關鍵詞:Trimedia DSP的JTAG接口 EPP模式的并行口 硬件仿真器
Trimedia集成電路是Philips公司新近推出的針對多媒體應用的一種高性能DSP。它能夠進行高質量的視頻和音頻處理,可以通過在線調試工具——JTAG來開發(fā)Trimedia DSP的各種資源和調試各種應用程序。為了能夠滿足研發(fā)、生產上對系統(tǒng)編程及工程上對現場調試的需要,開發(fā)了使用方便、成本低的仿真器。
1 仿真器硬件電路組成
圖1為系統(tǒng)的組成框圖。整個仿真器的功能可以由1片可編程邏輯器件來完成。圖1中有兩個接口:一個與Trimedia DSP的JTAG接口相連,另一個連接到計算機的并行接口。
之所以采用計算機的增強型并行接口,是因為現在一般的計算機都有如下幾種端口:串行接口、并行接口、USB接口。串行接口速度不高,無法滿足JTAG仿真器快速下載的要求;普通的并行接口,數據傳輸速率限制在50~150kbps,也無法滿足JTAG仿真器快速下載的要求;USB接口是種快速的計算機接口,最高速率可以達到12Mbps,但由于該接口速度是在數據以塊方式傳輸時實現的,無法滿足快速讀寫轉換的要求,所以,也無法達到我們要求的數據傳輸速率。而且一般的PC上都安裝了具有EPP和ECP功能的I/O控制器,在EPP模式下,可以只用1個IN或OUT指令來向I/O控制器傳輸1個字節(jié)的數據,然后I/O控制器將會處理握手信號并產生選通信號。顯然,在這種機器上的數據傳輸速度受到指令執(zhí)行速率的限制。通常在同時代的機器上很容易獲得1~1.75Mbps的數據傳輸速率。可見,增強型并行接口能夠滿足我們的需求,而且用EPP模式的并行接口進行開發(fā)的難度較小。
圖1 系統(tǒng)的組成框圖
圖2為仿真器硬件線路圖。
TCK:測試時鐘,為TAP的控制器和寄存器提供測試參考時鐘,在TCK的同步作用下通過TDI和TDO引腳串行移入或同數據及指令。
TMS:模式輸入信號,在TCK的上升沿時刻TMS的狀態(tài)決定了TAP控制器即將進入的工作狀態(tài)。
TDI:指令和數據寄存器的串行輸入端,TAP的控制器的當前狀態(tài)以及保存在指令寄存器的具體指令,決定了對于一個特定的操作由TDI裝入哪個寄存器。在TCK的上升沿時刻,TDI引腳的數據被采樣,結果送到JTAG寄存器中。
TDO:和TDI具有相同操作模式,只是在TCK的下降沿處改變狀態(tài)。
TAP:測試訪問端口。
從圖2中知道,仿真器的設計主要是可編程邏輯器件CPLD的設計,它將8位并行數據和串行數據進行相互轉換。也就是說,在JTAG端CPLD將產生TDI和TDO串行發(fā)送和接收時序,實現仿真器和Trimedia DSP芯片JTAG控制器的相互通信。在編程中可設置發(fā)送(TDI)和接收(TDO)的8位數據寄存器,接收TMS的8位數據寄存器,4位(十六進制)計數器。發(fā)送和接收數據都以字節(jié)方式進行,不足8位數據的用0補齊。
data_reg和addr_reg分別表示發(fā)送的8位數據和指令寄存器,data_flag表示數據是否發(fā)送或接收完畢,data_tms_counter為串行發(fā)送數據時的計數器,oscnm為外接的TCK時鐘。NDatastb、nWrite、nAddrstb、nReset為EPP模式的并行接口控制信號,data為并行口的D0~D7數據總線,tmsjtag、tdijtag為連接到TAP控制器的TMS、TDI引腳線。
下面為數據和指令寫入相應的寄存器的VHDL例程:
data_instruction_write:process(nDatastb,nWrite)
Begin
if(nDatastb'event and nDatastb='1')then
if(nWrite='1')then
data_reg<=data;
else
data_reg<=data_reg;
end if;
end if;
End process;
tms_write:process(nAddrstb,nWrite)
Begin
if(nAddrstb'event and nAddrstb='1')then
if(nWrite='1')then
addr_reg<=data;
else
addr_reg<=addr_reg;
end if;
end if;
End process;
下面為發(fā)送數據的VHDL例程:(由于接收例程類似發(fā)送例程,故省略。)
tms_tdi_write:process(data_flag,oscnm_true)
Begin
if(oscnm_true'event and oscnm_true='1')then
if(nreset='1')then
tmsjtag<=';
end if;
if(data_flag='1')then
