专利名称：一种调试下载设备的制作方法
技术领域：
本发明属于调试下载设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于在PC机与 ARM系统之间进行通信和程序下载的设备。
背景技术：
在移动通信终端行业中，大多数终端设备的主芯片都釆用的是ARM核，比 如目前广泛使用的以ARM为内核的处理器芯片。ARM芯片上设置有JTAG边界扫 描口， ARM内部提供了 3个JTAG型的扫描链，可以进行调试和配置嵌入式的 ICE-RT逻辑。JTAG是Joint Test Action Group缩写，是1985年制定的4企测 PCB和IC芯片的一个标准，1990年^^多改后成为IEEE的一个标准，即 IEEE1149. 1-1990。通过这个标准，可以对具有JTAG接口的芯片的硬件电3各进 行边界扫描和故障检测。JTAG最初用来对芯片进行测试，基本原理是在器件内 部定义一个TAP (Test Access Port;测试i方问口 )，通过专用的JTAG测试工具 对其内部节点进^f亍测试。
目前，在移动通信终端领域，软件工程师在调试软件或者在生产线上由于 某些特殊原因要求通过JTAG接口给终端设备下载程序时，需要一些特殊的调试 下载设备来完成。这些调试设备通常比较昂贵， 一般都通过LAN总线对ARM系 统实现调试及程序下载。使用这样的调试下载设备无疑对移动终端设计公司和 终端生产厂商都是一项高额的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉的JTAG调试下载设备，以降低移动终
端设计公司的开发成本以及终端生产厂商的生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现
一种调试下载设备，包括USB接口 、 JTAG接口以及USB转JTAG信号处理 电路；其中，所述USB转JTAG信号处理电路通过其差分信号端连接所述的USB 接口 ，将接收到USB数据信号转换为JTAG信号传输至所述的JTAG接口 。
为了实现对USB接口的扩展，在所述USB >^妻口与USB转JTAG信号处理电i 各 之间连接有USB扩展芯片，对所述USB接口进行多路扩展，扩展后形成的其中 一路USB扩展接口连接所述USB转JTAG信号处理电路的差分信号端；另一路 USB扩展接口连接一 USB硬件电路狗，用于确保本调试下载设备的授权使用。
进一步的，在所述USB转JTAG信号处理电路的JTAG信号端连接有数据緩 沖器，通过所述数据緩冲器连接所述的JTAG接口 ，以提高数据输出的驱动能力。
此外，在所述调试下载设备上还设置有串行接口，优选UART接口，通过通 用异步串行总线连接所述USB转JTAG信号处理电路的串行信号传输端口 。
又进一步的，在所述调试下载设备中还设置有电源管理电路，其输入端连 接所述USB接口的+5V电源输入端，将所述+5V电源转换为调试下载设备中各功 能芯片所需的直流工作电压后为功能芯片提供工作电源。这样，可以使本发明 的调试下载设备在无需配置独立电源的l^th上实现整机设备的正常运行。
其中，在所述的电源管理电路中包含有一电源转换芯片，其输入端连接所 述USB接口的+5V电源输入端，将+5V电源转换为+3. 3V直流电压连接所述调试 下载设备中需要+3. 3V工作电源的功能芯片的电源端，比如所述的数据緩冲器 等。
再进一步的，在所述USB转JTAG信号处理电路中包含有一 USB转JTAG集 成芯片，将接收到的USB差分数据信号转换为JTAG信号和UART信号分别连接 所述的JTAG接口和UART接口 ，其工作电压取自所述USB接口的+5V电源输入。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明的调试下载设备结 构简单，成本低廉，利用其上设置的USB接口连接PC机，并将PC机输出的数
据和指令信号转换为JTAG信息通过其JTAG接口传输至ARM系统，从而实现了 将PC机中的ARM系统软件下载到ARM系统的FLASH中，以代替现有的专用调试 下载设备完成对移动终端设备的在线调试以及程序下载任务，达到了降低移动
附困说明
图1是本发明所提出的调试下载设备的整机系统原理框图; 图2是图1中USB转JTAG芯片的电路连接原理图； 图3是图1中USB扩展芯片的电路连接原理图； 图4是图1中数据緩冲器的电路连接原理图； 图5是图1中电源转换芯片的电路连接原理图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细地说明。 本发明的调试下载设备通过USB接口连接外部PC机，从PC机上下载需要 发送给以ARM为核的处理器系统的指令和数据，并将其转换成标准的 JTAG(IEEE1149. 1-1990)通信方式来达到对采用该处理器的移动终端设备的在 线调试和软件下载目的。ARM芯片包含边界扫描电路，通过JTAG的TAP控制器 来实现指令和数据的移入，PC机软件用于发送相应的包括进入调试模式和退出 调试模式的控制指令，以及传输对应的地址和数据等信息。
