DE102012220974A1 - Bus system i.e. Joint test action group chain, for e.g. testing digital and/or analog integrated circuits by boundary scan test, has switch input interconnected to output based on magnitude of control voltage applied at voltage terminal - Google Patents

Bus system i.e. Joint test action group chain, for e.g. testing digital and/or analog integrated circuits by boundary scan test, has switch input interconnected to output based on magnitude of control voltage applied at voltage terminal Download PDF

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Stefan Strasser
Alexander Nothhelfer
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    • G01R31/318558—Addressing or selecting of subparts of the device under test

Abstract

The system has a switch (30) i.e. multiplexer, including an output (36), which is connected with a data signal line-output terminal (28). An input (32) of the switch is connected with a data signal line-input terminal (26). A hardware component-input terminal (40) is connected with another input (34) of the switch. Terminal units (14, 16,) include a control voltage terminal (50), which is connected with a control terminal (38) of the switch. One of the inputs of the switch is interconnected to the output of the switch based on a magnitude of a control voltage applied at the voltage terminal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bus-System zum Testen und/oder Konfigurieren von eine Steuerspannung liefernden, digitalen und/oder analogen Hardwarekomponenten wie z.B. digitalen und/oder analogen ICs. Das erfindungsgemäße Bus-System ist insbesondere für sogenannte Boundary Scan Tests (auch Grenzpfadabtastungen genannt) geeignet. Als Beispiel für einen Anwendungsfall der Erfindung wird im Folgenden auf eine sogenannte JTAG-Chain gemäß IEEE-Standard 1149.1 Bezug genommen.The invention relates to a bus system for testing and / or configuring a control voltage supplying digital and / or analog hardware components such. digital and / or analog ICs. The bus system according to the invention is particularly suitable for so-called Boundary Scan Tests (also called Grenzpfadabtastungen). As an example of an application of the invention, reference will hereinafter be made to a so-called JTAG chain according to IEEE Standard 1149.1.

Es ist bekannt, integrierte Schaltungen (IC) auf bestückten Leiterplatinen mit Hilfe sogenannter In-Circuit-Tests zu untersuchen. Hierzu weisen die integrierten Schaltungen spezielle Anschlusspins auf, die im normalen Betrieb der integrierten Schaltungen im Regelfall nicht verwendet werden. Die In-Circuit-Tests sind bezüglich der Anzahl an angeschlossenen ICs nicht konfigurierbar, da die Konfiguration der für den Test erforderlichen Verschaltungen (durch z.B. eine JTAG-Chain) normalerweise durch das Schaltungs-Layout der Platine festgelegt ist.It is known to investigate integrated circuits (IC) on populated printed circuit boards by means of so-called in-circuit tests. For this purpose, the integrated circuits have special connection pins, which are normally not used in normal operation of the integrated circuits. The in-circuit tests are not configurable in terms of the number of ICs connected, since the configuration of the interconnections required for the test (by, for example, a JTAG chain) is normally determined by the circuit layout of the board.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein grundsätzlich beliebig erweiterbares und sich selbst konfigurierendes Bus-System zum Testen und/oder Konfigurieren von digitaler und/oder analoger Hardwarekomponenten anzugeben.It is therefore an object of the invention to specify a basically arbitrarily expandable and self-configuring bus system for testing and / or configuring digital and / or analog hardware components.

In US 6,961,792 B1 wird eine von einer Kontaktbelegung abhängige Signalweiterschaltung über Multiplexer an Bus-Ketten beschrieben. Ein von der Signaldetektion abhängiger Überbrückungsmechanismus ist in GB 2 318 262 A beschrieben. DE 100 25 283 B4 betrifft eine Steuervorrichtung zur Verbindung mehrerer Ring-Topologien, während die Überbrückungen im Bus bei Fehlfunktion einzelner Bus-Module in JP 60084653 A , WO 2009/014581 A1 , US 2007/0025240 A1 und US 4,279,034 beschrieben sind. Kettenstrukturen mit auswechselbaren/erweiterbaren Elementen sind jeweils in US 7,191,265 B1 , WO 2010/019860 A2 , US 4,750,111 , DE 44 27 691 C1 und JP 06-052952 offenbart. Bus-Systeme in Daisy-Chain-Struktur beschreiben US 4,408,300 , DE 195 03 214 C1 und DE 199 26 569 A1 , während in Reihe geschaltete Module, die positionsunabhängig betrieben werden, in DE 101 45 708 B4 und US 5,574,951 erläutert sind. In US Pat. No. 6,961,792 B1 a signal assignment dependent on a contact assignment is described via multiplexers on bus chains. A signal detection-dependent bridging mechanism is in GB 2 318 262 A described. DE 100 25 283 B4 relates to a control device for connecting a plurality of ring topologies, while the bridging in the bus in case of malfunction of individual bus modules in JP 60084653 A . WO 2009/014581 A1 . US 2007/0025240 A1 and US 4,279,034 are described. Chain structures with interchangeable / expandable elements are respectively in US Pat. No. 7,191,265 B1 . WO 2010/019860 A2 . US 4,750,111 . DE 44 27 691 C1 and JP 06-052952 disclosed. Describe bus systems in daisy-chain structure US 4,408,300 . DE 195 03 214 C1 and DE 199 26 569 A1 , while series connected modules that are operated position independent, in DE 101 45 708 B4 and US 5,574,951 are explained.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein sich selbst konfigurierendes Bus-System zum Testen und/oder Konfigurieren von eine Steuerspannung liefernden, digitalen und/oder analogen Hardwarekomponenten wie z.B. digitalen und/oder analogen ICs vorgeschlagen, wobei das Bus-System versehen ist mit

