專利名稱：下載夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微電子領(lǐng)域，尤其涉及一種用于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)從PC機(jī)下載編碼的下載夾具。
背景技術(shù)：
目前，隨著數(shù)字集成電路應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深化，數(shù)字集成電路也得到了迅猛發(fā)展。它已經(jīng)由早期的電子管、晶體管、小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路發(fā)展到超大規(guī)模集成電路及專用集成電路。同時(shí)，隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)與制造集成電路的任務(wù)已不完全由半導(dǎo)體廠商獨(dú)立承擔(dān)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師更愿意自己設(shè)計(jì)專用集成電路(ASIC)芯片，由此出現(xiàn)了可編程邏輯器件(PLD)，其中應(yīng)用最廣泛的可編程編輯器件為CPLD。并且，CPLD通常通過(guò)稱為ByteBlaster cable的下載電纜連接至PC機(jī)，來(lái)完成從PC機(jī)上下載芯片編程代碼的目的。
目前，采用設(shè)有編程器進(jìn)行多個(gè)CPLD下載編程代碼。一種下載方式是PC機(jī)利用裝在本PC機(jī)中的軟件編程器進(jìn)行CPLD芯片代碼下載。如ALTERA公司開(kāi)發(fā)的芯片均自帶軟件編程器，PC機(jī)利用軟件編程器進(jìn)行在線下載，下載完后還通過(guò)軟件編程器進(jìn)行下載是否成功的校驗(yàn)。
另一種下載方式是利用量產(chǎn)編程器進(jìn)行下載。如市場(chǎng)上以臺(tái)灣河洛公司為代表的編程器廠家推出了專門(mén)用于生產(chǎn)的量產(chǎn)編程器，可以對(duì)多個(gè)芯片同時(shí)離線編程與配置，例如該公司不久前推出的ALL-100/GANG型號(hào)編程器，PC機(jī)可通過(guò)USB接口連接多達(dá)8臺(tái)該設(shè)備，進(jìn)行同步或異步編程，最多一次可同時(shí)編程64顆IC，支持8-300Pins的各種IC。類似ALL-100/GANG型號(hào)編程器，具有較強(qiáng)的通用性，便于多種芯片生產(chǎn)上下載，但是，該類型設(shè)備價(jià)格太昂貴，由此導(dǎo)致下載成本較高。
還是以第一種下載方式為例來(lái)說(shuō)明下載系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖1，其為采用菊花鏈對(duì)多個(gè)CPLD器件進(jìn)行下載的下載系統(tǒng)示意圖。多個(gè)CPLD器件1通過(guò)下載電纜2連接至PC機(jī)(圖中未繪示)。
下載電纜2連接CPLD器件1的接口部分至少包括TCK信號(hào)引腳、TDO信號(hào)引腳、TMS信號(hào)引腳及TDI信號(hào)引腳。其中，下載電纜2的TCK信號(hào)引腳與TMS信號(hào)引腳分別連接到每個(gè)CPLD器件1的TCK與TMS信號(hào)引腳，并且第一個(gè)CPLD器件1的TDO信號(hào)引腳連接至第二個(gè)CPLD器件1的TDI信號(hào)引腳，第二個(gè)CPLD器件1的TDO信號(hào)引腳接第三個(gè)CPLD器件的TDI信號(hào)引腳，依次類推，最后一個(gè)CPLD器件的TDO信號(hào)引腳返回下載電纜2的TDO信號(hào)引腳，以便返回PC機(jī)的軟件編程器中，進(jìn)行下載后的校驗(yàn)。通常，JTAG鏈上的CPLD器件個(gè)數(shù)應(yīng)限制在ByteBlaster cable(下載電纜2)的驅(qū)動(dòng)能力范圍。
雖然上述的下載系統(tǒng)下載的成本不高，但是，由于TDI、TDO信號(hào)在各器件間為串聯(lián)連接，因此下載速度慢，而且各個(gè)CPLD器件之間存在依賴關(guān)系，從而導(dǎo)致無(wú)法用于批量生產(chǎn)。另外，為了與下載電纜能夠連接，在下載之前需要將CPLD芯片預(yù)先焊接在板上，由此降低下載速率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種下載夾具，以解決現(xiàn)有技術(shù)中下載成本較低的下載系統(tǒng)中僅能以串行方式進(jìn)行下載，不僅下載速率慢而且無(wú)法批量生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種下載夾具，用于若干CPLD芯片從PC機(jī)上下載編程代碼，所述下載夾具包括JTAG接口、驅(qū)動(dòng)單元、若干插座、TDO處理單元及向各個(gè)單元提供工作電壓的電源，其中
