أوضاع اتصالات البيانات التسلسلية على TDI / TDO وإرسال واستقبال TMS

يصف نظام أوضاع اتصال البيانات التسلسلية استخدام محطات (TMS) أو (TCK) الخاصة بـ (JTAG Tap) كمطاريف اتصالات مشفرة للأغراض العامة (I / O)، كما يمكن استخدام محطة (TMS) أو (TCK) الخاصة بـ (Tap) كقناة اتصال (I / O) تسلسلية بين (IC) ووحدة تحكم خارجية، وبين الدائرة المتكاملة الأولى والثانية  أو بين الدائرة الأساسية الأولى والثانية داخل دائرة متكاملة.

أساسيات أوضاع اتصالات البيانات التسلسلية على TDI / TDO

لا يؤثر استخدام (TMS) أو (TCK) الطرفية كقنوات إدخال أو إخراج تسلسلية على التشغيل القياسي لـ (JTAG Tap)، نظراً لأنّ عمليات (TMS) أو (TCK I / O) تحدث أثناء وضع الصنبور في حالة مستقرة غير نشطة، وقد تحتوي الدوائر المتكاملة اليوم على العديد من معماريات النقر المدمجة وترتبط بعض مجالات (TAP) هذه بالدوائر الأساسية للملكية الفكرية (IP) داخل (IC)، وتعمل كواجهات وصول للاختبار والتصحيح والمحاكاة ودائرة البرمجة داخل نوى (IP).

قد توجد مجالات (TAP) أخرى في (IC)، والتي لا ترتبط بالنوى بل بالدوائر في الدائرة المتكاملة الخارجية للنواة، وعلاوةً على ذلك سيحتوي (IC) نفسه عادةً على مجال (TAP) مخصص لتشغيل سجل مسح الحدود المرتبط بأطراف الإدخال والإخراج الخاصة بـ (ICs) وفقاً لـ (IEEE std 1149.1)، كما يشتمل مجال (Tap) على وحدة تحكم (Tap) وسجل تعليمات (IR)، وسجلي بيانات (DR) على الأقل ودائرة متعددة الإرسال.

تتكون واجهة مجال (Tap) من مدخلات (TDI) ومدخل (TCK) ومدخل (TMS) ومدخل (TRST) ومخرج (TDO)، واستجابةً لمدخلات التحكم (TCK) و(TMS) لوحدة التحكم (Tap)، فإنّ وحدة التحكم في الحنفية تتحكم في التقاط البيانات وتحويلها من خلال إمّا (IR) من (TDI) إلى (TDO) أو (DR) المحدد من (TDI) إلى (TDO).

كما يتم تحديث البيانات المنقولة إلى (IR) وإخراجها في الحافلة إلى الدوائر الأخرى ويتم تحديث البيانات المنقولة إلى (DR) وإخراجها في الحافلة إلى الدوائر الأخرى، وقد تلتقط (DR) أيضاً بيانات من دوائر أخرى على الحافلة وقد تلتقط (IR) بيانات من دوائر أخرى على الحافلة، واستجابةً لإدخال (TRST) إلى وحدة التحكم (Tap) تتم إعادة تعيين وحدة التحكم (TAP) و(IR) و(DR) إلى الحالات المعروفة.

إذا كان سيتم إدخال البيانات إلى مجال (Tap) من (IC / core) من وحدة التحكم، فيجب أن تمر بشكل تسلسلي عبر جميع مجالات (Tap) الرائدة في الدوائر المتكاملة أو النوى، وعلاوة على ذلك إذا كان سيتم إخراج البيانات من (Tap) إلى وحدة التحكم، فيجب أن تمر عبر جميع مجالات (Tap) اللاحقة الخاصة بـ (ICs / cores).

وبالتالي يوجد زمن انتقال لإدخال البيانات وإخراجها بين مجالات النقر الخاصة بالدوائر المتكاملة / النوى في مسار الفحص ووحدة التحكم، كما تتوفر طريقة للتخلص من زمن انتقال البيانات وإخراجها من خلال الاستفادة من نظام إدارة المحتوى المباشر (TCK) اتصالات بين (Tap)، ووجود اتصال مباشر لإدخال البيانات وإخراجها بين وحدة التحكم ومجالات (Tap)، عبر اتصالات( TMS) أو (TCK).

كما يوفر إنتاجية محسّنة لاتصالات البيانات أثناء الاختبار أو التصحيح أو المحاكاة أو البرمجة داخل الدائرة أو أي نوع آخر من العمليات، وعلاوة على ذلك فإنّ استخدام اتصالات (TCK) أو (TMS) المباشرة لإدخال البيانات وإخراجها بين وحدة التحكم ومجالات (Tap)، تتضمن فقط وحدة التحكم ومجال Tap المستهدف ولا تدرك نطاقات (Tap) غير المستهدفة أو تتأثر باتصال (TMS) أو (TCK) المباشر.

