作者：中國科學院聲學研究所（100084） 何希順 清華大學自動化系（100084） 張 躍 何榮森 來源：《電子技術應用》

摘要：分析發嵌入式系統開發中常用的三種芯片編程方法，介紹了jtag接口的標準，工作原理及在芯片中的實現，根據jtag接口所提供的邊界掃描功能 ，通過pc機并行接口模擬jtag接口的時序，實現了使用目標系統中微處理器的jtag接口對系統程序存儲器flash的編程。 關鍵詞：嵌入式系統jtag（joint test action group）聯合測試行為組織 編程器strongarm手持設備 隨著手持式電子設備的迅猛發展，手機，pda、掌上電腦，電子書和數碼相機等正在快步走進人們的日常生活，這一類電子產品同屬于嵌入式系統的范疇，都是以高性能的微機處理器為核心擴展相應的應用程序，實現電子設備的各種功能。由于是手持設備，因而要求體積小、重量輕，耗電少，這些特點決定了設備內部的印刷板的尺寸比常規的電子設備小的多，而且元器件密度大，雙面貼裝。這給設計人員帶來了若干問題，如操作系統代碼和應用程序的寫入，板上芯片的測試等。本文作者結合實際工作，就嵌入式系統中如何通過jtag接口進行flash芯片編程作了探討。 1 幾種常用字芯片編程方法 在嵌入式系統開發和產品生產過程中，對系統程序存儲器編程主要使用三種編程方法，通過編程器編程、使用板上編程器編程和在系統編程。 1.1 通過編程器編程 這是在prom、eprom、pql等芯片游行時常用的編程方法。即在可編程芯片焊裝到電路板之前，使用專門的編程器對芯片進行代碼或數據的寫入，然后將已編程的芯片安裝到電路板上。 使用編程器編程特別適用于dip封裝的芯片。如是是其它類型的封裝，則必須使用相應的適配器。這種方法的缺點滴是零要手工進行待編程芯片的插入，鎖定等工作，容易造成芯片的方向錯誤、引腳錯位等，導致編程效率降低。 1.2 使用板上編程器編程 （obp） 這種方法是在電路板上所有的芯片都已經焊接完畢后，再對電路板上的可編程芯片進行編程。通過專用電纜將電路板與外部計算機連接，由于計算機的應用程序進行板上可編程芯片的代碼或數據寫入。芯片擦除編程所需用的電源、控制信號、地址、數據和相關的命令都由板外的編程控制器提供，在進行板上編程時，需要通過專門的輔助電路關斷目標板上cpu的電源或將其外部接口信號設置為高阻狀態，以免與編程時的地址、數據和控制信號發生沖突。 在板上編程可以克服芯片引腳錯位，方向插反等問題，避免燒毀芯片，編程錯誤，保證了芯片編程的高成功率和可靠性。另一個優點就是及時軟件升級，可以做到在產品出廠之時系統使用最新版本的固化軟件。這對于日新月異的手持電子設備而言是必須的。 這種方法的缺點是需要在電路板上設計編程用的接口、隔離等輔助電路，在編程時通過跳線或fet開關時進編程與正常工作的狀態轉換。這樣會增加每個電路板芯片的數量，造成產品成本的增加。 1.3 在系統編程（isp、isw） 這種方法直接利用系統中帶有jtag接口的器件，如cpu、cpld、fpga等，執行對系統程序存儲芯片的內容和擦除和編程操作。一般而言，高檔的微處理器都帶有jtag接口，系統程存儲器的數據總線，地址總線和控制接口直接接在微處理器上。編程時，使用pc機內插卡或并行的接口通過專用電纜將系統電路板與pc機聯系起來，在pc機上運行相關的程序，將編程數據及控制信號傳送到jtag接口的芯片上，利用相應的指令從微處理器的引腳按照flash芯片的編程時序輸出到flash存儲器。 這種編程方法的條件是系統中必須存在帶有jtag接口或與之兼容的芯片如微處理器。優點是系統板上不需要增加其它于編程有關的輔助