本发明的调试下载设备主要由USB接口 、 JTAG接口以及USB转JTAG信号 处理电路三部分组成。其中，所述USB转JTAG信号处理电路通过其差分信号端 连接所述的USB接口，通过所述USB接口连接外部PC机，接收PC机发出的调 试或下载程序，进而将接收到USB数据转换为JTAG信号传输至所述的JTAG接 口，然后，利用所述的JTAG接口连接移动终端设备，以将JTAG信号传输至其 ARM系统的FLASH中，完成系统调试或软件程序的下载功能。
实施例一，参见图1所示，在本实施例的调试下载设备中，其硬件电路主
要由USB接口、USB转JTAG信号处理电路、USB扩展芯片、电源管理电路、Buffer 数据緩沖器、USB硬件电路狗以及一个标准的20针JTAG接口组成。其中，在 所述的USB转JTAG信号处理电路中釆用一 USB转JTAG集成芯片作为主芯片， 配合简单的外围电路实现USB信号和JTAG信号之间的转换，从而将PC机发出 的数据和指令信号转换为JTAG信息发送出去。USB扩展芯片可以对本设备的USB 接口进行拓展,使得一个USB接口可以同时连接两个甚至更多个USB接口芯片， 以满足USB转JTAG芯片和其他USB接口芯片的连接需求。在本实施例中，通过 所述USB扩展芯片一方面连接USB转JTAG芯片的差分信号端；另一方面与一 USB硬件电路狗相连接。所述USB硬件电路狗主要用于确保本设备的授权使用， 软件可以通过PC机的USB接口找到硬件电路狗，通过读取硬件电路狗中的信息 判断该设备是否被授权使用。电源管理电路可以向本设备中的电路提供工作电 源，将USB线上的电压转换成电路中需要的+5V或者+3. 3V直流工作电压，在无 需配置独立电源的前提下实现本设备电路的正常工作，以简化电路结构。Buffer 数据緩冲器连接在所述的USB转JTAG芯片和JTAG接口之间，以提高数据输出 的驱动能力。此外，所述的USB转JTAG芯片除了能够提供一组JTAG信号输出 外，还能够输出一组通用异步串行数据，连接所述调试下载设备的UART接口， 使PC机软件通过此设备的UART接口与配置有该种串口的目标系统相连接，实 现PC机软件程序的双路下载或者实现与目标机的串行通信，以扩大所述调试下 载设备的适用领域。
以下结合图2 图5具体阐述本实施例中调试下载设备的具体电路结构。 如图3所示，JP1为所述调试下载设备上设置的USB接口 ，连接外部的PC 机，接收外部PC机发出的+5V直流电源VUSB以及数据和指令信号。其中，所 述+5V直流电源VUSB通过USB接口 JP1的电源端Vbus输入，为调试下载设备 提供工作电压， 一方面通过由电阻R2、 R3、 R5和电容C1、 C2、 C3、 C12、 C13、 C16、 C18组成的阻容滤波网络连接USB转JTAG芯片Nl的电源端VCC;另一方
面连"^妄如图5所示的电源管理电i 各，将+5V直流电源转化为+3. 3V直流电压，为 调试下载设备中需要+3. 3V工作电压的功能芯片提供直流供电，比如Buffer数 据緩沖器N3、 N4等。而所述的数据和指令信号则通过USB接口 JP1的差分数据 端D+、D-分别经电阻R26、R27连接所述USB扩展芯片N2的差分数据端口 USB_DP、 USB—DM。所述USB扩展芯片N2可以将接收到的差分数据信号扩展为4路，分别 通过其USB扩展接口 USB1 USB4输出。在本实施例中，扩展后形成的第一3各USB 扩展接口 USB1-DP、 USB1—DM分别经分压电阻R30、 R31—方面连接所述USB转 JTAG芯片Nl的差分信号端USBDP、 USBDM;另一方面分别通过分压电阻R45、 R46接地。扩展后形成的第二i 各USB扩展4妄口 USB2_DP、 USB2_DM则分别经电阻 分压网络R33、 R47和R32、 R48连4妻USB ^妄口 JP2，进而通过所述USB4妾口 JP2 连接USB硬件电路狗。PC机软件可以通过USB数据线读取USB硬件电路狗中的 信息，进而判断该设备是否被授权使用。其中，所述USB转JTAG芯片Nl的 +5V电源输出端VCC50在滤波电容C11、 C15的滤波作用下，经USB接口 JP2的 电源端Vbus向USB硬件电路狗提供+5V直流工作电压；USB硬件电路狗的接地 端经USB接口 JP2的接地端GND连接本系统的信号地，实现USB硬件电路狗与 本设备共地。此外，晶体振荡器CR1与电阻R18、 R28、 R29、电容C23、 C24组 成晶振电路，为所述USB扩展芯片N2提供基准时钟。
图2中，所述USB转JTAG芯片Nl将接收到的USB差分数据信号一方面转 换成JTAG信号，通过其数据端口 ACBUSO、 ADBUSO ADBUS7输出至图4所示的 Buffer数据緩冲器N3、 N4中，进而通过所述的Buffer数据緩冲器N3、 N4连 接本设备的JTAG接口 ，通过标准JTAG接口连接外部移动终端设备，以实现将 外部PC机中的软件程序下载到移动终端设备的ARM系统中，完成对移动终端设 备的调试或者软件的在线升级任务。所述的Buffer数据緩冲器N3、 N4可以起 到驱动接口的作用，保证数据信息的稳定输出。另一方面，所述的USB转JTAG 芯片Nl还具有将USB差分数据信号转换成通用异步串^f亍凄史据UART的功能，具 体通过其数据端口 BDBUSO BDBUS 输出，进而经通用异步串行总线连接所述调
