JTAG模式下的MPC5554外部FLASH編程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引 言
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用于手機(jī)通信、汽車、航空航天、工業(yè)控制等領(lǐng)域。在這些電子產(chǎn)品中，大多以嵌人式微處理器為核心，配套相關(guān)的外圍輔助設(shè)備，對控制對象進(jìn)行軟硬件的功能剪裁性設(shè)計(jì)，并將控制程序固化在非易失性存儲(chǔ)器中。FLASH作為一種存儲(chǔ)速度快，容量大，可多次擦寫并且價(jià)格便宜的存儲(chǔ)器得到了廣泛的應(yīng)用。由于有些微處理器內(nèi)部不包含FLASH或FLASH存儲(chǔ)空間太小、擦寫次數(shù)有限，為了提供足夠的程序存儲(chǔ)空間，需要對其進(jìn)行外部FLASH擴(kuò)展。JTAG是目前廣泛使用的一種系統(tǒng)在線編程的模式，大大方便了嵌入式系統(tǒng)下載程序至FLASH。該設(shè)計(jì)使用的微處理器為MPC5554，通過JTAG接口對外擴(kuò)FLASH進(jìn)行編程。

1 MPC5554簡介
MPC5554是Freescale公司推出的采用PowerPC內(nèi)核的一款32位微控制器．屬于MPC5500系列第一代產(chǎn)品，可用于航空航天、汽車、工業(yè)控制等嵌入式系統(tǒng)中。如圖1所示，MPC5554內(nèi)部帶有浮點(diǎn)運(yùn)算單元，集成DSP運(yùn)算指令，擁有較高的計(jì)算能力，可以滿足多任務(wù)處理和實(shí)時(shí)控制的要求。MPC5554包含64 KB內(nèi)部SRAM，32 KB Cache，2 MB內(nèi)部FLASH，64路eDMA，24路eMIOS，64路eTPU通道，2路eSCI，4路DSPI，3路FlexCAN，40路12 b A／D(可擴(kuò)展為64路)，中斷控制器，以及JTAG，Nexus調(diào)試接口等功能模塊。MPC5554為416腳PBGA封裝，可在-40～+150℃的環(huán)境下工作，系統(tǒng)時(shí)鐘可達(dá)132 MHz，中斷延遲小于70 ns(@132 MHz)，內(nèi)部邏輯供電1．5 V，輸入／輸出供電3．3 V，5 V，外部總線接口支持1．62～3．6 V操作。
MPC5554提供2 MB可編程、非優(yōu)化內(nèi)部FLAsH，可用于指令存取和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。然而MPC5554內(nèi)部的FLASH為CMF型FLASH，這種FLASH的缺陷是擦寫次數(shù)有限，以擦寫一次為單位計(jì)算，MPC5554的內(nèi)部FLASH只能進(jìn)行100次。對于開發(fā)人員，這種局限性非常不利于開發(fā)階段的程序?qū)懭牒凸δ苷{(diào)試。一種有效方法是擴(kuò)展外部FLASH，這樣可以在開發(fā)階段將程序?qū)懭胪獠縁LAsH，待程序定版后，只需做稍微修改再寫入內(nèi)部FLASH。此外，當(dāng)控制對象為復(fù)雜的多變量系統(tǒng)時(shí)，內(nèi)部FLASH往往無法提供足夠的程序存儲(chǔ)空間，采用外部擴(kuò)展FLASH就顯得尤為必要。

2 JTAG介紹
JTAG(Joint Test Action Group)成立于1985年，由幾家主要的電子制造商發(fā)起制訂的PCB和IC測試標(biāo)準(zhǔn)。JTAG建議于1990年被IEEE批準(zhǔn)為IEEE1149．1-1990測試訪問端口和邊界掃描結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了進(jìn)行邊界掃描所需要的硬件和軟件。JTAG主要用于：電路的邊界掃描測試和可編程芯片的在系統(tǒng)編程。目前MPC5554中使用的JTAG為IEEE1149．1-2001標(biāo)準(zhǔn)。