《精编》JTAG调试器PCB设计

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1、JTAG调试器设计 陈曙光 JTAG调试器设计 JTAG是英文 JointTestActionGroup 简称 也就是联合测试行动组织的意思 一种国际标准测试协议 主要用于芯片内部测试 标准的JTAG接口是4线 TMS TCK TDI TDO 分别为模式选择 时钟 数据输入和数据输出线 相关JTAG引脚的定义为 TCK为测试时钟输入 TDI为测试数据输入 数据通过TDI引脚输入JTAG接口 TDO为测试数据输出 数据通过TDO引脚从JTAG接口输出 TMS为测试模式选择 TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式 TRST为测试复位 输入引脚 低电平有效 JTAG测试允许多个器件通过JT

2、AG接口串联在一起 形成一个JTAG链 能实现对各个器件分别测试 JTAG接口还常用于实现ISP In SystemProgrammable在系统编程 功能 如对FLASH器件进行编程等 通过JTAG接口 可对芯片内部的所有部件进行访问 因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段 目前JTAG接口的连接有两种标准 即14针接口和20针接口 JTAG调试器的制作需要的元件是 74HC244 14只电阻 一个空的并口插座 一段14芯电缆及一个14芯的插座 表114针接口JTAG调试器元件清单 第一节JTAG调试器元件制作 JTAG调试器电路中需要设计的元件包括25针的并口座 8线缓冲 接收器74

3、HC244 14座的JTAG插座 1 元件的CAE封装制作首先进行PowerLogic的启动及显示颜设置 根据用户喜欢可以自行设置 也可以是使用软件默认环境 其次 单击File Library NewLibrary命令 在文件名中输入 JTAG 建立新的元件库 这样将JTAG调试器设计相关的元件封装放到这个独立的库中保存 1 MYDB25并口插座CAE封装制作步骤1 单击Tools PartEditor命令 进入元件封装设计编辑界面 在元件封装编辑界面下单击File New命令 弹出对话框 选择 CAEDecal 项 单击OK进入逻辑封装设计窗口 步骤2 单击绘工具盒中的封装向导标 打开CAE

4、DecalWizard对话框 设置如1所示 封装设计结果如2所示 125针并口座元件CAE封装向导的设置 225针并口座元件CAE封装设置结果 步骤3 单击File SaveAs将MYDB25并口插座保存到JTAG库中 2 74HC244的CAE封装制作单击绘工具盒中的封装向导标 打开CAEDecalWizard对话框 设置如3所示 封装设计结果如4所示 最后将结果保存到JTAG库 374HC244元件CAE封装向导设置 474HC244元件CAE封装设置结果 2 建立元件类型 在JTAG调试器中 元件的PCB封装在PADS库中均存在 故可直接建立元件的类型 1 MYDB25并口插座元件类型建

5、立在PowerLogic设计窗口 单击Tools PartEditor命令 进入元件类型编辑窗口 单击编辑电特性命令 打开PartInformationforPart窗口 步骤1 首先分配MYDB25的逻辑封装 如7所示 步骤2 将DB25 HM的PCB封装指定 如8所示 步骤3 分配好逻辑封装和指定好PCB封装后 单击OK 步骤4 单击编辑逻辑门封装命令 选择A门后编辑管脚后保存该元件类型 保存名字为 MYDB25 结果如9所示 7MYDB25逻辑封装的分配 8MYDB25元件PCB封装的指定 9MYDB25元件类型建立结果 2 74HC244元件类型建立步骤1 首先分配74HC244的逻辑

6、封装 如10所示 1074HC244的逻辑封装分配 1174HC244的PCB封装指定 步骤2 将74HC244的PCB封装指定 如11所示 分配好逻辑封装和指定好PCB封装后 单击OK 12MY244PT元件类型结果 步骤3 单击编辑逻辑门封装命令 选择A门编辑管脚后保存该元件类型 保存名字为 MY244PT 结果如12所示 3 14芯插头元件类型建立步骤1 在元件封装编辑界面下单击File New命令 弹出对话框 选择连接器 Connector 项 单击OK进入逻辑封装设计窗口 单击门编辑标打开PartInformationforPart窗口 在Connector选项卡中 单击Add按钮

7、在浏览按钮下打开BrowseforSpecialSymbols对话框 将connect库中的CONIN CONIN1 CONOUT CONOUT1 CON IO添加到SpecialSymbols栏目下 结果如13所示 然后在PinType中编辑管脚类型 结果如14所示 其中排在最前面的是的连接器是默认为逻辑封装 13连接器的添加 14连接器的管脚类型 步骤2 单击编辑门封装标 打开SelectPinDecal对话框 选中CONIN后单击OK 单击File ReturntoPart返回连接器编辑对话窗口 同样的方法 依次将CONIN1 CONOUT CONOUT1 CON IO编辑 最后将结果保