试下载设备上设置的UART接口 ，利用所述UART接口连接外部带有UART接口的 待调试设备，以同时实现对所述待调试设备内部程序的下载更新。同理，晶体 振荡器CR2与电容C27、 C28组成晶振电i 各，为所述USB转JTAG芯片Nl ^是供基 准时钟。
图5为所述电源管理电路的具体实现结构，具体可采用一电源转换芯片N5 配合简单的外围电路实现。其中，通过本设备的USB接口 JP1引入的+5V直流 电源经由电阻R7、电容C19和电感Ll组成的滤波网络连接所述电源转换芯片 N5的输入端LX,将+5V直流电源转换为+3. 3V直流电压通过其输出端OUT输出， 进而连接所述调试下载设备中需要+3. 3V工作电压的功能芯片的电源端，比如 所述Buffer数据緩沖器N3、 N4的电源端VDD1等，为功能芯片或者其他功能电 3备提供工作电源。
本发明的调试下载设备可以广泛应用到移动终端设备以ARM为核的CPU的 程序下载中，PC机中的软件程序可以通过本设备转换为JTAG指令和数据，进 而传送至目标终端设备中，而且还可以方i更地实现对多部移动终端设备软件的 同时下载功能。
当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改 进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种调试下载设备，其特征在于包括USB接口、JTAG接口以及USB转JTAG信号处理电路；其中，所述USB转JTAG信号处理电路通过其差分信号端连接所述的USB接口，将接收到USB数据信号转换为JTAG信号传输至所述的JTAG接口。
2、 根据权利要求1所述的调试下载设备，其特征在于在所述USB接口与 USB转JTAG信号处理电路之间连接有USB扩展芯片，对所述USB接口进行多路 扩展,扩展后形成的其中一路USB扩展接口连接所述USB转JTAG信号处理电路 的差分信号端。
3、 根据权利要求2所述的调试下载设备，其特征在于通过所述USB扩展 芯片扩展后形成的另 一路USB扩展接口连接一 USB硬件电路狗。
4、 根据权利要求1所述的调试下载设备，其特征在于在所述USB转JTAG 信号处理电路的JTAG信号端连接有数据緩冲器，通过所述数据緩冲器连接所述 的JTAG接口。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的调试下载设备，其特征在于在所 述调试下载设备上还设置有串行接口 ，连接所述USB转JTAG信号处理电路的串 行信号传输端口 。
6、 根据权利要求5所述的调试下载设备，其特征在于所述串行接口为 UART接口 ，通过通用异步串行总线连接所述USB转JTAG信号处理电路的串行 信号传输端口 。
7、 根据权利要求5所述的调试下载设备，其特征在于在所述调试下载设 备中还设置有电源管理电路，其输入端连接所述USB接口的+5V电源输入端， 将所述+5V电源转换为调试下载设备中各功能芯片所需的直流工作电压后，为 所述功能芯片提供工作电压。
8、 根据权利要求7所述的调试下载设备，其特征在于在所述电源管理电路中包含有一电源转换芯片，其输入端连接所述USB接口的+5V电源输入端， 将+5V电源转换为+3. 3V直流电压连接所述调试下载设备中需要+3. 3V工作电源 的功能芯片的电源端。
9、 根据权利要求5所述的调试下载设备，其特征在于在所述USB转JTAG 信号处理电路中包含有一 USB转JTAG集成芯片，将接收到的USB差分数据信号 转换为JTAG信号和UART信号分别连接所述的JTAG接口和UART接口 。
10、 根据权利要求9所述的调试下载设备，其特征在于所述USB转JTAG 集成芯片的工作电压取自所述USB接口输入的电源。
全文摘要
本发明公开了一种调试下载设备，包括USB接口、JTAG接口以及USB转JTAG信号处理电路；其中，所述USB转JTAG信号处理电路通过其差分信号端连接所述的USB接口，将接收到USB数据信号转换为JTAG信号传输至所述的JTAG接口。该设备结构简单，成本低廉，利用其上设置的USB接口连接PC机，并将PC机输出的数据和指令信号转换为JTAG信息通过其JTAG接口传输至ARM系统，从而实现了将PC机中的ARM系统软件下载到ARM系统的FLASH中，以代替现有的专用调试下载设备完成对移动终端设备的在线调试以及程序下载任务，达到了降低移动终端设计公司的开发成本以及终端生产厂商的生产成本的设计目的。
文档编号G06F13/40GK101187911SQ20071011335
公开日2008年5月28日 申请日期2007年10月15日 优先权日2007年10月15日
发明者文 林, 王亚宁, 邱保锦 申请人:青岛海信移动通信技术股份有限公司