  • – einer Steuereinheit,
  • – einer von der Steuereinheit ausgehenden und zu dieser zurückgeführten Datensignalleitung und
  • – mindestens einer in die Datensignalleitung geschalteten Anschlusseinheit für den Anschluss einer zu testenden oder zu konfigurierenden Hardwarekomponente,
  • – wobei die Anschlusseinheit einen Datensignalleitungs-Eingangsanschluss, einen Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss, einen Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss zur Weiterleitung eines am Datensignalleitungs-Eingangsanschluss anstehenden Signals an den Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss und einen Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss zur Weiterleitung eines an diesem anliegenden Signals an den Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss aufweist,
In order to achieve this object, the invention proposes a self-configuring bus system for testing and / or configuring digital and / or analog hardware components supplying a control voltage, such as digital and / or analog ICs, wherein the bus system is provided with
  • A control unit,
  • A data signal line originating from and returned to the control unit and
  • At least one connection unit connected in the data signal line for the connection of a hardware component to be tested or configured,
  • Wherein the terminal unit comprises a data signal line input terminal, a data signal line output terminal, a hardware component output terminal for passing a signal on the data signal line input terminal to the hardware component output terminal, and a hardware component input terminal for passing an applied signal thereto to the data signal line output terminal .

Erfindungsgemäß ist nun bei einem derartigen Bus-System vorgesehen,

  • – dass die Anschlusseinheit einen steuerbaren Umschalter mit einem Steueranschluss und mit einem ersten und einem zweiten Eingang sowie einem Ausgang aufweist,
  • – dass der Ausgang des Umschalters mit dem Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss verbunden ist,
  • – dass der erste Eingang des Umschalters mit dem Datensignalleitungs-Eingangsanschluss verbunden ist,
  • – dass der Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss mit dem zweiten Eingang des Umschalters verbunden ist und
  • – dass die Anschlusseinheit einen Steuerspannungsanschluss aufweist, der mit dem Steueranschluss des Umschalters verbunden ist,
  • – wobei in Abhängigkeit von der Größe einer an dem Steuerspannungsanschluss anliegenden Steuerspannung entweder der erste Eingang des Umschalters oder der zweite Eingang des Umschalters auf dessen Ausgang durchgeschaltet ist.
According to the invention is now provided in such a bus system,
  • In that the connection unit has a controllable change-over switch with a control connection and with a first and a second input as well as an output,
  • That the output of the switch is connected to the data signal line output terminal,
  • - That the first input of the switch is connected to the data signal line input terminal,
  • - That the hardware component input terminal is connected to the second input of the switch and
  • - That the terminal unit has a control voltage terminal which is connected to the control terminal of the switch,
  • - In which, depending on the size of a voltage applied to the control voltage terminal control voltage either the first input of the changeover switch or the second input of the changeover switch is connected to the output thereof.

Das erfindungsgemäße Bus-System weist eine Konfiguration ähnlich einer Daisy-Chain-Anordnung auf. Hierzu weist das Bus-System nach der Erfindung eine Steuereinheit (auch Master genannt) auf, von der eine Datensignalleitung ausgeht, die nach Hindurchführung durch im Regelfall eine Vielzahl von Anschlusseinheiten wieder zur Steuereinheit zurückgeführt ist. Die einzelnen Anschlusseinheiten stellen Interface-Einheiten für anzuschließende, in diesem Fall zu testende oder zu konfigurierende Hardwarekomponenten dar. Jede Anschlusseinheit ist derart konfiguriert und verschaltet, dass die Datensignalleitung durch sämtliche angeschlossenen Hardwarekomponenten "hindurchgeschleift" ist. Man könnte das erfindungsgemäße Bus-System auch als ein Schieberegister bezeichnen.The bus system according to the invention has a configuration similar to a daisy-chain arrangement. For this purpose, the bus system according to the invention, a control unit (also called master), from which emanates a data signal line, which is returned after passage through usually a plurality of terminal units back to the control unit. The individual connection units represent interface units for hardware components to be connected, in this case to be tested or configured. Each connection unit is configured and interconnected in such a way that the data signal line is looped through all connected hardware components. One could also designate the bus system according to the invention as a shift register.

Jede Anschlusseinheit weist einen Datensignalleitungs-Eingangsanschluss und einen Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss auf. Innerhalb der Anschlusseinheit erstreckt sich die Datensignalleitung zwischen den beiden zuvor genannten Anschlüssen. Ferner weist jede Anschlusseinheit Eingangs- und Ausgangsanschlüsse für den Anschluss einer Hardwarekomponente auf. Dabei wird an den Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss der Anschlusseinheit ein Signal weitergeleitet, das am Datensignalleitungs-Eingangsanschluss ansteht. Umgekehrt wird vom Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss der Anschlusseinheit durch diese hindurch ein Signal an den Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss der Anschlusseinheit weitergeleitet. Each terminal unit has a data signal line input terminal and a data signal line output terminal. Within the terminal unit, the data signal line extends between the two aforementioned terminals. Furthermore, each terminal unit has input and output terminals for connection of a hardware component. In this case, a signal is forwarded to the hardware component output terminal of the terminal unit, which signal is present at the data signal line input terminal. Conversely, a signal is passed from the hardware component input terminal of the terminal unit therethrough to the data signal line output terminal of the terminal unit.

Erfindungsgemäß lässt sich nun der Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss der Anschlusseinheit wahlweise mit dem Datensignalleitungs-Eingangsanschluss oder mit dem Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss verbinden. Hierzu weist die Anschlusseinheit einen steuerbaren Umschalter auf, der mit einem Steueranschluss versehen ist und darüber hinaus einen ersten und einen zweiten Eingang sowie einen Ausgang aufweist. Ein derartiger Umschalter wird im Folgenden mitunter auch Multiplexer genannt. Der Ausgang des Umschalters ist mit dem Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss verbunden, während sein erster Eingang mit dem Datensignalleitungs-Eingangsanschluss der Anschlusseinheit verbunden ist. Der zweite Eingang des Umschalters ist mit dem Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss verbunden.According to the invention, the data signal line output terminal of the terminal unit can now be selectively connected to the data signal line input terminal or to the hardware component input terminal. For this purpose, the connection unit has a controllable changeover switch, which is provided with a control connection and moreover has a first and a second input and an output. Such a switch is sometimes referred to below as a multiplexer. The output of the switch is connected to the data signal line output terminal while its first input is connected to the data signal line input terminal of the terminal unit. The second input of the switch is connected to the hardware component input terminal.

