一种对处理器芯片进行在线检测的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种对处理器芯片进行在线检测的装置和方法。其装置包括ＪＴＡＧ接口和接入到ＪＴＡＧ接口的由处理器芯片内部扫描触发器连接所形成的扫描链；ＪＴＡＧ接口的ＴＡＰ控制器包括一扩展检测控制模块，用于控制输入ＴＣＫ时钟和输入的ＴＭＳ产生扩展检测的时钟和扫描使能信号，控制处理器芯片内部的多个扫描触发器连成一条扫描链，和控制处理器芯片内部ＲＡＭ端口的多个扫描触发器连成一条扫描链，并控制ＪＴＡＧ接口芯片的ＴＤＩ和ＴＤＯ端口分别连接到所述扫描链的扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制ＴＣＫ时钟扫描移位，进行处理器芯片１内部电路的检测。其对整个处理器芯片内部电路进行在线诊断和调试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微处理器测试
，特别是涉及到一种利用JTAG接口对微处理 器芯片的内部的故障进行在线诊断和调试的检测装置和方法。
技术介绍
随着计算机芯片规模的增加，对于复杂的计算机芯片尤其是复杂的处理器芯片来 说故障诊断已经成为一个复杂的问题。在处理器芯片发生故障时，只通过一些表面的现象 来分析故障点是非常困难的，而且由于执行程序的复杂性使得利用仿真工具重现故障也变 的非常困难。对于大规模程序运行的故障进行诊断和调试已经成为微处理器芯片设计和测 试中的一个难题。 在处理器芯片测试中，扫描测试已经成为诊断和检测处理器芯片制造中产生的故 障的主要手段。 除扫描测试外，符合IEEE1149. 1标准的JTAG也已经成为检测芯片接口故障的一 个手段。现有技术中，IFFE1149. 1标准通过边界扫描触发器的技术对1/0进行控制，来测试 芯片I/0连接。符合IEEE1149. 1的JTAG (Joint TestAction Group,联合测试行动小组) 接口芯片包括5个TAP(Test Access Port，测试存取端口 )引脚，测试时钟TCK(Test Clock Input)，测试输入数据TDI (Test Data Input)，测试输出数据TD0 (Test Data Output)，测 试模式选择信号TMS(Test Mode Select)和测试复位信号TRST (Test Reset)，利用这5个 引脚对处理器芯片的1/0端口及1/0端口的内部逻辑进行测试。 但是现有技术中，只有应用JTAG接口对处理器芯片1/0端口进行控制以达到测试 的目的，其无法进行处理器芯片内部逻辑进行扫描并对芯片内部信号进行分析诊断，更没 有对处理器芯片内部存储器RAM接口进行读写，无法得到微处理器芯片内部运行程序的更 详细的资料，不能重现复杂程序和大规模程序运行的故障，无法得到发生故障的真实状态， 更不能进行在线诊断和调试，不能独立完成整个处理器芯片的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，其克服现 有技术中的缺陷，对整个处理器芯片内部的逻辑电路进行在线诊断和调试，完成整个处理 器芯片内部逻辑的检测，实现处理器芯片故障的在线分析。 为实现本专利技术目的而提供的一种对处理器芯片进行在线检测的装置，包括JTAG 接口 ，还包括接入到所述JTAG接口的由处理器芯片内部扫描触发器连接所形成的扫描链； 所述JTAG接口的TAP控制器包括一扩展检测控制模块，用于利用TAP控制器内部 的信号，控制输入TCK时钟和输入的TMS产生扩展检测的时钟和扫描使能信号，控制处理器 芯片内部的多个扫描触发器连成一条扫描链，和控制处理器芯片内部RAM端口的多个扫描 触发器连成一条扫描链，并控制JTAG接口芯片的TDI和TDO端口分别连接到所述扫描链的 扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制TCK时钟扫描移位，进行处理器芯片41内部电路的检测。