專利名稱：用于片上系統的單線調試接口協議的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于片上系統(SOC)的單線調試接口協議，屬于大規模集成電路設計技術領域。
背景技術：
目前的片上系統普遍采用JTAG協議(國際標準IEEE 1149.1)作為微處理器內核的調試接口，實現JTAG協議需要占用5根信號線(TCK，TMS，TDI，TDO，TnRST)。這些附加的信號線增加了芯片制造和封裝的成本，尤其對于那些管腳數量較少的芯片來說，其對成本影響更加巨大。因此，很多低成本片上系統產品(如8位/16位微控制器)取消了調試接口。但是這又造成了芯片調試手段匱乏，從而增加了最終產品的開發難度。
發明內容
為了克服現有調試接口協議的缺點，本發明提出了一種新的單線調試接口協議，使用它可以完成主控器(調試器)和從控器(片內調試電路)之間的雙向通信，而僅需要一根信號線。
本發明的具體技術方案如下總線信號協議總線使用上拉電阻，在無信號時，狀態為高電平。
比特流在通過總線傳輸前，需要先經過編碼。
編碼時，首先采用比特填充算法。發送端當連續傳輸6個比特1時，必須插入1個比特0。接收端在接收到6個比特1時，自動丟棄緊接著的比特0。
采用非歸零倒置(Non-Return to Zero Inverted)算法對做過比特填充后的比特流進行編碼。如果傳輸比特為0，則總線上的信號倒置，即由低電平變高電平，或者由高電平變低電平；傳輸比特為1，則總線上的信號保持不變。比特填充算法所插入的0，實質上就是在總線上插入一個跳變信號。
總線上連續7個或7個以上周期為高電平，表示總線處于空閑。準備發送數據的一端必須等待總線空閑后，才可以發送數據。
總線上連續15個或15個以上周期為低電平，表示復位信號。從控器收到復位信號，應該完成復位操作。
圖1顯示了總線的電路結構包的組成包由同步字節，類型字節，數據字段和校驗字節組成。為了使包在單根通信線上傳輸，整個包必須經過串行化，對包內的每一個字節，先傳輸最低比特，最后傳輸最高比特。
同步字節固定為0x80，作為包開始的標志。
類型字節標識了包的類型，包括
數據字段是包的載體，對不同類型的包，有不同的含義。
對寫命令，數據字段就是主控器向從控器發送的數據。
對讀命名，數據字段為1個字節，表示最大允許的讀入字節數減1。
對數據包，數據字段就是從控器向主控器發送的數據。
對應答包，數據字段為1個字節，0x0表示寫命令成功完成，其它值保留。校驗字節用于包的正確性驗證。
所有包的最后字節都是校驗字節，它用于對類型字節和數據字段的校驗。采用循環冗余校驗(CRC)算法，多項式表示為X8+X5+X4+1CRC校驗器內的移位寄存器初始值為全1，當數據字段的最后一個字節通過校驗器后，移位寄存器的值就是校驗字節。
圖2顯示了各種包的結構。
校驗字節發送完畢后，發送端必須發送1個周期高電平，然后停止對總線的驅動，讓總線保持在高電平。
包傳遞協議從控器只有當主控器允許時(也就是收到主控器的寫命令或者讀命令后)，才可以驅動總線，發送數據。若從控器收到寫命令，則應該在總線上寫命令結束后的第8至15周期內開始發送應答包。若從控器收到讀命令，則應該在總線上讀命令結束后的第8至15周期內開始發送數據包。從控器應該按照讀命令指定的字節數發送數據包，如果數據不夠，可以只發送較少的數據，提前結束數據包。
主控器需要向從控器發送信息時，先檢測總線狀態，若總線連續7周期為高電平，則說明總線空閑，可以發送讀寫命令。寫命令發送完成后，若在15個周期內收到低電平(應答包的開始)，則說明寫命令被從控器成功接收，若15個周期內總線上沒有低電平出現，則表示寫命令失敗。讀命令發送完成后，若在15個周期內總線上出現低電平(數據包的開始)，則說明讀命令被從控器成功接收，若15個周期內沒有收到總線上有低電平，則表示讀命令失敗。
圖3顯示了包傳遞協議的構成。
權利要求
1.一種單線調試接口協議，其特征是使用單根通信線路，并采用非歸零倒置編碼算法和比特插入算法，可完成主控器和從控器之間的雙向通信。
2.根據權利要求1所述的單線調試協議，其特征是使用循環冗余校驗算法，對傳輸的數據進行正確性驗證。
3.根據權利要求1所述的單線調試協議，其特征是使用上拉電阻，使總線在無驅動時處于高電平。
4.根據權利要求1所述的單線調試協議，其特征是使用連續15個周期以上的低電平表示復位信號。
5.根據權利要求1所述的單線調試協議，其特征是，數據的傳輸，以包的方式來完成。
6.根據權利要求5所述的單線調試協議，其特征是包由同步字節、類型字節、數據字段和校驗字節組成。
全文摘要
一種用于片上系統(SOC)的單線調試接口協議，通過對需要傳輸的數據進行打包和串行化，實現主控器和從控器之間的雙向通信，并且僅需要單根信號線，從而降低芯片的制造和封裝成本(目前國際標準的調試接口協議－IEEE1149.1JTAG，需要5根信號線)。信號在傳輸過程中，使用了比特插入、非歸零倒置編碼以及循環冗余校驗技術，保證了即使在單一通信線的情況下，仍舊能夠完成高速、低錯誤率的數據傳輸。
文檔編號G06F11/36GK1928845SQ20051002954
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月9日 優先權日2005年9月9日
發明者朱鋒, 陳新 申請人:上海采微電子科技有限公司