JTAG调试器PCB设计课件

1、JTAG调试器设计陈曙光第1页，共49页。JTAG调试器设计 JTAG是英文“Joint Test Action Group”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

2、 测试允许多个器件通过 JTAG 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-System Programmable 在系统编程）功能，如对 FLASH 器件进行编程等。 第2页，共49页。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1 14针接口JTAG调试器元件清单第3页，共49页。第一节

3、 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74HC244、14座的JTAG插座。1.元件的CAE封装制作 首先进行 PowerLogic的启动及显示颜色设置，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|New Library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|Part Editor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，

4、弹出对话框，选择“CAE Decal”项，单击OK进入逻辑封装设计窗口。第4页，共49页。步骤2：单击绘图工具盒中的封装向导图标，打开CAE Decal Wizard对 话框，设置如图1所示，封装设计结果如图2所示。图1 25针并口座元件CAE封装向导的设置第5页，共49页。图2 25针并口座元件CAE封装设置结果第6页，共49页。步骤3：单击File|Save As将MYDB25并口插座保存到JTAG库中。（2） 74HC244的CAE封装制作 单击绘图工具盒中的封装向导图标，打开CAE Decal Wizard对 话框，设置如图3所示，封装设计结果如图4所示，最后将结果保存到JTAG库。图

5、3 74HC244元件CAE封装向导设置第7页，共49页。图4 74HC244元件CAE封装设置结果第8页，共49页。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立 在PowerLogic设计窗口，单击Tools|Part Editor命令，进入元件类型编辑窗口，单击编辑电特性命令，打开Part Information for Part窗口。步骤1:首先分配MYDB25的逻辑封装，如图7所示。步骤2：将DB25-HM的PCB封装指定，如图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

6、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”，结果如图9所示。第9页，共49页。图7 MYDB25逻辑封装的分配第10页，共49页。图8 MYDB25元件PCB封装的指定第11页，共49页。图9 MYDB25元件类型建立结果第12页，共49页。（2） 74HC244元件类型建立步骤1:首先分配74HC244的逻辑封装，如图10所示。图10 74HC244的逻辑封装分配第13页，共49页。图11 74HC244的PCB封装指定 步骤2：将74HC244的PCB封装指定，如图11所示。分配好逻辑封装和指 定好PCB封装后，单击OK。第14页，共

7、49页。图12 MY244PT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”，结果如图12所示。第15页，共49页。（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 编辑图标 打开Part Information for Part窗口，在Connector 选项卡中，单击Add按钮，在浏览按钮下打开Browse for Special Symbols对话框，将connect库中的CONIN、 CONIN1、 C

8、ONOUT、 CONOUT1、CON_IO添加到Special Symbols栏目下，结果如图13所示，然后在Pin Type中编辑管 脚类型，结果如图14所示。其中排在最前面的是的连接器是默 认为逻辑封装。第16页，共49页。图13 连接器的添加第17页，共49页。图14 连接器的管脚类型第18页，共49页。步骤2：单击编辑门封装 图标，打开Select Pin Decal对话框，选中CONIN后单击OK，单击File|Return to Part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，最后将结果保存到JTAG库。步骤3：在

9、 PowerLogic设计窗口中，通过元件添加调出该元件如图15所示。图15 14芯插头添加到设计窗口过程第19页，共49页。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，这样如图16所示，每一个J1-n(1、2)都是一个元件中的一个门。图16 14芯插头元件添加到设计窗口第20页，共49页。第二节 JTAG调试器原理图绘制图17 JTAG调试器原理图注：JTAG调试器原理图参加exam14-5-1。第21页，共49页。启动PowerLogic设计窗口，单击Tools|OLE PowerPCB Connection命令，弹出

10、Connect to PowerPCB对话框。单击New按钮 ，启动新的PowerPCB窗口，同时弹出OLE动态链接OLE PowerPCB Connection对话框。单击Design选项卡中的Send Netlist按钮，这时在PowerPCB中就会看到叠放在原点处的所有元件，如图18所示，网络表传送完成。图18 原点处叠放的元件第22页，共49页。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Design Units中的单位设置为Mils。其他参数使用软件默认值。Grid选项卡设置如图19所示：（2）Net显示设置在Pow