所述扫描触发器，包括一扫描输入端口，一扫描输出端口，以及一扫描使能端口 ； 所述扫描触发器所连成的扫描链，其首个扫描触发器的扫描输入端口接入JTAG接口的TDI端口 ，最末的扫描触发器的扫描输出端口连接到JTAG接口的TDO端口 ；当前扫描触发器的扫描输入端口连接到上一个扫描触发器的扫描输出端口； 所述扫描触发器的扫描使能端口连接到扫描使能信号。 所述JTAG接口还包括扩展指令寄存器，用于存储实现所述扩展检测控制模块功能的触发器检测指令； 所述扩展检测控制模块运行时，读取扩展指令寄存器中相应的触发器检测指令并执行扩展检测控制模块功能，进行相应的扩展检测。 所述检测模式或者为触发器诊断模式，或者为RAM扫描读写模式。 为实现本专利技术目的还提供一种对处理器芯片进行在线检测的方法，包括下列步骤 步骤SIOO， JTAG接口的TAP控制器的状态和输入TCK时钟产生扩展检测的时钟和扫描使能信号SCAN—EXT，控制处理器芯片内部的扫描触发器连成扫描链； 步骤S200，控制JTAG接口的TDI和TDO端口分别连接到所述扫描链的扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制TCK时钟扫描移位，进行处理器芯片内部电路检 本专利技术提供了对处理器芯片进行在线检测的装置和方法，利用JTAG接口接入到处理器芯片内部的扫描触发器中，扫描出处理器芯片内部的状态，对整个处理器芯片内部进行在线诊断和调试，完成整个处理器芯片内部的检测，其能够进行处理器芯片内部扫描和分析诊断，对处理器芯片内部存储器RAM接口进行读写，得到微处理器芯片内部运行程序的更详细的资料，重现复杂程序和大规模程序故障的缺点，得到发生故障的真实状态，进行在线诊断和调试，完成整个处理器芯片的检测。附图说明 图1是本专利技术实施例的对处理器芯片进行在线检测的装置结构示意图； 图2是本专利技术实施例中TAP控制器所运行的状态示意图； 图3是本专利技术实施例中扫描触发器在触发器诊断模式下连成1条扫描链的示意图； 图4是本专利技术实施例中RAM周围扫描触发器B_cell串成一条扫描链； 图5是本专利技术实施例中TMS端口输入不同序列产生扫描信号的示意图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术的进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术而不是对本专利技术的限制。 本专利技术实施例的对处理器芯片进行在线检测的装置和方法，在对芯片内部电路进行在线检测(包括测试诊断和在线调试)时，通过接入到处理器芯片1内部的扫描触发器5 (不是边界扫描触发器)连成一条扫描链3并连接到JTAG接口 2的端口上；在对处理器芯片1内部的RAM进行检测(包括测试诊断和在线调试)时，RAM端口的扫描触发器连成一条扫描链4并连接到JTAG接口 2的端口上，这样可以通过JTAG接口 2的端口以扫描的模式来访问内部扫描触发器的状态以及内部RAM的状态，并且可以初始化内部触发器的状态和内部RAM的状态，然后运行1拍或者多拍来达到在线检测的目的。更佳地，本专利技术实施例中，还通过JTAG指令寄存器6存储2条扩展指令一条是触发器诊断指令， 一条是RAM诊断指令。在执行触发器诊断指令时，JTAG接口 2的TDI和TDO连接的是内部扫描触发器的扫描链3输入端口和扫描链3的扫描链输出端口 。在执行RAM诊断指令时，JTAG接口 2的TDI和TDO连接的是RAM端口的扫描触发器所形成的一条扫描链4的扫描输入和扫描输出。 