[发明专利]一种用于片上系统的单线调试接口协议

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于片上系统(SOC)的单线调试接口协议，属于大规模集成电路设计技术领域。 

背景技术

目前的片上系统普遍采用JTAG协议(国际标准IEEE 1149.1)作为微处理器内核的调试接口，实现JTAG协议需要占用5根信号线(TCK，TMS，TDI，TDO，TnRST)。这些附加的信号线增加了芯片制造和封装的成本，尤其对于那些管脚数量较少的芯片米说，其对成本影响更加巨大。因此，很多低成本片上系统产品(如8位/16位微控制器)取消了调试接口。但是这又造成了芯片调试手段匮乏，从而增加了最终产品的开发难度。 

发明内容

为了克服现有调试接口协议的缺点，本发明提出了一种新的单线调试接口协议，使用它可以完成主控器(调试器)和从控器(片内调试电路)之间的双向通信，而仅需要一根信号线。 

本发明的具体技术方案如下： 

总线信号协议： 

总线使用上拉电阻，在无信号时，状态为高电平。 

比特流在通过总线传输前，需要先经过编码。 

编码时，首先采用比特填充算法。发送端当连续传输6个比特1时，必须插入1个比特0。接收端在接收到6个比特1时，自动丢弃紧接着的比特0。 

采用非归零倒置(Non-Return to Zero Inverted)算法对做过比特填充后的比特流进行编码。如果传输比特为0，则总线上的信号倒置，即由低电平变高电平，或者由高电平变低电平；传输比特为1，则总线上的信号保持不变。比特填充算法所插入的0，实质上就是在总线上插入一个跳变信号。 

总线上连续7个或7个以上周期为高电平，表示总线处于空闲。准备发送数据的一端必须等待总线空闲后，才可以发送数据。 

总线上连续15个或15个以上周期为低电平，表示复位信号。从控器收到复位信号，应该完成复位操作。 

图1显示了总线的电路结构 

包的组成： 

包由同步字节，类型字节，数据字段和校验字节组成。为了使包在单根通信线上传输，整个包必须经过串行化，对包内的每一个字节，先传输最低比特，最后传输最高比特。 

同步字节固定为0x80，作为包开始的标志。 

类型字节标识了包的类型，包括： 

  类型值   包类型   说明   0x01   写命令   表示主控器向从控器发送数据，数据包含在数据字段中   0x02   读命令   表示主控器向从控器发送请求，要求读入数据   0x10   数据包   表示从控器向主控器发送数据，是对读命令的回应   0x80   应答包   表示从控器向主控器发送应答，是对写命令的回应   其他   保留   视为错误包，不做应答

数据字段是包的载体，对不同类型的包，有不同的含义。