Die Steuerung des Umschalters erfolgt in Abhängigkeit von der Größe des Signals, das an einem weiteren Anschluss der Anschlusseinheit, nämlich an einem Steuerspannungsanschluss anliegt. An diesem Steuerspannungsanschluss liegt die Steuerspannung an, welche dem Pegel einer von der zu testenden oder zu konfigurierenden Hardwarekomponente gelieferten (erwarteten) Spannung entspricht, wenn diese an die Anschlusseinheit angeschlossen ist. Wenn also z.B. am Steuerspannungsanschluss eine Spannung anliegt, die kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellspannungswert ist, wird davon ausgegangen, dass keine Hardwarekomponente angeschlossen ist; in diesem Fall ist der erste Eingang des Umschalters auf dessen Ausgang geschaltet und damit der Datensignalleitungs-Eingangsanschluss der Anschlusseinheit mit deren Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss verbunden, so dass die Datensignal(-ring-)leitung des Bus-Systems geschlossen ist, obwohl keine Hardwarekomponente angeschlossen ist. Liegt dagegen am Steuerspannungsanschluss der Anschlusseinheit eine Spannung an, die größer als der Schwellspannungswert ist, so wird davon ausgegangen, dass mit der Anschlusseinheit eine Hardwarekomponente verbunden ist, weshalb der Umschalter derart angesteuert ist, dass sein zweiter Eingang mit seinem Ausgang verbunden ist und damit der Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss auf den Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss der Anschlusseinheit geschaltet ist.The control of the changeover switch takes place as a function of the size of the signal which is present at a further connection of the connection unit, namely at a control voltage connection. At this control voltage terminal, the control voltage is applied, which corresponds to the level of an (expected) voltage supplied by the hardware component to be tested or configured when it is connected to the terminal unit. So if, for example, the voltage applied to the control voltage terminal is less than or equal to a predetermined threshold voltage value, it is assumed that no hardware component is connected; in this case, the first input of the switch is connected to the output thereof and thus the data signal line input terminal of the terminal unit is connected to its data signal line output terminal so that the data signal (ring) line of the bus system is closed, although no hardware component is connected , If, on the other hand, a voltage which is greater than the threshold voltage value is present at the control voltage connection of the connection unit, then it is assumed that a hardware component is connected to the connection unit, for which reason the changeover switch is activated in such a way that its second input is connected to its output and thus to the output Hardware component input terminal is connected to the data signal line output terminal of the connection unit.

Durch die Sensierung der von einer angeschlossenen Hardwarekomponente gelieferten Steuerspannung ist es also möglich, die erfindungsgemäße Anschlusseinheit des Bus-Systems schaltungstechnisch unterschiedlich zu konfigurieren. Damit erlaubt das erfindungsgemäße Bus-System das dynamische "Einhängen" zusätzlicher Busteilnehmer (Hardwarekomponenten) in den Bus, also eine Erweiterung des Bus-Systems während des Betriebs. Bei der für die Durchschaltung des zweiten Eingangs des Umschalters auf dessen Ausgang erforderlichen Höhe der von der Hardwarekomponente gelieferten Steuerspannung kann es sich z.B. um den Versorgungsspannungspegel der Hardwarekomponente handeln. Die Versorgungsspannung wird dabei vorzugsweise von der Hardwarekomponente selbst erzeugt und an den Steuerspannungsanschluss der Anschlusseinheit gelegt, wenn die Hardwarekomponente an die Anschlusseinheit angeschlossen ist. By sensing the control voltage supplied by a connected hardware component, it is thus possible to differently configure the connection unit according to the invention of the bus system. Thus, the bus system according to the invention allows the dynamic "hooking" additional bus participants (hardware components) in the bus, so an extension of the bus system during operation. The level of the control voltage supplied by the hardware component for switching the second input of the changeover switch to its output may be e.g. to trade the supply voltage level of the hardware component. In this case, the supply voltage is preferably generated by the hardware component itself and applied to the control voltage connection of the connection unit when the hardware component is connected to the connection unit.

Um den Steueranschluss des Umschalters bei nicht angeschlossener Hardwarekomponente sicher über oder unter dem Schwellspannungswert zu halten, bei dem der erste Eingang des Umschalters auf dessen Ausgang durchgeschaltet ist und bleibt, ist es zweckmäßig, wenn der Steueranschluss des Umschalters elektrisch mit einem Widerstand gekoppelt ist. Parallel zu diesem Widerstand kann eine Buffer-Kapazität geschaltet sein, die der Stabilisierung der Spannung am Steuerspannungsanschluss der Anschlusseinheit dient, wenn eine Hardwarekomponente angeschlossen ist. Dadurch werden ungewollte Umschaltungen des Umschalters bei möglichen Spannungsschwankungen am Steuerspannungsanschluss unterbunden.In order to keep the control terminal of the switch with the hardware component not connected safely above or below the Schwellspannungswert at which the first input of the switch is turned on and remains on the output, it is useful if the control terminal of the switch is electrically coupled to a resistor. A buffer capacitance may be connected in parallel with this resistor, which serves to stabilize the voltage at the control voltage connection of the connection unit when a hardware component is connected. As a result, unwanted switching the switch are prevented in case of possible voltage fluctuations at the control voltage connection.