if(data_tms_counter="0001")then
tmsjtag<=addr_reg(0);
tdijtag<data_reg(0);
elsif(data_tms_counter="0010")then
tmsjtag<=addr_reg(1);
tdijtag<=data_reg(1);
elsif(data_tms_counter="0011")then
tmsjtag<=addr_reg(2);
tdijtag<=data_reg(2);
elsif(data_tms_counter="0100")then
tmsjtag<=addr_reg(3);
tdijtag<=data_reg(3);
elsif(data_tms_counter="0101")then
tmsjtag<=addr_reg(4);
tdijtag<=data_reg(4);
elsif(data_tms_counter="0110")then
tmsjtag<=addr_reg(5);
tdijtag<=data_reg(5);
elsif(data_tms_counter="0111")then
tmsjtag<=addr_reg(6);
tdijtag<=data_reg(6);
elsif(data_tms_counter="1000")then
tmsjtag<=addr_reg(7);
tdijtag<=data_reg(7);
end if;
end if;
end if;
End process;
圖3 仿真器的DLL
2 EPP接口控制軟件
仿真器在Windows98操作系統(tǒng)中的DLL(動態(tài)連接庫)如圖3所示。圖3中TriMedia Turbo JTAG仿真板和Corelis ISA 100f JTAG仿真板是第三方廠商提供的仿真板,而Other JTAG Board就是要自行設計的仿真板。選擇何種仿真板,用戶在使用調試軟件時,可自行選擇。自行開發(fā)的仿真板需要有相應的動態(tài)鏈接庫和驅動程序,它們需要命名如下:newjtagboard.dll和newjtagboard.vxd。在Windows98操作系統(tǒng)下,由于可以直接使用EPP端口操縱,所以在Windows98操作系統(tǒng)下不需要相應的低層驅動——newjtagboard.vxd文件。在newjtagboard.dll中至少包含以下4個函數:
void tmJtagReset(long pindx/*Processor index*/) ;對DSP芯片進行復位
void tmJtagInitBoard(long pindx,unsigned short base) ;對DSP芯片的TAP控制器進行初始化
void tmJtagScanInstructionRegister(long pindx,unsigned long bus_no,unsigned char *out_buf,unsigned long length,unsigned void tmJtagScanDataRegister(long pindx,unsigned long bus_no,unsigned char *out_buf,unsigned long length,unsigned char *in_buf) ;傳送給數據寄存器DR數據的函數
采用EPP端口的0x37BH和0x37CH地址,分別產生互鎖的地址讀或寫周期和互鎖的數據讀或寫周期。DLL通過EPP模式端口查詢nwait信號,以確定nWrite信號,進行發(fā)送或接收并行8位數據。用nDatastb引腳鎖定data數據(數據寄存器DR內數據)和Instruction指令(指令寄存器IR內數據),用nAddrstb引腳鎖定TMS數據,以實現數據寄存器DR和指令寄存器IR的切換。Data數據放在32位的數據寄存器DR中,Instruction指令放在5位指令寄存器IR中。芯片提供的JTAG指令包括:
RESET(10000)對設備進行復位;
SEL_DATA_IN(10001)選擇數據輸入寄存器;
SEL_DATA_OUT(10010)選擇數據輸出寄存器;
SEL_IFULL_IN(10011)選擇輸入數據滿的標志寄存器;
SEL_IFULL_OUT(10100)選擇輸出數據滿的標志寄存器;
SEL_JTAG_CTRL(10101)選擇控制寄存器;
MACRO(11110)硬件測試模式的選擇。
括號中的內容是指令的操作碼,它們通過TDI引腳串行地移入指令寄存器IR。DLL被上層應用程序調用,進行Data數據和Instruction指令的傳送;同時,DLL會發(fā)送相應的TMS數據。
結語
Trimedia DSP芯片的廣泛應用,開發(fā)出了使用方便、成本低的仿真器,對于減少產品的研發(fā)和生產周期,保證產品的順利上市是非常有利的。