[发明专利]一种JTAG数据捕获分析系统

说明书

一种JTAG数据捕获分析系统，包括JTAG通信信号采集子模块、通信信号分析与通信协议分析子模块、用户交互子模块。JTAG通信信号采集子模块通过ADC采集目标处理器和仿真器之间的JTAG通信信号。通信信号分析与通信协议分析子模块通过分析JTAG调试接口中各个信号的波形和更高层的通信数据，诊断目标处理器和仿真器之间存在的通信故障，确定通信双方之间的故障源。用户交互模块对错误的通信信号、失效的通信协议进行显示，并给出故障的诊断结果。本发明通过分析JTAG调试接口的通信协议诊断JTAG通信中的故障源，从而提高处理器的调试效率。

技术领域

本发明属于计算机系统调试技术领域，特别涉及一种JTAG数据捕获分析系统。

背景技术

计算机处理器一般通过JTAG调试/仿真和下载程序。处理器在FPGA验证阶段、样片测试阶段以及用户板级设计阶段，均需要仿真器和目标处理器之间通过JTAG建立正常通信，然后才能进行后续的硬件调试仿真以及程序下载等工作，如图1所示。JTAG通信电路的正常工作是处理器芯片后续调试的基础，而传统使用示波器等调试方式存在调试效率慢、对硬件工程师调试经验依赖度高等问题。

计算机处理器JTAG电路逻辑设计错误、仿真器信号失真、JTAG时钟频率过高、目标处理器板级电路设计错误均会导致JTAG无法正常通信，软硬件工程师往往需要花费大量时间分析寻找JTAG不能正常通信的原因，影响软硬件的调试效率。现有CPU仿真器一般假设目标板能够提供正常的JTAG通信信号，不会对上述原因引起的通信问题提供错误诊断功能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种处理器调试接口JTAG数据捕获分析系统，能够在JTAG通信信号层面和通信协议层面两个层面对JTAG通信进行故障诊断，帮助软硬件调试人员准确发现JTAG电路故障，提高调试效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种JTAG数据捕获分析系统，安装在目标处理器和仿真器之间，独立于目标处理器和仿真器，在外部对二者之间的JTAG通信信号进行采集，并基于采集的信号进行通信故障分析检测。

具体地，本发明的系统包括三个主要模块，如下：

JTAG通信信号采集子模块，连接JTAG调试接口的各个通信信号线，通过ADC采集目标处理器和仿真器之间的JTAG通信信号；

通信信号分析与通信协议分析子模块，通过分析JTAG调试接口中各个信号的波形和更高层的通信数据，诊断目标处理器和仿真器之间存在的通信故障，确定通信双方之间的故障源以及故障原因；

用户交互子模块，对错误的通信信号、失效的通信协议进行显示，并给出故障的诊断结果。

所述JTAG通信信号采集子模块为通信数据捕获电路，通过多路高速ADC采集JTAG调试接口电路的包括VREF、TMS、CLK、TDO、TDI、RST在内的信号。

所述通信信号分析与通信协议分析子模块对采集的信号进行实时处理，分析信号是否正常；如果存在异常，进行提示；其中分析参数包括：信号的幅值、信号的最大值、信号的最小值、信号的上升沿、信号的下降沿、信号的过冲振荡。

所述JTAG通信信号的参考电平为VREF信号，首先对VREF信号的纹波和均值进行采集，如果纹波过大或者均值浮动较大，则提示可能故障。

所述通信信号分析与通信协议分析子模块在信号层面和通信协议层面对JTAG通信进行分析，首先判断JTAG调试接口的通信信号是否正常，然后依据JTAG标准和协议进一步分析JTAG通信协议数据，诊断通信中目标处理器或者仿真器可能存在的故障。