JTAG接口，其輸出端連接驅(qū)動(dòng)單元，其輸入端連接TDO處理單元及通過(guò)下載電纜連接至PC機(jī)，用于建立PC機(jī)和下載夾具的連接發(fā)送TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)單元以及從TDO處理單元中接收下載反饋信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元，其輸出端分別連接每個(gè)插座，用于向各個(gè)插座分別發(fā)送TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)，以便各個(gè)插接在插座上的CPLD芯片接收所述編程代碼；插座，其輸出端連接TDO處理單元，每個(gè)插座用以插接一個(gè)需要下載代碼的CPLD芯片，并將所述CPLD芯片反饋下載結(jié)果的TDO信號(hào)發(fā)送至TDO處理單元；TDO處理單元，用于將接收到的各個(gè)TDO信號(hào)邏輯處理后反饋至JTAG接口。
所述下載夾具還包括校驗(yàn)單元，其輸入端分別連接JTAG接口以及各個(gè)插座的輸出端，用于對(duì)各個(gè)CPLD芯片輸出的TDO信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)。
所述驅(qū)動(dòng)單元、TDO處理單元和校驗(yàn)單元集成在可編程邏輯控制芯片EPM3064中。
所述下載夾具還包括連接校驗(yàn)單元的顯示部件，所述顯示部件包括若干個(gè)發(fā)光二級(jí)管，并且所述發(fā)光二級(jí)管的個(gè)數(shù)與插座的個(gè)數(shù)相同，以顯示插接在插座上的CPLD下載結(jié)果。
所述插座的個(gè)數(shù)為8個(gè)，用于插接至多8個(gè)CPLD芯片。
所述JTAG接口為有10個(gè)引腳用以連接ByteBlaster Cable的接插件。
所述插座為鎖緊夾具插座。所述插座為48腳雙列直插式鎖緊插座，并且所述插座可以通過(guò)轉(zhuǎn)接頭連接不同封裝或引腳數(shù)的CPLD芯片。
所述電源包括將5V轉(zhuǎn)換至3.3V的直流轉(zhuǎn)換芯片。所述直流轉(zhuǎn)換芯片為T(mén)PS75933。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型通過(guò)下載夾具達(dá)到可以采用離線方式下載CPLD芯片編程，即PC的軟件編程器將下載的編程代碼通過(guò)下載電纜發(fā)送至下載夾具的JTAG接口，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，發(fā)送至插接在各個(gè)插座的CPLD芯片，并且CPLD芯片將下載結(jié)果通過(guò)TDO信號(hào)反饋至TDO處理單元，以使通過(guò)JTAG接口反饋至PC的軟件編器中，由此克服“采用JTAG模式多器件只能串行下載”的技術(shù)偏見(jiàn)，能夠?qū)θ舾善酒M(jìn)行編程，便于生產(chǎn)中量產(chǎn)使用。
另外，本實(shí)用新型的下載夾具可能對(duì)每塊CPLD芯片進(jìn)行獨(dú)立編程，互不影響。而且，本實(shí)用新型中還設(shè)置有校驗(yàn)單元，對(duì)每塊芯片進(jìn)行獨(dú)立校驗(yàn)，同時(shí)，校驗(yàn)后的結(jié)果通過(guò)顯示部件的發(fā)光二級(jí)管來(lái)直觀顯示，方便用戶獲得校驗(yàn)結(jié)果，以便確保所有芯片下載成功。
還有，本實(shí)用新型中可以通過(guò)適配器等與插座相連，適用各種引腳和不同封裝的CPLD芯片進(jìn)行編程下載，達(dá)到適用范圍廣的效果。同時(shí)，采用插座結(jié)構(gòu)建立CPLD芯片與下載夾具的連接，使得芯片放置的位置可以任意且可以任意對(duì)N片(N小于等于8)芯片編程。


