硬件设计---JTAG菊花链

1、常见拓扑

1.1、星型拓扑

星型拓扑采用集中式通信控制策略,所有通信均由中央节点控制,中央节点必须建立和维持并行数据通路,星型拓扑可以有效避免信号再多个负载不同步的问题,可以让负载上收到的信号完全同步,但是需要有足够的驱动能力。

1.2、菊花链拓扑

电子行业中菊花链是一种布线拓扑,也叫手牵手链接方式,只有相邻设备之间可以进行直接通信,不相邻设备必须通过其他设备中转,这样不会形成回路。

菊花链一般适用较低速的信号,尤其是多负载菊花链的多重反射,所以菊花链的信号完整性比星形拓扑负载多了。

2、JTAG菊花链

由于菊花链拓扑在是实现上更为容易,在数字硬件单板上常有多片FPGA/CPLD逻辑器件,常用JTAG菊花链的方式实现单个jtag仿真器对多片JTAG逻辑器件进行控制。将TDI和TDO引脚连接形成一个串行路径,链的输入是第一个器件的TDI,链的输出是最后一个器件的TDO,所有的器件的TRST、TCK和TMS引脚均并行连接,需要注意的是当jtag菊花链负载过多时会出现时序问题,特别是时钟速率高的情况。

2.1、具有相同逻辑电平的JTAG链

这种方法推荐用于多个器件具有相同 I/O 电压的场合,它把所有具有相同 JTAG I/O 电压的器件放在一个链中,从而为每个电压使用单独的链。每个链支持同一类别的所有器件,消除了其他器件无法正常工作的机率,并且在其他厂商必须连接 JTAG 链时可以减少混淆。图 1 显示了具有相同 I/O 电压器件的 JTAG 链。在此情况下,不需要使用电压转换器 (VT)

2.1、具有不同逻辑电平的JTAG链

把电压最高的器件放在链的开头,接下来是电压第二高的器件,依次类推,最后放置电压最低的器件。按照从最高电压到最低电压的顺序放置 JTAG 信号,允许一个器件的 TDO 输出上的逻辑高电平可由下一个器件的输入正确解译,无法正确识别时需要加入高速电压转换器VT。

参考文档:
https://www.analog.com/cn/analog-dialogue/articles/architecting-multi-voltage-jtag-chain.html

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