作者：中国科学院声学研究所（100084） 何希顺 清华大学自动化系（100084） 张 跃 何荣森 来源：《电子技术应用》

摘要：分析发嵌入式系统开发中常用的三种芯片编程方法，介绍了jtag接口的标准，工作原理及在芯片中的实现，根据jtag接口所提供的边界扫描功能 ，通过pc机并行接口模拟jtag接口的时序，实现了使用目标系统中微处理器的jtag接口对系统程序存储器flash的编程。 关键词：嵌入式系统jtag（joint test action group）联合测试行为组织 编程器strongarm手持设备 随着手持式电子设备的迅猛发展，手机，pda、掌上电脑，电子书和数码相机等正在快步走进人们的日常生活，这一类电子产品同属于嵌入式系统的范畴，都是以高性能的微机处理器为核心扩展相应的应用程序，实现电子设备的各种功能。由于是手持设备，因而要求体积小、重量轻，耗电少，这些特点决定了设备内部的印刷板的尺寸比常规的电子设备小的多，而且元器件密度大，双面贴装。这给设计人员带来了若干问题，如操作系统代码和应用程序的写入，板上芯片的测试等。本文作者结合实际工作，就嵌入式系统中如何通过jtag接口进行flash芯片编程作了探讨。 1 几种常用字芯片编程方法 在嵌入式系统开发和产品生产过程中，对系统程序存储器编程主要使用三种编程方法，通过编程器编程、使用板上编程器编程和在系统编程。 1.1 通过编程器编程 这是在prom、eprom、pql等芯片游行时常用的编程方法。即在可编程芯片焊装到电路板之前，使用专门的编程器对芯片进行代码或数据的写入，然后将已编程的芯片安装到电路板上。 使用编程器编程特别适用于dip封装的芯片。如是是其它类型的封装，则必须使用相应的适配器。这种方法的缺点滴是零要手工进行待编程芯片的插入，锁定等工作，容易造成芯片的方向错误、引脚错位等，导致编程效率降低。 1.2 使用板上编程器编程 （obp） 这种方法是在电路板上所有的芯片都已经焊接完毕后，再对电路板上的可编程芯片进行编程。通过专用电缆将电路板与外部计算机连接，由于计算机的应用程序进行板上可编程芯片的代码或数据写入。芯片擦除编程所需用的电源、控制信号、地址、数据和相关的命令都由板外的编程控制器提供，在进行板上编程时，需要通过专门的辅助电路关断目标板上cpu的电源或将其外部接口信号设置为高阻状态，以免与编程时的地址、数据和控制信号发生冲突。 在板上编程可以克服芯片引脚错位，方向插反等问题，避免烧毁芯片，编程错误，保证了芯片编程的高成功率和可靠性。另一个优点就是及时软件升级，可以做到在产品出厂之时系统使用最新版本的固化软件。这对于日新月异的手持电子设备而言是必须的。 这种方法的缺点是需要在电路板上设计编程用的接口、隔离等辅助电路，在编程时通过跳线或fet开关时进编程与正常工作的状态转换。这样会增加每个电路板芯片的数量，造成产品成本的增加。 1.3 在系统编程（isp、isw） 这种方法直接利用系统中带有jtag接口的器件，如cpu、cpld、fpga等，执行对系统程序存储芯片的内容和擦除和编程操作。一般而言，高档的微处理器都带有jtag接口，系统程存储器的数据总线，地址总线和控制接口直接接在微处理器上。编程时，使用pc机内插卡或并行的接口通过专用电缆将系统电路板与pc机联系起来，在pc机上运行相关的程序，将编程数据及控制信号传送到jtag接口的芯片上，利用相应的指令从微处理器的引脚按照flash芯片的编程时序输出到flash存储器。 这种编程方法的条件是系统中必须存在带有jtag接口或与之兼容的芯片如微处理器。优点是系统板上不需要增加其它于编程有关的辅助