Zur Verstärkung der auf den Busleitungen eines Bus-Systems anstehenden Signale ist es bekannt, die Interface-Einheiten, also die Anschlusseinheiten, mit Treibern zu versehen. Zweckmäßig ist es nun, wenn die sensierte Hardwarekomponenten-Steuerspannung, die am Steuerspannungsanschluss anliegt (wenn eine Hardwarekomponente angeschlossen ist), dazu zu nutzen, die entsprechenden Signaltreiber zu steuern, wodurch die Hardwarekomponente ihrerseits den passenden Spannungspegel der Signale von Anschlusseinheit zur Hardwarekomponente festlegen kann.To amplify the pending on the bus lines of a bus system signals, it is known to provide the interface units, so the connection units with drivers. It is useful if the sensed hardware component control voltage applied to the control voltage terminal (when a hardware component is connected) is used to control the corresponding signal drivers, whereby the hardware component in turn can determine the appropriate voltage level of the terminal unit's hardware component signals.

Derartige Signaltreiber können sowohl für die Datensignalleitung des erfindungsgemäßen Bus-Systems als auch für weitere Steuer- und/oder Taktsignalleitungen des Bus-Systems vorgesehen sein.Such signal drivers can be provided both for the data signal line of the bus system according to the invention and for further control and / or clock signal lines of the bus system.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei: The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment and with reference to the drawing. In detail, they show:

1 schematisch ein Bus-System mit einer zentralen Steuereinheit M und einer Vielzahl von Interface-Einheiten I1, ..., In, ..., Ix, wobei nicht an sämtlichen dieser Interface-Einheiten und in keiner speziellen Anordnung zu testende oder konfigurierende Hardwarekomponenten (auch Slaves genannt) S1, ..., Sn angeschlossen sind, 1 schematically a bus system with a central control unit M and a plurality of interface units I 1 , ..., I n , ..., I x , not on all of these interface units and in no special arrangement to be tested or configuring hardware components (also called slaves) S 1 ,..., S n are connected,

2 eine Darstellung der Interface-Einheit I1 des Bus-Systems nach 1 mit internem Schaltungsaufbau und interner Verschaltung bei angeschlossener Hardwarekomponente S1, 2 a representation of the interface unit I 1 of the bus system according to 1 with internal circuitry and internal wiring with connected hardware component S 1 ,

3 eine Darstellung der Interface-Einheit Ix mit internem Schaltungsaufbau und interner Verschaltung für den Fall, dass keine Hardwarekomponente angeschlossen ist und 3 a representation of the interface unit I x with internal circuitry and internal interconnection in the event that no hardware component is connected and

4 eine Darstellung einer alternativen Interface-Einheit. 4 a representation of an alternative interface unit.

Bei dem im Folgenden zu beschreibenden und in den Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine sogenannte JTAG-Chain 10 als Beispiel für ein erfindungsgemäßes Bus-System. Das Bus-System 10 weist eine zentrale Steuereinheit 12 und eine Vielzahl von Interface- bzw. Anschlusseinheiten 14, 16, 18 auf. Während in diesem Ausführungsbeispiel an den Anschlusseinheiten 14 und 16 jeweils eine zu testende oder zu konfigurierende Hardwarekomponente 19 bzw. 20 angeschlossen ist, ist an der Anschlusseinheit 18 keine solche Hardwarekomponente angeschlossen. Wie im Folgenden erläutert werden wird, kann aber jederzeit und insbesondere während des Betriebs der JTAG-Chain an die Anschlusseinheit 18 eine zu testende oder zu konfigurierende Hardwarekomponente angeschlossen werden.The embodiment to be described below and shown in the figures is a so-called JTAG chain 10 as an example of a bus system according to the invention. The bus system 10 has a central control unit 12 and a plurality of interface units 14 . 16 . 18 on. While in this embodiment, at the terminal units 14 and 16 each a hardware component to be tested or configured 19 respectively. 20 is connected to the connection unit 18 no such hardware component connected. As will be explained below, but at any time, and especially during operation, the JTAG chain can be connected to the connection unit 18 a hardware component to be tested or configured to be connected.

Wie ferner in 1 gezeigt, weist das Bus-System 10 eine Datensignalleitung 21 sowie in diesem Ausführungsbeispiel zwei weitere Steuer- und/oder Taktsignalleitungen 22, 24 auf.As further in 1 shown points the bus system 10 a data signal line 21 and in this embodiment, two further control and / or clock signal lines 22 . 24 on.

Der Aufbau und die Anschlüsse jeder Anschlusseinheit sind in den 2 und 3 im Detail gezeigt. So weist jede Anschlusseinheit 14, 16, 18 einen Datensignalleitungs-Eingangsanschluss (TDI) 26 sowie einen Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss (TDO) 28 auf. Zwischen diesen beiden Anschlüssen erstreckt sich innerhalb der Anschlusseinheit 14, 16, 18 die Datensignalleitung, in die aber erfindungsgemäß ein Umschalter (MUX) 30 mit zwei Eingängen (einem ersten Eingang 32 und einem zweiten Eingang 34) geschaltet ist. Darüber hinaus weist der Umschalter 30 einen Ausgang 36 auf. Schließlich ist der Umschalter 30 mit einem Steueranschluss 38 versehen.The structure and the connections of each terminal unit are in the 2 and 3 shown in detail. This is how each connection unit points 14 . 16 . 18 a data signal line input terminal (TDI) 26 and a data signal line output terminal (TDO) 28 on. Between these two terminals extends within the terminal unit 14 . 16 . 18 the data signal line, but in accordance with the invention a changeover switch (MUX) 30 with two inputs (a first input 32 and a second entrance 34 ) is switched. In addition, the switch indicates 30 an exit 36 on. Finally, the switch 30 with a control connection 38 Mistake.

