新型的SOC调试接口

雷长发

新型的SOC调试接口

雷长发

针对SOC调试问题，本文研究便捷的接口调试方式和手段，能同时满足从系统底层驱动到应用层的各种调试场合。

JTAG和UART作为最常用的软件开发调试手段，从IC研发、软件调试到产品返修等环节都频繁的使用，贯穿整个产品周期。

然而，作为调试接口的JTAG和UART，在产品中不会直接用到（UART较少用到），所以在成品机中这些调试接口都没有直接引出来。如此一来，当出现问题需要调试时，调试接口引出就相当麻烦。开发过程中，经常插拔调试口，可靠性和可维护性不高。量产过程查问题，批量样机问题排查起来耗时巨大，浪费人力物力。返修机免不了拆壳飞线等，拆壳极易损坏外壳，飞线难度较大并且耗时。

所以现有的JTAG和UART调试方式繁琐且耗时等诸多不够方便的地方，不能很好的满足开发调试需要。

类似技术中，USB打印是一项改良技术。通过协议的转换，在PC端注册一个COM口，能把UART打印信息通过USB物理接口传输过来，一定程度上改善了UART传输问题。

USB UART能解决拆机和焊接UART线缆的工作量，但也存在诸多问题：1）USB只完成了UART的传输，不能替代JTAG的部分；2）USB UART采用缓存技术存在延时问题，不能实时反应UART输出；3）USB UART采用缓存技术，存在缓存溢出而丢失信息的风险。

所以，USB UART只能部分满足UART调试的需求，大部分需求不能满足。

ADB（Android Debug Bridge）是Android提供的一个通用调试工具，物理接口是USB，PC端工具通过监听Socket TCP端口的方式实现与下位机的通讯，实现对下位机的控制与调试信息的传输等，可以在PC端对下位机进行全面的操作。

ADB工具很强大，但都是建立在android平台的基础上，适合调试android的应用程序，对跨平台的应用程序也是鞭长莫及，对底层和驱动的调试更是无能为力。所以ADB工具的适用范围不足以满足系统级以及驱动开发人员的调试需求。

综上所述，需要一种便捷的接口调试方式和手段，能同时满足从系统底层驱动到应用层的各种调试、debug场合。

设计原理

通过pin复用关系，把JTAG和UART信号复用到SDIO接口上，如图1所示。

复用关系包含但不限于表1。

SD卡外形的PCB接口板如图2所示。

调试时，把定制的SD卡外形的接口板插入到SD卡槽内，引出对应的JTAG和UART信号，即可方便的进行各种调试，满足各种调试的场合。

本文方法具备以下几个特点。

表1　PIN复用关系表

图1　JTAG/UART复用到SDIO示意图

热插拔设计，即插即用。

转接板满足JTAG调试需求，也满足UART调试需求，一举多得。

转接板与SD（TF）卡座兼容，做到非侵入式（破坏式）调试，节省调试样机的焊接人力物力。

只需改变pin脚复用关系，无需增加SOC成本。

可以预见这种处理给调试带来的极大的便利。不管是底层调试需用用到的JTAG，还是系统、驱动和应用调试需要用的UART，即插即用的方式贯穿整个项目开发过程，适用各种调试场合。节省大量焊接连接线缆的人力物力以及时间消耗。由于使用即插即用的转接板，无需在PCB再焊接各种JTAG、UART。转接板做成SD（TF）卡形式，调试时直接插入到SD（TF）卡座内，不再是侵入式（破坏式）调试，降低成品机特别是返修机的调试、维护成本。

图2　SD卡接口板示意图

结束语

本文针对现有JTAG和UART接口在SOC调试出现的问题，研究了一种便捷的接口调试方式和手段，能同时满足从系统底层驱动到应用层的各种调试、debug场合。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.021