关于Xilinx FPGA JTAG菊花链下载时链路中的芯片数量.doc

《关于Xilinx FPGA JTAG菊花链下载时链路中的芯片数量.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、关于XilinxFPGAJTAG下载时菊花链路中的芯片数量当一个系统中含有多片（2片以上）XilinxFPGA、CPLD或PROM（FLASH）时，可采用单一JTAG口以菊花链（DaisyChain）形式将所有芯片串联起来实现下载编程，如下图所示。这样做有两个好处：（1）可以节省多个JTAG口所占用的PCB空间，特别适合空间有限的嵌入式系统，如小型工业摄像机等；（2）嵌入式系统处于封闭环境中，有时需要对系统中的FPGA程序进行在线或远程升级，必须将JTAG口引到机箱外，显然这种单JTAG口的菊花链结构是最佳选择。1、关于链路中的芯片数

2、量Xilinx的UG380：“Spartan-6FPGAConfigurationUserGuide”的第58页“JTAGSignalRouting”一节有如下描述：TheTCKandTMSsignalsgotoalldevicesinthechain;consequently,theirsignalqualityisimportant.Forexample,TCKshouldtransitionmonotonicallyatallreceiverstoensureproperJTAGfunctionalityandmustbepro

3、perlyterminated.ThequalityofTCKcanlimitthemaximumfrequencyforreliableJTAGconfiguration.Additionally,ifthechainislarge(threedevicesormore),TMSandTCKshouldbebufferedtoensurethattheyhavesufficientdrivestrengthatallreceivers,andthevoltageatlogicHighmustbecompatiblewithallde

4、vicesinthechain.由于TCK和TMS两个信号是连接到菊花链中的所有芯片，因此这两个信号的质量（完整性）非常重要！特别是时钟信号TCK，任何毛刺干扰和边沿抖动都会导致下载失败。当菊花链中的芯片（或设备）在3个以上时，TMS和TCK必须加缓冲器（如74LVC245），以增加其驱动能力，对于一些驱动能力差的国产下载器尤其重要。每个驱动门所在分支链路中的芯片（或设备）数量取决于缓冲器的驱动能力，一般74LVC245(8缓冲)的一个缓冲门可驱动3~4个负载（芯片）。在TCK的缓冲器输出端串接一个20~30Ω的电阻，设备端并接一个1

5、00~1000p的电容到地，可明显降低边沿抖动、减少毛刺干扰。TMS是一个模式选择开关信号，TCK是时钟脉冲信号，缺省频率为6MHz，当负载较多时，不加缓冲适当降低TCK的频率也可提高信号完整性。JTAG协议规定TCK下降沿输出TDI数据有效，并在TCK上升沿采集TDO数据，因此，在整个JTAG链中必须保证TDI至TDO的贯通延时（PropagationDelay）TCPD必须小于TCK的1/2周期TCLK/2，即△T=TCLK/2–TCPD>0。也就是说，在增加缓冲驱动的情况下，JTAG链路中的芯片总数与每个芯片的TDO延时TDOV

6、（FPGA为TTCKTDO）和TCK频率有关。在芯片总数确定以后，为保证△T>0，可以降低TCK的频率。下面举一个实例：假设一个封闭嵌入式系统中有三个模块（或电路板）：B1、B2、B3，其中B1、B2的JTAG分支都含1片XCF16PPROM、1片V5FPGA；B3的JTAG分支含1片XCF16PPROM、1片V5FPGA、1片S6FPGA外挂1片8MSPIFPASH。三个模块的TDI、TDO按B1→B2→B3顺序串接；外部接1个JTAG口，其TCK、TMS在母板上经3路缓冲驱动（74LVC1T45）分别至每个模块，TCK串接22Ω电

7、阻。整个JTAG链上串联7个芯片（不算SPI），其中3个XCF16P、3个V5、1个S6，总的TCPD=3×22+3×6+6.5=85.5ns。考虑到缓冲器和线路延时，TCPD>100ns，因此TCK频率取3MHz最合适，其TCLK/2=167ns。2、如何设置JTAG的TCK频率启动XilinxFPGA/PROM下载工具iMpact，点击“Output

8、CableSetup…”，下拉“TCKSpeed/BaudRate：”设置频率，缺省值为6MHz，如下图所示：3、补充：JTAG的拓扑比较诡异，尽管频率不高。 TMS、TCK是一主多

9、从并联的结构；TDI、TDO是一主一从串联的。 如果板上没有TMS、TCK的缓冲器，且布局布线不够好，TCK上的过冲会厉害， 只要过冲造成一个错误的边沿，JTAG就挂了。 解决办法就是降低TCK的频率，线上串小电阻，TC