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Trimedia DSP芯片JTAG接口的仿真器設計
摘要：提出Trimedia DSP芯片硬件仿真器的硬件電路組成和接口軟件設計；介紹JTAG接口的標準、工作原理及在芯片中的實現。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Trimedia DSP的各種資源和調試各種應用程序。為了能夠滿足研發、生產上對系統編程及工程上對現場調試的需要，開發了使用方便、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的難度較小。
圖1 系統的組成框圖
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的狀態決定了TAP控制器即將進入的工作狀態。
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。
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。發送和接收數據都以字節方式進行，不足8位數據的用0補齊。
data_reg和addr_reg分別表示發送的8位數據和指令寄存器，data_flag表示數據是否發送或接收完畢，data_tms_counter為串行發送數據時的計數器，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
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