如图1所示，为本专利技术实施例的对处理器芯片进行在线检测的装置，其包括JTAG接口 2和接入到JTAG接口的由处理器芯片1内部扫描触发器连接所形成的扫描链3和扫描链4，所述JTAG接口 2的TAP控制器8包括一扩展检测控制模块7 ; 所述扩展检测控制模块7，用于利用TAP控制器8内部的信号，控制输入TCK时钟和输入的TMS产生扩展检测的时钟和扫描使能信号，控制处理器芯片1内部的多个扫描触发器5连成一条扫描链3，和控制处理器芯片1内部RAM端口的多个扫描触发器5连成一条扫描链4，并控制JTAG接口芯片2的TDI和TDO端口分别连接到所述扫描链3、4的扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制TCK时钟扫描移位，进行处理器芯片1内部电路的检测。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对处理器芯片进行在线检测的装置，包括ＪＴＡＧ接口，其特征在于，还包括接入到所述ＪＴＡＧ接口的由处理器芯片内部扫描触发器连接所形成的扫描链；所述ＪＴＡＧ接口的ＴＡＰ控制器包括一扩展检测控制模块，用于利用ＴＡＰ控制器内部的信号，控制输入ＴＣＫ时钟和输入的ＴＭＳ产生扩展检测的时钟和扫描使能信号，控制处理器芯片内部的多个扫描触发器连成一条扫描链，和控制处理器芯片内部ＲＡＭ端口的多个扫描触发器连成一条扫描链，并控制ＪＴＡＧ接口芯片的ＴＤＩ和ＴＤＯ端口分别连接到所述扫描链的扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制ＴＣＫ时钟扫描移位，进行处理器芯片１内部电路的检测。

【技术特征摘要】
一种对处理器芯片进行在线检测的装置，包括JTAG接口，其特征在于，还包括接入到所述JTAG接口的由处理器芯片内部扫描触发器连接所形成的扫描链；所述JTAG接口的TAP控制器包括一扩展检测控制模块，用于利用TAP控制器内部的信号，控制输入TCK时钟和输入的TMS产生扩展检测的时钟和扫描使能信号，控制处理器芯片内部的多个扫描触发器连成一条扫描链，和控制处理器芯片内部RAM端口的多个扫描触发器连成一条扫描链，并控制JTAG接口芯片的TDI和TDO端口分别连接到所述扫描链的扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制TCK时钟扫描移位，进行处理器芯片1内部电路的检测。2. 根据权利要求1所述的对处理器芯片进行在线检测的装置，其特征在于，所述扫描触发器，包括一扫描输入端口 ， 一扫描输出端口 ，以及一扫描使能端口 ；所述扫描触发器所连成的扫描链，其首个扫描触发器的扫描输入端口接入JTAG接口的TDI端口 ，最末的扫描触发器的扫描输出端口连接到JTAG接口的TDO端口 ；当前扫描触发器的扫描输入端口连接到上一个扫描触发器的扫描输出端口；所述扫描触发器的扫描使能端口连接到扫描使能信号。3. 根据权利要求2所述的对处理器芯片进行在线检测的装置，其特征在于，所述JTAG接口还包括扩展指令寄存器，用于存储实现所述扩展检测控制模块功能的触发器检测指令；所述扩展检测控制模块运行时，读取扩展指令寄存器中相应的触发器检测指令并执行扩展检测控制模块功能，进行相应的扩展检测。4. 根据权利要求1至3任一项所述的对处理器芯片进行在线检测的装置，其特征在于，所述检测模式或者为触发器诊断模式，或者为RAM扫描读写模式。5. —种对处理器芯片进行在线检测的方法，其特征在于，包括下列步骤步骤SIOO， JTAG接口的TAP控制器的状态和输入TCK时钟产生扩展检测的时钟和扫描使能信号SCAN—EXT，控制处理器芯片内部的扫描触发器连成扫描链；步骤S200，控制JTAG接口的TDI和TDO端口分别连接到所述扫描链的扫描输入和扫描输出，在相应的检测模式下，通过控制TCK时钟扫描移位，进行处理器芯片内部电路检测。6. 根据权利要求5所述的对处理器芯片进行在线检测的方法，其特征在于，所述S100中，还包括如下步骤从存储触发器检测指令的扩展指...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐子初，明奎良，胡伟武，
申请(专利权)人：北京龙芯中科技术服务中心有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]