原创 虚拟JTAG工具在FPGA调试中的应用(待续)

    最近学习了Altera的Virtual JTAG工具的使用。下面是我的使用心得。 riple

    Altera在Quartus II 6.0中加入了一个sld_virtual_jtag 参数化宏单元模块，并提供了相应的Tcl程序包。有了这套工具，使用sld_virtual_jtag 和相应的Tcl命令，我们就可以构建自己的虚拟JTAG链路，并进行自定义的JTAG调试了。 riple

一、 相关文件 riple

    后面的链接是Quartus帮助文件中的内容，前两个是我从Help里拷出来用Word保存的html文件，由于里面的一些链接指向本地文件，会被当作危险代码，不理就是了，不是病毒。 riple

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2.     sld_virtual_jtag 的说明：。只给出了VHDL的例化方式，对于各个选项的配置给了说明。  riple
   
3.     ::quartus::jtag Tcl命令包的说明：。每个命令都给了使用的例子，拷到一个空Tcl文件中，保存后用Quartus的Tcl scripts工具运行即可。
   
4.   Altera提供的用户指南：太大了传不上来，给个链接，自己下吧。里面有JTAG协议的讲解和两个示例。 riple

二、 Virtual JTAG要点解析 riple

    澄清一个概念：所谓虚拟JTAG，是Altera用PLD上的硬件JTAG电路和可编程逻辑资源搭建的一个IP core。这个IP core实现了JTAG接口电路的功能，但本身不是硬件JTAG电路的一部分，是用可编程逻辑“虚拟”出来的。 riple

    这个IP core有两个接口：一个接口在布局布线时连接到硬件JTAG电路上，用户不可见；一个接口由用户通过电路图或者HDL例化到代码中，并通过这个接口自定义JTAG操作。 riple

    这个IP core的功能 = JTAG信号hub + JTAG TAP控制器 + IR/DR IO。 riple

    用户看到的是虚拟JTAG电路对内的接口，看不到硬件JTAG电路接口；并且这个接口是从JTAG TAP控制器引出的，信号方向和大家通常从外部对JTAG电路的理解不一样，所以容易引起混淆，理解上会有一定的困难。 riple

    用户看到（可以利用）的接口有四组： riple

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2. JTAG协议中的接口（TDI、TDO、TCK）。TDI是IP core的输出；TDO是IP core的输入；没有TMS，这个引脚的功能被另一组接口解析并代替了；TCK是唯一没有变化的引脚。  riple
   
3. 命令寄存器接口（IR_IN[]、IR_OUT[]）。这组接口是Tcl命令和用户逻辑交互的接口，很有用。也可用来简单地传递数据。  riple
   
4. 虚拟JTAG TAP控制器状态接口（virtual_state_...）。这组接口是虚拟JTAG的状态机输出，一个状态对应一个输出，可以看作状态信号灯。这组信号就是TMS的解析。如果需要实现复杂地数据传递功能，一定要理解这组信号的功能。  riple
   
5. 硬件JTAG TAP控制器状态接口（jtag_state_...）。这组接口是硬件JTAG的状态机输出。这些功能暂时不会用，可能是用来实现更高级控制和数据传递功能的。 riple

    理解虚拟JTAG概念的关键有以下两点： riple

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2. 在IP core的背后有四根看不见的JTAG信号，这四根信号才是我们通常从外部理解的JTAG。  riple
   
3. 看得见的TDI和TDO是两根等待连接的信号（就像墙上插座里的两根线），我们通过在这两根线之间或串接或并接或简单或复杂的逻辑，实现我们的JTAG链路。 riple

    理解了这些概念，看懂用户指南应该不成问题了。然后再看示例程序的verilog代码。 riple

    我的一个空想：如果Altera能够把用户不可见的硬件JTAG电路接口开放出来（用户可见），那么用户就可以把这个接口上的标准JTAG接口连接到PLD的引脚上，再把这组引脚连接到外部JTAG电路上，那么这个IP core就不再是“虚拟”的了。 riple

相关链接：Actel Application Note:How to Use UJTAG riple