Wie anhand der 2 und 3 gezeigt, ist der erste Eingang 32 des Umschalters 30 mit dem Datensignalleitungs-Eingangsanschluss 26 und der Ausgang 36 des Umschalters 30 mit dem Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss 28 verbunden. Der zweite Eingang 34 des Umschalters 30 ist mit einem Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss 40 verbunden, an dem von der angeschlossenen Hardwarekomponente 19, 20 kommende Datensignale anliegen. Jede Anschlusseinheit 14, 16, 18 weist ferner einen Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss 42 auf, der innerhalb der Anschlusseinheit mit dem Datensignalleitungs-Eingangsanschluss 26 verbunden ist. Dem Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss 42 innerhalb der Anschlusseinheit vorgeschaltet ist ein Datensignaltreiber 44, auf den später noch eingegangen werden wird.As based on the 2 and 3 shown is the first entrance 32 of the switch 30 with the data signal line input terminal 26 and the exit 36 of the switch 30 with the data signal line output terminal 28 connected. The second entrance 34 of the switch 30 is with a hardware component input connector 40 connected to the connected hardware component 19 . 20 incoming data signals are present. Each connection unit 14 . 16 . 18 also has a hardware component output port 42 in the terminal unit with the data signal line input terminal 26 connected is. The hardware component output port 42 upstream of the connection unit is a data signal driver 44 which will be discussed later.

Darüber hinaus weist jede Anschlusseinheit 14, 16, 18 weitere Anschlüsse zum Durchleiten der Steuer- und Taktsignalleitungen 22, 24 auf (siehe die Anschlüsse TMS und TCK in den Figuren). Diese Leitungen sind innerhalb der Anschlusseinheiten 14, 16, 18 mit Anschlüssen der Anschlusseinheiten verbunden, und zwar über Steuer- und/oder Taktsignaltreiber 46, 48 an die die Hardwarekomponenten 19 bzw. 20 angeschlossen sind.In addition, each attachment unit has 14 . 16 . 18 further connections for passing the control and clock signal lines 22 . 24 on (see the connections TMS and TCK in the figures). These lines are inside the connection units 14 . 16 . 18 connected to terminals of the terminal units, via control and / or clock signal driver 46 . 48 to which the hardware components 19 respectively. 20 are connected.

Erfindungsgemäß weist jede Anschlusseinheit 14, 16, 18 einen weiteren hardwarekomponentenseitigen Anschluss auf, nämlich einen Steuerspannungsanschluss 50. An diesem Steuerspannungsanschluss 50 liegt dann, wenn eine Hardwarekomponente angeschlossen ist, beispielsweise deren Versorgungsspannung oder eine andere von der Hardwarekomponente erzeugte Steuerspannung an. Intern ist der Steuerspannungsanschluss 50 mit jedem der Treiber 44, 46 und 48 verbunden, die zu diesem Zweck mit Steueranschlüssen 52, 54, 56 versehen sind. Darüber hinaus ist der Steuerspannungsanschluss 50 innerhalb jeder Anschlusseinheit 14, 16, 18 mit dem Steueranschluss 38 des Umschalters 30 verbunden. Die an dem Steuerspannungsanschluss 50 anliegende Spannung kann nun also genutzt werden, um den Umschalter 30 zu steuern, und zwar dergestalt, dass entweder sein erster Eingang 32 auf seinen Ausgang 36 oder aber sein zweiter Eingang 34 auf seinen Ausgang 36 durchgeschaltet wird. Dies erfolgt in Abhängigkeit von der Größe der am Steuerspannungsanschluss 50 anliegenden Spannung. Liegt dort eine Spannung an, die in diesem Ausführungsbeispiel größer als eine Schwellspannung ist, so wird dies als Anschluss einer Hardwarekomponente interpretiert, so dass der zweite Eingang 34 auf den Ausgang 36 des Umschalters 30 durchgeschaltet wird. Damit ist der erste Eingang 32 des Umschalters 30 von dessen Ausgang 36 entkoppelt, der seinerseits mit dem zweiten Eingang 34 verbunden ist, so dass die Datensignalleitung 21 ausgehend von dem Eingangsanschluss 26 über dem Treiber 44 zum Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss 42 durchgeschaltet ist, um nach dem Durchschleifen durch die Hardwarekomponente 19 vom Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss 40 über den Umschalter 30 zum Ausgangsanschluss 28 weitergeführt zu werden. Gemäß 2 kann ein elektrisch verbindendes Element 57, das wahlweise auch eine trennende Funktion aufweist, vorgesehen sein. Das Element 57 ist in der zwischen dem Steuerspannungsanschluss 50 und dem Steueranschluss 38 des Umschalters 30 verlaufenden Signalleitung angeordnet. Bei dem Element 57 handelt es sich um einen automatisch ansteuerbaren oder manuell betätigbaren Schalter oder um einen Jumper. Das Element 57 verhindert ein automatisches Einbinden einer an die Anschlusseinheit 14, 16, 18 angeschlossen Hardwarekomponente in das Bussystem. According to the invention, each connection unit 14 . 16 . 18 a further hardware component-side connection, namely a control voltage connection 50 , At this control voltage connection 50 is then when a hardware component is connected, for example, their supply voltage or another generated by the hardware component control voltage. Internal is the control voltage connection 50 with each of the drivers 44 . 46 and 48 connected to this purpose with control terminals 52 . 54 . 56 are provided. In addition, the control voltage connection 50 within each connection unit 14 . 16 . 18 with the control terminal 38 of the switch 30 connected. The at the control voltage connection 50 applied voltage can now be used to switch the switch 30 to steer, in such a way that either its first entrance 32 on his exit 36 or his second entrance 34 on his exit 36 is switched through. This is done depending on the size of the control voltage connection 50 applied voltage. If there is a voltage that is greater than a threshold voltage in this embodiment, then this is interpreted as a connection of a hardware component, so that the second input 34 on the exit 36 of the switch 30 is switched through. This is the first entrance 32 of switch 30 from its output 36 decoupled, in turn, with the second entrance 34 is connected so that the data signal line 21 starting from the input terminal 26 over the driver 44 to the hardware component output port 42 is turned on to after looping through the hardware component 19 from the hardware component input connector 40 over the switch 30 to the output terminal 28 to be continued. According to 2 can be an electrically connecting element 57 , which optionally also has a separating function may be provided. The element 57 is in between the control voltage connection 50 and the control terminal 38 of the switch 30 arranged extending signal line. At the element 57 it is an automatically controlled or manually operable switch or a jumper. The element 57 prevents an automatic integration of one to the connection unit 14 . 16 . 18 Connected hardware component in the bus system.