圖1為采用菊花鏈對(duì)多個(gè)CPLD器件進(jìn)行下載的下載系統(tǒng)示意圖；圖2為本實(shí)用新型下載夾具的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為其為T(mén)DO邏輯處理的流程示意圖；圖4為本實(shí)用新型下載夾具的一個(gè)實(shí)施例；圖5為JTAG接口的使用示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，具體說(shuō)明本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型提供一種一次點(diǎn)擊可以同時(shí)下載多片CPLD芯片代碼的下載夾具，所述夾具可以插接多片CPLD芯片，并需要連接裝有軟件編程器的PC連接。利用ByteBlaster并行下載線，應(yīng)用JTAG模式直接并行離線下載，以克服“采用JTAG模式多器件只能串行下載”的技術(shù)偏見(jiàn)。
請(qǐng)參閱圖2，其為本實(shí)用新型下載夾具的原理結(jié)構(gòu)示意圖。下載夾具包括JTAG接口12、驅(qū)動(dòng)單元13、若干插座15、TDO處理單元14及向各個(gè)單元提供工作電壓的電源16，其中JTAG接口12，其輸出端連接驅(qū)動(dòng)單元13，其輸入端連接TDO處理單元14并且通過(guò)下載電纜連接至PC機(jī)，用于建立PC機(jī)和下載夾具的連接發(fā)送TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)單元13以及從TDO處理單元15中接收下載反饋信號(hào)。PC機(jī)的軟件編程器只能接收到下載反饋信號(hào)才能確認(rèn)是否需要發(fā)送下一次的代碼；軟件編程器通過(guò)上述TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)將下載的編程代碼及下載的控制信號(hào)發(fā)送至下載夾具；驅(qū)動(dòng)單元14，其輸出端分別連接每個(gè)插座，用于接收J(rèn)TAG接口12下發(fā)的TMS、TCK、TDI信號(hào)，并向各個(gè)插座分別發(fā)送TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)，而且保證輸入插接在插座上的CPLD芯片的TMS、TCK、TDI信號(hào)是獨(dú)立，使得插接每個(gè)插座上的CPLD芯片接收編程代碼；插座15，其輸出端連接TDO處理單元14，每個(gè)插座用以插接一個(gè)需要下載代碼的CPLD芯片，將CPLD芯片用以反饋下載結(jié)果的TDO信號(hào)發(fā)送至TDO處理單元14。該插座15可以針對(duì)芯片不同引腳數(shù)與不同封裝來(lái)設(shè)定。在本實(shí)用新型中可以采用靈活的鎖緊夾具插座，比如采用48腳雙列直插式鎖緊插座。當(dāng)下載其他不同的封裝或引腳數(shù)的芯片時(shí)，可以通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)接頭(即適配器)將CPLD芯片連接至插座15上；
TDO處理單元14，用于將接收到的各個(gè)TDO信號(hào)邏輯處理后反饋至JTAG接口。每一個(gè)CPLD芯片都需要將下載結(jié)果信息通過(guò)一TDO信號(hào)反饋至TDO處理單元14。TDO處理單元14將在一預(yù)先設(shè)定周期內(nèi)接收到的所有CPLD芯片反饋的TDO信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，通過(guò)下載反饋信號(hào)反饋至JTAG接口12，以便能發(fā)送至PC機(jī)中，使PC的軟件編程器進(jìn)行下一次下載操作。
請(qǐng)參閱圖3，其為T(mén)DO邏輯處理的流程示意圖。TDO處理單元14依次判斷插接在各個(gè)插座上的CPLD芯片反饋的TDO信號(hào)是否有效，若有效，則將有效的TDO信號(hào)反饋至JTAG接口12，通過(guò)JTAG接口12反饋至PC機(jī)的軟件編程器，否則判斷下一個(gè)插座上的CPLD芯片，若插接在最后一個(gè)插座的CPLD芯片反饋的TDO無(wú)效，則反饋不可下載的提示至PC機(jī)的軟件編程器。
對(duì)每個(gè)TDO信號(hào)的校驗(yàn)可以通過(guò)JTAG接口12反饋至PC機(jī)，通過(guò)軟件編程器來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。在本實(shí)用新型中，在下載夾具中還可以設(shè)置校驗(yàn)單元11來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)單元11的輸入端分別連接各個(gè)插座的輸出端，用以接收插接在插座上的CPLD反饋的TDO信號(hào)，并且輸入端還接收J(rèn)TAG接口12的TCK信號(hào)，，用于對(duì)各個(gè)CPLD芯片輸出的TDO信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)。另外，本實(shí)用新型還設(shè)置一顯示部件17，用以顯示校驗(yàn)單元11校驗(yàn)的結(jié)果。當(dāng)然也可以設(shè)置一告警部件，通過(guò)聲音等其他具有告警作用的部件來(lái)直觀表明各個(gè)CPLD芯片下載是否成功的下載結(jié)果。
