使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911371356.5 (22)申请日 2019.12.26 (71)申请人 中国电子科技集团公司第五十八研 究所 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区惠河路5 号 (72)发明人 张如州黎蕾 (74)专利代理机构 无锡派尔特知识产权代理事 务所(普通合伙) 32340 代理人 杨立秋 (51)Int.Cl. G06F 9/4401(2018.01) (54)发明名称 使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备 (57)摘要 本申请揭示了一种使用JTAG实现EMMC启动 。

2、操作系统的设备， 包括JTAG调试器、 XC7Z045芯 片、 DDR内存单元、 EMMC数据存储单元、 JTAG串口 输入输出单元、 QSPI闪存单元， JTAG调试器的输 出端与XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计 算机， DDR内存单元与XC7Z045处理和控制单元双 向连接， EMMC数据存储单元与XC7Z045芯片双向 连接， JTAG串口输入输出单元与XC7Z045芯片双 向连接到外部终端计算机， QSPI闪存单元直接与 XC7Z045芯片相连接； JTAG调试器输出端口、 UART 输入输出端口、 QSPI闪存接口、 EMMC存储模块和 DDR内存单元模块与XC7Z045芯。

3、片基于PCB板连接 方式， 在不使用外部存储介质和不使用网卡的情 况下完成EMMC方式操作系统的启动， 结构简单， 节省资源， 板卡模块更小。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 111142950 A 2020.05.12 CN 111142950 A 1.一种使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备， 其特征在于， 所述设备包括JTAG调试 器、 XC7Z045芯片、 DDR内存单元、 EMMC数据存储单元、 JTAG串口输入输出单元以及QSPI闪存 单元， 其中： 所述JTAG调试器的输出端、 所述XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机； 所述 DDR内存单元与所述XC。

4、7Z045芯片双向连接； 所述EMMC数据存储单元与所述XC7Z045芯片双 向连接； 所述JTAG串口输入输出单元与所述XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机， 所述 QSPI闪存单元与所述XC7Z045芯片相连接。 2.根据权利要求1所述的使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备， 其特征在于， 所述 XC7Z045芯片通过所述JTAG调试器启动操作系统， 将所述EMMC方式启动的操作系统镜像放 置到文件系统中； 通过UART接口输入命令对所述EMMC数据存储单元进行格式化， 将所述文 件系统中的EMMC方式启动的操作系统镜像到所述EMMC数据存储单元中； 烧写BIN文件到 QSPI。

5、闪存单元中， 烧写完毕后将操作系统的启动模式切换为QSPI方式启动。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111142950 A 2 使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备 技术领域 0001 本发明涉及操作系统启动技术领域， 尤其是能有一种基于XC7Z045通过 JTAG实现 EMMC启动操作系统的设备。 背景技术 0002 基于芯片XC7Z045启动操作系统的方式大致可以分为三类 （JTAG、 SD卡和FLASH） 。 0003 JTAG是一种国际标准测试协议， 主要功能有两种： 一个是测试芯片电器特性， 另一 个是对芯片和外围设备进行调试。 JTAG在用作调试功能时把代码的生成文件烧写。

6、到DRAM中 运行， JTAG启动操作系统通过在线的方式下载BIN文件和image镜像文件， 直接在DDR设备上 运行代码， 优点是可以在线运行无需烧写到存储设备， 便于对设备的调试工作， 缺点是掉电 后数据全丢失， 信息不可恢复。 0004 QSPI FLASH是基于SPI串口协议多数据通道的FLASH数据接口闪存设备， QSPI和 EMMC共同启动操作系统的方式是： 首先把BOOT.BIN文件烧写到QSPI FLASH中， 系统镜像文 件通过uboot启动后的网卡放到EMMC或者通过SD卡方式启动挂载EMMC把镜像放置到EMMC 中， 最后是切换启动模式为QSPI启动操作系统。 这种模式的。

7、操作系统启动方式用到的设备 多， 操作步骤繁琐， 不便于调试， 无故增加工作量； 这种模式的优点是镜像文件固化， 调电不 丢失， 可多次反复启动。 发明内容 0005 本申请要解决的技术问题是克服现有启动模式的缺陷， 提供一种基于XC7Z045 JTAG实现EMMC启动操作系统的技术， 这样在不使用外部可移动存储介质和不使用网卡的情 况下完成EMMC方式启动操作系统， 结构简单， 节省资源， 板卡模块更小。 0006 为了解决上述技术问题， 本申请提供了如下的技术方案： 本申请提供了一种使用JTAG实现EMMC启动操作系统的设备， 所述设备包括JTAG调试 器、 XC7Z045芯片、 DDR内。