Die am Steuerspannungsanschluss 50 anliegende Spannung kann darüber hinaus, wie in den 2 und 3 gezeigt, auch zur Steuerung der Treiber 44, 46 und 48 verwendet werden. Zusätzlich können, wie ebenfalls in den 2 und 3 zu erkennen ist, ein Pulldown-Widerstand 58 sowie parallel dazu ein Buffer-Kondensator 60 vorgesehen sein, die der Verbesserung der schaltungstechnischen Eigenschaften der Anschlusseinheiten 14, 16, 18 dienen.The at the control voltage connection 50 In addition, voltage applied may, as in the 2 and 3 shown, also to control the driver 44 . 46 and 48 be used. In addition, as well as in the 2 and 3 It can be seen, a pulldown resistor 58 as well as a buffer capacitor in parallel 60 be provided, the improvement of the circuit properties of the terminal units 14 . 16 . 18 serve.

3 zeigt nun die Situation, in der innerhalb der Anschlusseinheit 18 erkannt wird, dass keine Hardwarekomponente angeschlossen ist. In diesem Fall liegt nämlich an dem Steuerspannungsanschluss 50 der Anschlusseinheit 18 eine Spannung unterhalb der Schwellspannung an, so dass der Umschalter 30 in seiner Default-Einstellung verbleibt, in der sein Eingang 32 auf seinen Ausgang 36 durchgeschaltet ist. Die Datensignalleitung 21 wird also direkt vom Eingangsanschluss 26 auf den Ausgangsanschluss 28 der Anschlusseinheit 18 durchgeschaltet. 3 now shows the situation in which within the connection unit 18 it is detected that no hardware component is connected. In this case, that is due to the control voltage connection 50 the connection unit 18 a voltage below the threshold voltage, so that the switch 30 remains in its default setting, in which its input 32 on his exit 36 is turned on. The data signal line 21 So is directly from the input terminal 26 on the output connector 28 the connection unit 18 connected through.

4 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Anschlusseinheit, bei der im Unterschied zu den 2 und 3 der Widerstand 58 als Pullup-Widerstand ausgeführt ist. Der Anschluss einer Hardwarekomponente wird in diesem Ausführungsbeispiel daran erkannt, dass die Spannung am Steuerspannungsanschluss 50 im Wesentlichen z.B. Null Volt beträgt. 4 shows an alternative embodiment of a connection unit, in which unlike the 2 and 3 the resistance 58 is designed as a pull-up resistor. The connection of a hardware component is recognized in this embodiment by the fact that the voltage at the control voltage connection 50 is essentially zero volts, for example.

Mit anderen Worten wird also bei der in den 2 bis 4 gezeigten Schaltungsanordnung durch den Anschluss SENSE festgestellt, ob ein JTAG-Slave an das Interface, d.h. die Anschlusseinheit angeschlossen ist oder nicht. Entsprechend wird der Multiplexer MUX bei anliegender Spannung SENSE so eingestellt, dass der in diesem Fall angeschlossene Slave in die JTAG-Chain gehängt wird. In diesem Fall wird das Ausgangssignal des Slaves (TDOS) an den Ausgang TDO des Interface geschaltet. Ist kein Slave angeschlossen, so wird die Leitung SENSE durch den vorhandenen z.B. Pulldown-Widerstand auf Massepotential gehalten und dadurch die Leitung TDI über den Multiplexer direkt mit dem Ausgang TDO des Interface verbunden. In diesem Fall hängt also kein Slave in der JTAG-Chain und die Signale werden unverändert durchgereicht.In other words, so in the in the 2 to 4 shown circuit through the terminal SENSE determined whether a JTAG slave to the interface, ie the connection unit is connected or not. Accordingly, the multiplexer MUX is set with voltage SENSE applied so that the slave connected in this case is hung in the JTAG chain. In this case the output signal of the slave (TDO S ) is switched to the output TDO of the interface. If no slave is connected, the SENSE line is held at ground potential by the existing pulldown resistor, for example, and the TDI line is connected directly to the TDO output of the interface via the multiplexer. In this case, no slave hangs in the JTAG chain and the signals are passed through unchanged.

Leitungen, die vom Master des Bus-Systems zum Slave führen, werden optional mit einem Treiber versehen, welcher zweckmäßig als Spannung zur Festlegung des Spannungspegels der Ausgangsspannung die vom Slave gelieferte Steuerspannung SENSE verwendet. Dadurch kann das Interface entsprechend an den jeweiligen Slave angepasste Signalpegel liefern, welche der Slave über die SENSE-Leitung festlegt. Der Multiplexer sollte hingegen mit der lokalen Spannungsversorgung des Interface der Anschlusseinheit versorgt sein, um die korrekte Funktionalität auch bei nicht vorhandenem Slave sicherzustellen. Es sollte dabei jedoch ein Baustein verwendet werden, der an den digitalen Eingängen von der Versorgungsspannung unabhängige minimale Spannungspegel aufweist, um auch an der Leitung TDOS die Kompatibilität zu unterschiedlichen von den Slaves gelieferten Spannungspegeln herzustellen.Lines which lead from the master of the bus system to the slave are optionally provided with a driver, which expediently uses the control voltage SENSE supplied by the slave as the voltage for determining the voltage level of the output voltage. As a result, the interface can deliver correspondingly adapted signal levels to the respective slave, which the slave determines via the SENSE line. In contrast, the multiplexer should be supplied with the local power supply of the interface of the connection unit in order to ensure the correct functionality even if the slave does not exist. However, a device should be used which has minimum voltage levels independent of the supply voltage at the digital inputs in order to provide compatibility on the TDO S line with different voltage levels supplied by the slaves.

