FPGA的虛擬JTAG技術對并口FLASH快速編程

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(諾基亞上海貝爾股份有限公司，杭州 310053)

引 言

聯合測試行動小組(Joint Test Action Group, JTAG) 邊界掃描(Boundary Scan) 是IEEE1149.1標準，其接口在大量的數字芯片中集成，方便調試和編程。集成電路板上一般將各個芯片的JTAG接口串接起來形成菊花鏈，這樣可以通過JTAG工具進行統一的自動化操作。FLASH存儲芯片往往掛載在具有JTAG接口的芯片的總線上，這樣在工廠進行大規模生產時，可以通過JTAG鏈對FLASH芯片進行編程。

1 JTAG接口簡介

JTAG接口一般有4個信號，分別為測試數據輸入(TDI)、測試數據輸出(TDO)、測試時鐘(TCK)、測試模式選擇(TMS)，測試復位信號(TRST)是可選的。TMS、TCK連入芯片內部的測試接入端口(TAP)，TDI串接到芯片引腳的邊界掃描單元(BS)上，這些單元串接后通過TDO連出芯片。TAP控制器在TCK觸發下通過一系列的TMS信號進行狀態機的改變，這些狀態包括：Capture DR(得到當前數據寄存器的內容)，Shift DR(對數據寄存器進行數據移位，從TDI移入，TDO移出)，Update DR(更新當前數據寄存器的內容)，Capture IR(得到當前數據指令寄存器的內容)，Shift IR(對指令寄存器進行數據移位，從TDI移入、TDO移出)，Update IR(更新當前指令寄存器的內容)。

IR和DR一起進行邊界掃描單元的控制，比如當IR是全1時，一般對應的功能是測試數據直通輸出(通過1比特的移位寄存器Bypass Register)。還可以控制引腳數據是從內部邏輯得到還是掃描單元得到，掃描單元的數據是從引腳輸入還是輸出到引腳上，從而實現特定的JTAG動作(如圖1所示)。

圖1 TAP控制器原理框圖

2 FLASH器件的編程

集成電路板上的FLASH器件一般掛載在具有JTAG接口的芯片上，在批量生產中往往需要通過JTAG燒寫一個小的引導程序或數據文件，大小從幾十KB到幾MB不等。……