制器。多板卡系統級主控制器可以位于一塊單獨的板卡上的，也可以在每塊板卡上設置一個(gè)主控制器以增強控制性能。

到了第四代，所有前面幾代JTAG應用的 功能都能通過(guò)遠程方式實(shí)現，包括編程、配置、互連測試以及診斷，從而極大降低了現場(chǎng)服務(wù)與支持所需的成本。當需要升級一個(gè)現場(chǎng)系統的固件時(shí)，直接將新的配 置文件下載到JTAG主控制器上，再由JTAG主控制器通過(guò)背板JTAG總線(xiàn)將其發(fā)給目標器件即可。當然，在生產(chǎn)時(shí)只要將主控制器禁用，那么仍可使用基于 PC的JTAG接入站，這又進(jìn)一步增強了靈活性，也在所有集成度上提供了最多的接入選擇。

JTAG接入可以通過(guò)外部或內部啟動(dòng)，也可以由某些系統事件啟動(dòng)，例如系統上電或電源復位。

本文小結

迄今為止，JTAG應用與 集成中存在的最大障礙，就是如何讓人們認識到需要一種基于多個(gè)開(kāi)發(fā)規則的策略，并使管理者相信這種策略能夠帶來(lái)經(jīng)濟效益。一旦跨出了這一步，并且采用了 ATPG支持和JTAG復用器件，那么就更容易一步步或一代代地循序漸進(jìn)評估或實(shí)現新的JTAG功能。而且，如果開(kāi)發(fā)團隊能夠基于先前應用JTAG的經(jīng) 驗，就能更好地發(fā)揮JTAG總線(xiàn)的功用。

增大JTAG結構的復雜性并不一定會(huì )成為系統的負擔，恰恰相反，這樣才能完全地發(fā)揮JTAG作為一個(gè)受到廣泛支持的，對現代復雜電子系統進(jìn)行系統級測試、編程、配置和的健康狀態(tài)監控的工業(yè)標準方法的全部?jì)r(jià)值。