以下就以一個(gè)具體實(shí)施例為例，來(lái)說(shuō)明下載夾具。
請(qǐng)參閱圖4，其為本實(shí)用新型下載夾具的一個(gè)具體實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元14、校驗(yàn)單元11及TDO處理單元14是通過(guò)可編程邏輯控制芯片EPM3064來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且，本實(shí)施例中設(shè)置有8個(gè)插座，同時(shí)至多能夠給8個(gè)CPLD芯片下載代碼。
該下載夾具包括EPM3064芯片20、電源16、兩個(gè)JTAG接口12及顯示部件17和8個(gè)插座(圖中未繪示)。其中電源16外接5V直流電源，為下載夾具的其他單元提供相應(yīng)的工作電壓。該電源采用TPS57933的直流轉(zhuǎn)換芯片，用以將5V轉(zhuǎn)換成3.3直接電源。該下載夾具可以用于內(nèi)部電源(Vccint)與I/O口電源(Vccio)均為3.3V的CPLD芯片下載。
EPM3066芯片20主要完成驅(qū)動(dòng)單元、TDO處理單元及校驗(yàn)單元完成的功能，它接收J(rèn)TAG接口12發(fā)送的各個(gè)CPLD芯片的TDO信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖5，JTAG接口12為一IO引腳的接插件，用于ByteBlaster Cable21插接在下載夾具上，進(jìn)而建立下載夾具與PC機(jī)22的連接。
EPM3066芯片20校驗(yàn)后的校驗(yàn)結(jié)果通過(guò)顯示部件17進(jìn)行顯示。顯示部件17設(shè)有八個(gè)發(fā)光二級(jí)管，發(fā)光二級(jí)管亮，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的插座15上插接的CPLD芯片下載成功，否則，發(fā)光二級(jí)管暗，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的插座15上插接的CPLD芯片下載失敗或者對(duì)應(yīng)的插座15上未插接有CPLD芯片。
以下說(shuō)明上述下載夾具的工作原理。將需要下載代碼的CPLD芯片分別插接在插座上或通過(guò)適配器插接在插座上，若CPLD芯片的個(gè)數(shù)超過(guò)8個(gè)，則可能通過(guò)分批方式通過(guò)下載夾具完成下載。
PC機(jī)的軟件編程器通過(guò)JTAG接口向下載夾具輸入TMS(模式選擇)信號(hào)、TCK(時(shí)鐘)信號(hào)、TDI(數(shù)據(jù)輸入)信號(hào)。所述TCK信號(hào)為PC輸出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，TMS信號(hào)為PC輸出至CPLD的模式選擇信號(hào)，TDI為PC輸出至CPLD的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)。在本實(shí)施例中，PC的軟件編程器可以對(duì)每塊芯片獨(dú)立編程，并將各塊CPLD芯片的代碼分別通過(guò)JTAG接口發(fā)送至EPM3066芯片20，EPM3066芯片20采用邏輯驅(qū)動(dòng)保證8芯片中24個(gè)輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，并將所述信號(hào)依次發(fā)送至各個(gè)插座上以便能發(fā)送至插接在插座上的CPLD芯片的TDI信號(hào)引腳、TMS信號(hào)引腳及TCK信號(hào)引腳，各個(gè)CPLD芯片接收到下載信號(hào)后，將下載結(jié)果通過(guò)TDO信號(hào)引腳反饋至EPM3066芯片20，EPM3066芯片20將其進(jìn)行邏輯運(yùn)算，將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)反饋至JTAG接口，以便反饋至PC機(jī)上進(jìn)行下次下載代碼。另外，EPM3066芯片20還將接收到的各個(gè)CPLD芯片反饋的TDO(數(shù)據(jù)輸出)信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)結(jié)果輸出至顯示部件17，通過(guò)判斷顯示部件17中發(fā)光二級(jí)管亮暗來(lái)判斷對(duì)應(yīng)CPLD芯片下載成功是否。