Die angeführte Schaltung kann für mehrere optionale Slave-Anschlüsse auf der Master-Seite kaskadiert werden. Dadurch konfiguriert sich die JTAG-Chain entsprechend den aktuellen Gegebenheiten. The cited circuit can be cascaded for several optional slave ports on the master side. This configures the JTAG chain according to the current conditions.

Der Buffer-Kondensator C ist optional zur Stabilisierung der Spannung SENSE vorgesehen, um für die Signaltreiber eine möglichst konstante Versorgungsspannung zur Verfügung zu stellen und ein ungewolltes Schalten des Multiplexers durch mögliche Spannungsschwankungen zu verhindern.The buffer capacitor C is optionally provided for stabilizing the voltage SENSE in order to provide as constant a supply voltage as possible for the signal drivers and to prevent unwanted switching of the multiplexer due to possible voltage fluctuations.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt angeben:

  • – Die tatsächliche Topologie der JTAG-Chain muss nicht wie bisher bereits beim Routing-Vorgang festgelegt werden, da sie sich dynamisch an die aktuellen Gegebenheiten anpasst.
  • – Es müssen keine Variationsmöglichkeiten zum Umgestalten der JTAG-Chain beispielsweise während der Inbetriebnahme der Schaltung vorgesehen werden. Darüber hinaus ist bei einer Veränderung der Topologie kein mechanischer Eingriff in die elektronische Schaltung notwendig.
  • – Durch die optionalen Treiber können Slaves mit verschiedenen Anforderungen in Bezug auf Spannungspegel der JTAG-Signale an dieselbe JTAG-Chain angeschlossen werden.
  • – Durch die geringe Anzahl von Bauelementen kann die Schaltung als Standard-Interface an JTAG-Master-Schaltungen vorgesehen werden.
The advantages of the invention can be stated as follows:
  • - The actual topology of the JTAG chain does not have to be defined during the routing process, as it has been dynamically adapted to the current conditions.
  • There is no need to provide any variation possibilities for redesigning the JTAG chain, for example during the commissioning of the circuit. In addition, a change in topology no mechanical intervention in the electronic circuit is necessary.
  • - Through the optional drivers, slaves with different requirements regarding Voltage levels of the JTAG signals are connected to the same JTAG chain.
  • - Due to the small number of components, the circuit can be provided as a standard interface to JTAG master circuits.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (7)