11、erPCB设计窗口，单击View|Nets命令，打开View Nets对话框，选择+5V单击add将+5v添加到View窗口，在View窗口中选中+5V，这时颜色选项卡由灰色变成可选择的，接下来给电源网络选择黄色作为显示颜色，如图20所示。第23页，共49页。图19 Grid选项卡设置结果 第24页，共49页。 图20 电源网络显示设置结果第25页，共49页。（3）绘制JTAG调试器电路板边框在PowerPCB设计窗口中，使用绘图工具盒 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Layers Setup在PowerPCB设计窗口中，单

12、击Setup|Layer Definition命令，打开层定义对话框Layers Setup，如图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调试器电路板为双面板。第26页，共49页。图21 板层设置对话框第27页，共49页。（5）Design Rules设置在PowerPCB设计窗口中，单击Setup|Design Rules命令，弹出如图22所示的设计规则（Rules）窗口。单击Default打开默认规则对话框如图23所示。图22 设计规则对话框第28页，共49页。安全间距Clearance设置结果如图24所示: 图23 默认规则设置对

13、话框图24 安全间距Clearance设置结果第29页，共49页。走线Routing设置结果如图25所示，该电路板为双面走线。图25 走线Routing设置结果第30页，共49页。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/Modify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，如图26所示。 图26 DB25移动结果第31页，共49页。另外，选中C1电容，右击在弹出的快速菜单中选择Flid Side将其放置于电路板的Bottom层，其余器件均处于Top层；为了让

14、布局界面清晰，单击Setup|Selected Color打开颜色设置选项卡，在Other框中将connection的颜色设置为黑色(图27)，当布局结束时，再将其修改为区别于背景的可见颜色，布局结果如图28所示。 图27 JTAG调试器布局结果（connection为黑色）第32页，共49页。 图28 JTAG调试器元件布局结果（connection为黄色）第33页，共49页。3. JTAG调试器布线 在PowerPCB的软件中，单击Setup|Preferences|Design|On-Line DRC|Prevent Error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

15、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Dynamic Route。单击半自动布线命令后，单击需要连线的焊盘，布线开始，JTAG调试器布线结果如图29所示。第34页，共49页。图29 JTAG调试器PCB设计结果第35页，共49页。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，结果如图30所示。图30 JTAG调试器灌铜结果第36页，共49页。5. JTAG调试器电路的设计验证在PowerPC

16、B的设计窗口中，单击Tools|Verify Design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，如图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。 图31 与外框间距错误提示第37页，共49页。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。如图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JTA

17、G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Add Document窗口，定义输出文件。第38页，共49页。图32 顶层走线第39页，共49页。图33 底层走线第40页，共49页。图34 顶层丝印第41页，共49页。图35 底层丝印第42页，共49页。图36 顶层SMD输出显示结果（paste mask）第43页，共49页。图37 底层SMD输出显示结果（paste mask）第44页，共49页。图38 顶层主焊层输出显示结果solder mask第45页，共49页。图39 底层主焊层输出显示结果solder mask第46页，共49页。图40 顶层钻孔坐标输

18、出显示结果drill第47页，共49页。图41 NC钻孔层输出结果显示第48页，共49页。1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自

19、在，哪里来的尘埃!25、你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上没有障碍，人还有什么可做的呢。27、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。励志名言：比别人多一点执着，你就会创造奇迹28、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过

20、一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。31、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。55、不积小

21、流无以成江海，不积跬步无以至千里。56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。57、理想的路总是为有信心的人预备着。58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。63、彩虹风雨后，成功细节中。64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。65、只要有信心，就能在信念中行走。66、每天告诉自己一次，我真的很不错。67、心中有理想 再累也快乐68、发光并非太阳的专

22、利，你也可以发光。69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。72、只要路是对的，就不怕路远。73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作

23、，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否定你的过去，也不要用你的过去牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推

24、动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多