以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種下載夾具，用于若干CPLD芯片從PC機(jī)上下載編程代碼，其特征在于，所述下載夾具包括JTAG接口、驅(qū)動(dòng)單元、若干插座、TDO處理單元及向各個(gè)單元提供工作電壓的電源，其中JTAG接口，其輸出端連接驅(qū)動(dòng)單元，其輸入端連接TDO處理單元及通過(guò)下載電纜連接至PC機(jī)，用于建立PC機(jī)和下載夾具的連接發(fā)送TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)單元以及從TDO處理單元中接收下載反饋信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元，其輸出端分別連接每個(gè)插座，用于向各個(gè)插座分別發(fā)送TMS信號(hào)、TCK信號(hào)及TDI信號(hào)，以便各個(gè)插接在插座上的CPLD芯片接收所述編程代碼；插座，其輸出端連接TDO處理單元，每個(gè)插座用以插接一個(gè)需要下載代碼的CPLD芯片，并將所述CPLD芯片反饋下載結(jié)果的TDO信號(hào)發(fā)送至TDO處理單元；TDO處理單元，用于將接收到的各個(gè)TDO信號(hào)邏輯處理后反饋至JTAG接口。
2.如權(quán)利要求1所述的下載夾具，其特征在于，所述下載夾具還包括校驗(yàn)單元，其輸入端分別連接JTAG接口以及各個(gè)插座的輸出端，用于對(duì)各個(gè)CPLD芯片輸出的TDO信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的下載夾具，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元、TDO處理單元和校驗(yàn)單元集成在可編程邏輯控制芯片EPM3064中。
4.如權(quán)利要求2所述的下載夾具，其特征在于，所述下載夾具還包括連接校驗(yàn)單元的顯示部件，所述顯示部件包括若干個(gè)發(fā)光二級(jí)管，并且所述發(fā)光二級(jí)管的個(gè)數(shù)與插座的個(gè)數(shù)相同，以顯示插接在插座上的CPLD下載結(jié)果。
5.如權(quán)利要求1或4所述的下載夾具，其特征在于，所述插座的個(gè)數(shù)為8個(gè)，用于插接至多8個(gè)CPLD芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的下載夾具，其特征在于，所述JTAG接口為有10個(gè)引腳用以連接ByteBlaster Cable的接插件。
7.如權(quán)利要求1或2所述的下載夾具，其特征在于，所述插座為鎖緊夾具插座。
8.如權(quán)利要求7所述的下載夾具，其特征在于，所述插座為48腳雙列直插式鎖緊插座，并且所述插座可以通過(guò)轉(zhuǎn)接頭連接不同封裝或引腳數(shù)的CPLD芯片。
9.如權(quán)利要求1或2所述的下載夾具，其特征在于，所述電源包括將5V轉(zhuǎn)換至3.3V的直流轉(zhuǎn)換芯片。
10.如權(quán)利要求9所述的下載夾具，其特征在于，所述直流轉(zhuǎn)換芯片為T(mén)PS75933。
專利摘要一種下載夾具，包括JTAG接口、驅(qū)動(dòng)單元、若干插座、TDO處理單元及向各個(gè)單元提供工作電壓的電源，其中JTAG接口，其輸出端連接驅(qū)動(dòng)單元，其輸入端分別連接PC機(jī)和TDO處理單元，用于建立PC機(jī)和下載夾具的連接；驅(qū)動(dòng)單元，其輸出端分別連接每個(gè)插座，用于向插接在各個(gè)插座上的CPLD發(fā)送編程代碼；插座，其輸出端連接TDO處理單元，將插接在其插座上的CPLD芯片反饋下載結(jié)果的TDO信號(hào)發(fā)送至TDO處理單元；TDO處理單元，用于將接收到的各個(gè)TDO信號(hào)邏輯處理后反饋至JTAG接口。本實(shí)用新型通過(guò)下載夾具達(dá)到可以采用離線方式下載CPLD芯片編程，并且克服“采用JTAG模式多器件只能串行下載”的技術(shù)偏見(jiàn)，能夠?qū)θ舾善酒M(jìn)行編程，便于生產(chǎn)中量產(chǎn)使用。
文檔編號(hào)G06F9/445GK2771929SQ20042012212
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者馬志軍, 龐潼川, 耿靜 申請(qǐng)人:大唐微電子技術(shù)有限公司