• “IC” هي اختصار لـ “Integrated Circuit”.

• “IR” هي اختصار لـ “instructions record”.

مبدأ أوضاع اتصالات البيانات التسلسلية على TDI / TDO

يوفر النظام طريقة وجهازاً لتوصيل البيانات بين (IC) في مسار المسح ووحدة تحكم لمسار المسح باستخدام توصيلات (TMS) أو (TCK) المباشرة القياسية الموجودة بين (IC) وجهاز التحكم، و(IC) الأول لمسار المسح و(IC) الثاني من مسار المسح الضوئي باستخدام اتصالات (TMS) أو (TCK) المباشرة بين الدوائر المتكاملة، والدائرة الأساسية الأولى لمسار المسح في الدائرة المتكاملة والدائرة الأساسية الثانية لمسار المسح الخاص بـ (IC) باستخدام اتصالات (TMS) أو (TCK) المباشرة بين النوى.

يحدث اتصال الإدخال أو الإخراج لبيانات (TMS) أو (TCK) عندما تكون وحدة التحكم في (Tap) في مجالات (Tap) الخاصة بـ (IC / core) في حالة غير نشطة، وبالتالي فإنّ اتصال (TMS) و(TCK I / O) لا يزعج أو يعدل حالة مجالات النقر الخاصة بـ (IC / core) في مسار المسح، ويتم تحقيق اتصال (TMS) أو (TCK I / O) عن طريق إضافة دائرة إلى (IC / core)، وربط الدائرة بمحطات (TMS) أو (TCK) لمجال Tap الخاص بـ (IC / core).

عند التمكين من خلال إخراج التحكم من مجال (Tap) الخاص بـ (IC / core)، تصبح الدائرة المضافة قابلة للتشغيل لإدخال البيانات من (TMS) أو (TCK) الخاص بنطاق (Tap)، أو بيانات الإخراج على (TMS) أو (TCK) الخاص بنطاق (Tap)، وتم تحسين وحدات التحكم التقليدية المقترنة بإشارات (TMS) و(TCK) بحيث يمكنهم إدخال البيانات من (TMS) أو (TCK) في مجال (Tap) وإخراج البيانات إلى (TMS) أو (TCK) لمجال (Tap).

بالإضافة إلى ذلك قد يتصل (TAPIO) واحد من (IC / core) في مسار المسح إلى (TAPIO) آخر من (IC / core) في مسار المسح عبر اتصال (TMS) ثنائي الاتجاه مشترك، ولتحقيق وضع التشغيل هذا تختار وحدة التحكم (TAPIO) واحداً للإرسال وآخر (TAPIO) للاستقبال، وتقوم وحدة التحكم بعد ذلك بتعطيل برنامج تشغيل الإخراج (TMS) الخاص به، بحيث يمكن لجهاز (TAPIO) المرسل الإخراج على محطة TMS الخاصة به لإرسال البيانات إلى محطة TMS الخاصة بجهاز TAPIO المستقبِل.

تطور عمل أوضاع اتصالات البيانات التسلسلية على TDI / TDO

علاوة على ذلك يختلف مجال (Tap) عن أي مجال (Tap) من حيث أنّه يتضمن إشارة (Enable TMS Output) وإشارة (Enable TMS Input)، ويتم تعيين إشارة (Enable TMS Output) عندما تقوم دائرة اتصال (TMS) بتنفيذ إخراج البيانات أو تشغيل البروتوكول على (TMS).

ويتم تعيين إشارة (Enable TMS Input) عندما تقوم دائرة اتصال (TMS) بتنفيذ إدخال بيانات أو عملية بروتوكول على (TMS)، كما يمكن أن تأتي إشارات (Enable TMS Input) أو (Enable TMS Output) حسب اختيار التصميم إمّا من (IR) عبر الحافلة أو من (DR) عبر الحافلة الأخرى.

عند تعيين (Enable TMS Output) على مستوى عالٍ وعندما تكون وحدة التحكم (Tap) في حالة (Run Test / Idle (RTI))، سيرتفع ناج (And gate) عالياً لتمكين دائرة اتصالات (TMS) من تنفيذ ناتج (TMS) أو تشغيل البروتوكول، وعند تعيين (Enable TMS Input) على مستوى عالٍ وعندما تكون وحدة التحكم (Tap) في حالة (RTI)، سيرتفع ناتج (And gate) عالياً لتمكين دائرة اتصالات (TMS) من تنفيذ إدخال (TMS) أو تشغيل البروتوكول.

• “RTI” هي اختصار لـ “Run Test / Idle”.