Bus-System zum Testen und/oder Konfigurieren von eine Steuerspannung liefernden digitalen und/oder analogen Hardwarekomponenten wie z.B. digitalen und/oder analogen ICs, mit – einer Steuereinheit (12), – einer von der Steuereinheit (12) ausgehenden und zu dieser zurückgeführten Datensignalleitung (21) und – mindestens einer in die Datensignalleitung (21) geschalteten Anschlusseinheit (14, 16, 18) für den Anschluss einer zu testenden oder zu konfigurierenden Hardwarekomponente, – wobei die Anschlusseinheit (14, 16, 18) einen Datensignalleitungs-Eingangsanschluss (26), einen Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss (28), einen Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss (42) zur Weiterleitung eines am Datensignalleitungs-Eingangsanschluss (26) anstehenden Signals an den Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss (42) und einen Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss (40) zur Weiterleitung eines an diesem anliegenden Signals an den Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Anschlusseinheit (14, 16, 18) einen steuerbaren Umschalter (30) mit einem Steueranschluss (38) und mit einem ersten und einem zweiten Eingang (32, 34) sowie einem Ausgang (36) aufweist, – dass der Ausgang des Umschalters (30) mit dem Datensignalleitungs-Ausgangsanschluss (28) verbunden ist, – dass der erste Eingang des Umschalters (30) mit dem Datensignalleitungs-Eingangsanschluss (26) verbunden ist, – dass der Hardwarekomponenten-Eingangsanschluss (40) mit dem zweiten Eingang des Umschalters (30) verbunden ist und – dass die Anschlusseinheit (14, 16, 18) einen Steuerspannungsanschluss (50) aufweist, der mit dem Steueranschluss (38) des Umschalters (30) verbunden ist, – wobei in Abhängigkeit von der Größe einer an dem Steuerspannungsanschluss (50) anliegenden Steuerspannung entweder der erste Eingang (32) des Umschalters (30) oder der zweite Eingang (34) des Umschalters (30) auf dessen Ausgang (36) durchgeschaltet ist.Bus system for testing and / or configuring digital and / or analog hardware components supplying a control voltage, such as digital and / or analog ICs, having - a control unit ( 12 ), - one of the control unit ( 12 ) and returned to this data signal line ( 21 ) and - at least one in the data signal line ( 21 ) connected connection unit ( 14 . 16 . 18 ) for the connection of a hardware component to be tested or configured, - the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) a data signal line input terminal ( 26 ), a data signal line output terminal ( 28 ), a hardware component output port ( 42 ) for forwarding a data signal line input terminal ( 26 ) pending signal to the hardware component output port ( 42 ) and a hardware component input port ( 40 ) for forwarding an applied thereto signal to the data signal line output terminal ( 28 ), characterized in that - the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) a controllable switch ( 30 ) with a control connection ( 38 ) and with a first and a second input ( 32 . 34 ) as well as an output ( 36 ), - that the output of the switch ( 30 ) to the data signal line output terminal ( 28 ), that the first input of the switch ( 30 ) with the data signal line input terminal ( 26 ), that the hardware component input port ( 40 ) with the second input of the switch ( 30 ) and - that the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) a control voltage connection ( 50 ) connected to the control terminal ( 38 ) of the switch ( 30 ), wherein - depending on the size of one at the control voltage connection ( 50 ) applied control voltage either the first input ( 32 ) of the switch ( 30 ) or the second input ( 34 ) of the switch ( 30 ) on its output ( 36 ) is turned on. Bus-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn am Steuerspannungsanschluss (50) eine Spannung anliegt, die kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellspannungswert oder alternativ größer als dieser ist, der erste Eingang (32) des Umschalters (30) auf dessen Ausgang (36) durchgeschaltet ist, und dann, wenn am Steuerspannungsanschluss (50) eine Spannung anliegt, die größer als der Schwellspannungswert oder alternativ kleiner als dieser oder gleich diesem – ist, der zweite Eingang (34) des Umschalters (30) auf dessen Ausgang (36) durchgeschaltet ist.Bus system according to claim 1, characterized in that when at the control voltage connection ( 50 ) is applied to a voltage which is less than or equal to a predetermined threshold voltage value or alternatively greater than this, the first input ( 32 ) of the switch ( 30 ) on its output ( 36 ), and then when at the control voltage terminal ( 50 ) is applied to a voltage which is greater than the threshold voltage value or alternatively smaller than or equal to the threshold voltage, the second input ( 34 ) of the switch ( 30 ) on its output ( 36 ) is turned on. Bus-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherstellung, dass bei einer nicht angeschlossenen Hardwarekomponente an dem Steueranschluss (38) des Umschalters (30) eine Steuerspannung in einer zur Einnahme des Zustandes des Umschalters (30) zur Durchschaltung seines ersten Eingangs (32) auf seinen Ausgang (36) erforderlichen Höhe anliegt, ein Widerstand (58) elektrisch gekoppelt ist.Bus system according to claim 1 or 2, characterized in that to ensure that when a hardware component is not connected to the control terminal ( 38 ) of the switch ( 30 ) a control voltage in one for taking the state of the switch ( 30 ) for switching through its first input ( 32 ) on its output ( 36 ), a resistance ( 58 ) is electrically coupled. Bus-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Widerstand (38) eine Buffer-Kapazität (60) geschaltet ist.Bus system according to claim 2, characterized in that parallel to the resistor ( 38 ) a buffer capacity ( 60 ) is switched. Bus-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinheit (14, 16, 18) einen Steueranschluss (52) aufweisenden steuerbaren Datensignaltreiber (44) aufweist, der zwischen den Datensignalleitungs-Eingangsanschluss (26) und den Hardwarekomponenten-Ausgangsanschluss (42) geschaltet ist, und dass zur Festlegung des Spannungspegels am Treiberausgang des Datensignaltreibers (44) der Steuerspannungsanschluss (50) der Anschlusseinheit (14, 16, 18) mit dem Steueranschluss (52) des Datensignaltreibers (44) zur Festlegung des Spannungspegels am Treiberausgang des Datensignaltreibers (44) verbunden ist.Bus system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) a control terminal ( 52 ) have controllable data signal drivers ( 44 ) located between the data signal line input terminal ( 26 ) and the hardware component output port ( 42 ) and that for determining the voltage level at the driver output of the data signal driver ( 44 ) the control voltage connection ( 50 ) of the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) with the control connection ( 52 ) of the data signal driver ( 44 ) for determining the voltage level at the driver output of the data signal driver ( 44 ) connected is. Bus-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Datensignalleitung mindestens eine Steuer- und/oder Taktsignalleitung vorgesehen ist, die durch die Anschlusseinheit (14, 16, 18) hindurchgeführt ist bzw. sind, dass die Anschlusseinheit (14, 16, 18) Steuer- und/oder Taktsignalausgangsanschlüsse für die zu testende oder zu konfigurierende Hardwarekomponente (19) aufweist und dass die Anschlusseinheit (14, 16, 18) mindestens einen Steueranschluss (54, 56) aufweisenden steuerbaren Signaltreiber (46, 48) zum Treiben eines auf der Steuer- und/oder Taktsignalleitung anstehenden Signals zum Steuer- und/oder Taktsignalausgangsanschluss aufweist, wobei zur Festlegung des Spannungspegels am Treiberausgang des Datensignaltreibers (44) der Steuerspannungsanschluss (50) der Anschlusseinheit (14, 16, 18) mit dem Steueranschluss (54, 56) des Signaltreibers (46, 48) zur Festlegung des Spannungspegels am Treiberausgang des Signaltreibers (46, 48) verbunden ist.Bus system according to one of claims 1 to 5, characterized in that in addition to the data signal line at least one control and / or clock signal line is provided by the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) is passed through or that the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) Control and / or clock output terminals for the hardware component to be tested or configured ( 19 ) and that the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) at least one control terminal ( 54 . 56 ) having controllable signal drivers ( 46 . 48 ) for driving a pending on the control and / or clock signal signal to the control and / or clock signal output terminal, wherein for determining the voltage level at the driver output of the data signal driver ( 44 ) the control voltage connection ( 50 ) of the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) with the control connection ( 54 . 56 ) of the signal driver ( 46 . 48 ) for determining the voltage level at the driver output of the signal driver ( 46 . 48 ) connected is. Bus-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch verbindendes jedoch wahlweise auch trennbares Element (57), wie z.B. ein Schalter oder Jumper, zwischen dem Steuerspannungsanschluss (50) der Anschlusseinheit (14, 16, 18) und dem Steueranschluss (38) des Umschalters (30) geschaltet ist, welches das automatische Einbinden einer etwaigen an die Anschlusseinheit (14, 16, 18) angeschlossenen Hardwarekomponente in das Bus-System unterbindet.Bus system according to one of claims 1 to 6, characterized in that an electrically connecting but optionally also separable element ( 57 ), such as a switch or jumper, between the control voltage terminal ( 50 ) of the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) and the control terminal ( 38 ) of the switch ( 30 ), which enables the automatic integration of a possible to the connection unit ( 14 . 16 . 18 ) connected hardware component in the bus system.
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