8、存到JTAG库 步骤3 在PowerLogic设计窗口中 通过元件添加调出该元件如15所示 1514芯插头添加到设计窗口过程 注 添加14芯插头时 首先单击放置J1 1 然后再次单击依次出现J1 2 3 14 最后将所有的插针按照次序放置 这样如16所示 每一个J1 n 1 2 都是一个元件中的一个门 1614芯插头元件添加到设计窗口 第二节JTAG调试器原理绘制 17JTAG调试器原理 注 JTAG调试器原理参加exam14 5 1 启动PowerLogic设计窗口 单击Tools OLEPowerPCBConnection命令 弹出ConnecttoPowerPCB对话框 单击New按钮

9、启动新的PowerPCB窗口 同时弹出OLE动态链接OLEPowerPCBConnection对话框 单击Design选项卡中的SendNetlist按钮 这时在PowerPCB中就会看到叠放在原点处的所有元件 如18所示 网络表传送完成 18原点处叠放的元件 第三节JTAG调试器PCB设计 1 相关参数设置 1 PowerPCB设计环境参数设置在Global选项卡中 将DesignUnits中的单位设置为Mils 其他参数使用软件默认值 Grid选项卡设置如19所示 2 Net显示设置在PowerPCB设计窗口 单击View Nets命令 打开ViewNets对话框 选择 5V单击add将

10、5v添加到View窗口 在View窗口中选中 5V 这时颜选项卡由灰变成可选择的 接下来给电源网络选择黄作为显示颜 如20所示 19Grid选项卡设置结果 20电源网络显示设置结果 3 绘制JTAG调试器电路板边框在PowerPCB设计窗口中 使用绘工具盒中的绘制板框与切割加工区命令 绘制一个2200mil 1600mil的矩形电路板边框 4 板层设置LayersSetup在PowerPCB设计窗口中 单击Setup LayerDefinition命令 打开层定义对话框LayersSetup 如21所示 软件默认板层是双面板 在顶层 Top 和底层 Bottom 之间没有任何层出现 JTAG调

11、试器电路板为双面板 21板层设置对话框 5 DesignRules设置在PowerPCB设计窗口中 单击Setup DesignRules命令 弹出如22所示的设计规则 Rules 窗口 单击Default打开默认规则对话框如23所示 22设计规则对话框 安全间距Clearance设置结果如24所示 23默认规则设置对话框 24安全间距Clearance设置结果 走线Routing设置结果如25所示 该电路板为双面走线 25走线Routing设置结果 2 JTAG调试器元件布局使用设计工具盒中与元件布局相关的命令 进行元件的布局 首先选中元件J1将其移动到板框边缘 同时右击选择Query Mo

12、dify对话框 在Glued前打勾 将J1固定 其他元件均以该元件为参照进行布局 如26所示 26DB25移动结果 另外 选中C1电容 右击在弹出的快速菜单中选择FlidSide将其放置于电路板的Bottom层 其余器件均处于Top层 为了让布局界面清晰 单击Setup SelectedColor打开颜设置选项卡 在Other框中将connection的颜设置为黑 27 当布局结束时 再将其修改为区别于背景的可见颜 布局结果如28所示 27JTAG调试器布局结果 connection为黑 28JTAG调试器元件布局结果 connection为黄 3 JTAG调试器布线在PowerPCB的软件中

13、 单击Setup Preferences Design On LineDRC PreventError命令 激活半自动布线功能 在布线过程中 当需要增加过孔时 按住shift键同时单击即可实现添加 打开设计工具盒 使用设计工具盒中的布线命令 最常用的是半自动布线命令DynamicRoute 单击半自动布线命令后 单击需要连线的焊盘 布线开始 JTAG调试器布线结果如29所示 29JTAG调试器PCB设计结果 4 JTAG调试器灌铜区设置使用命令绘制灌铜区边框 修改灌铜区属性 将其指定给Bottom层 分配给地网络即将灌铜区指定为底层的地网络上 使用右键菜单中Flood命令 完成灌铜 结果如30

14、所示 30JTAG调试器灌铜结果 5 JTAG调试器电路的设计验证在PowerPCB的设计窗口中 单击Tools VerifyDesign命令 打开设计验证窗口 在检查栏目Check下 单击Clearance Start命令 提示发现错误 如31所示 元件的PCB封装外框超过了电路板边框 在这里实际电路情况需要这样放置 可以不用修改 继续验证其它项目 31与外框间距错误提示 6 JTAG调试器电路丝印的调整在布线完成后 调整元件的参照名等丝印数据 如16中C2的位置是横向的 需要调整为正常位置 7 CAMOUT数据输出在PowerPCB设计环境中 单击File CAM命令 弹出CAM文档定义窗口 在CAM栏目下选择 在弹出对话框中输入JTAG后单击OK 使得JTAG成为当前目录 在CAM文档定义窗口中 单击Add弹出AddDocument窗口 定义输出文件 32顶层走线 33底层走线 34顶层丝印 35底层丝印 36顶层SMD输出显示结果 pastemask 37底层SMD输出显示结果 pastemask 38顶层主焊层输出显示结果soldermask 39底层主焊层输出显示结果soldermask 40顶层钻孔坐标输出显示结果drill 41NC钻孔层输出结果显示