8、存单元、 EMMC数据存储单元、 JTAG串口输入输出单元， 其中： 所述JTAG调试器的输出端、 所述XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机； 所述 DDR内存单元与所述XC7Z045芯片双向连接； 所述EMMC数据存储单元与所述XC7Z045芯片双 向连接； 所述JTAG串口输入输出单元与所述XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机。 0007 可选的， 所述XC7Z045芯片通过所述JTAG调试器启动操作系统， 将所述EMMC方式启 动的操作系统镜像放置到文件系统中； 通过UART接口输入命令对所述EMMC数据存储单元进 行格式化， 将所述文件系统中的EMMC方式启动的操作系统。

9、镜像到所述EMMC数据存储单元 中； 烧写BIN文件到QSPI闪存单元中， 烧写完毕后将操作系统的启动模式切换为QSPI方式启 动。 0008 通过以上技术方案， 本申请至少可以实现如下有益效果： 使用EMMC启动操作系统和JTAG启动操作系统相结合， 实现基于XC7Z045的JTAG辅助 EMMC启动操作系统的技术， 在不使用外部存储介质和不使用网卡的情况下完成EMMC方式操 说明书 1/3 页 3 CN 111142950 A 3 作系统的启动， 结构简单， 节省资源， 板卡模块更小。 0009 应当理解的是， 以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的， 并不能限制本 发明。 附图说明 。

10、0010 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分， 示出了符合本发明的实施 例， 并与说明书一起用于解释本发明的原理。 0011 图 1是本申请部分实施例提供的基于XC7Z045 使用JTAG实现EMMC启动操作系统 的设备的原理框图； 图 2是本申请部分实施例提供的基于XC7Z045芯片操作系统的启动流程图； 图 3是本申请部分实施例提供的基于XC7Z045 使用JTAG实现EMMC启动操作系统的流 程图。 具体实施方式 0012 这里将详细地对示例性实施例进行说明， 其示例表示在附图中。 下面的描述涉及 附图时， 除非另有表示， 不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。 以下示例。

11、性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。 相反， 它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、 本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。 0013 如图1所示， 其是本申请部分实施例中提供的基于XC7Z045 使用JTAG实现EMMC启 动操作系统的设备的模块框图， 本申请提供的基于XC7Z045 使用JTAG实现EMMC启动操作系 统的设备包括JTAG调试器、 XC7Z045芯片、 DDR内存单元、 EMMC数据存储单元、 JTAG串口输入 输出单元以及QSPI闪存单元。 0014 JTAG调试器的输出端、 XC7Z045芯片的输入端连接到外部终端计算机， DDR内存。

12、单 元与XC7Z045芯片双向连接， EMMC数据存储单元与XC7Z045芯片双向连接， JTAG串口输入输 出单元与XC7Z045芯片双向连接到外部终端计算机， QSPI闪存单元直接与XC7Z045芯片相连 接。 0015 本实施方式采用XC7Z045芯片为核心处理芯片， 随机存储单元主要采用DDR为核心 芯片， 只读存储单元采用EMMC芯片实现， UART接口采用XC7Z045的RS232实现与上位机的通 讯和信息交换， JTAG接口采用XC7Z045的调试接口实现与上位机的通讯和信息交换。 0016 图2为本申请部分实施例提供的基于XC7Z045芯片操作系统的启动流程图， 在制作 JTA。

13、G启动操作系统的文件时， 通过一种技术手段把另一种启动模式的操作系统镜像放置到 JTAG启动操作系统的镜像里面， JTAG模式启动后， 挂载EMMC设备， 并跳转到文件系统的指定 目录下把镜像文件拷贝到EMMC设备中。 因JTAG启动模式简单， JTAG接口设备是必需品， 这样 既可以启动操作系统， 也做到了镜像的搬移工作。 0017 本申请通过一种操作系统启动的方式， 把文件系统中的一个文件放置到EMMC设备 里面， 这种方式的应用扩展了JTAG启动操作系统的模式的功能， 提供了更大的灵活性。 0018 图 3为本申请部分实施例提供的基于XC7Z045 使用JTAG实现EMMC启动操作系统 。

14、的流程图， 使用JTAG实现EMMC启动操作系统的流程如下： 步骤S1， 设备上电后， XC7Z045芯片通过JTAG启动PC的操作系统； 说明书 2/3 页 4 CN 111142950 A 4 步骤S2， 使用UART接口输入的命令格式化EMMC数据存储单元并设置好EMMC的格式； 步骤S3， 跳转到文件系统的对应文件目录中复制EMMC方式启动的操作系统镜像到EMMC 数据存储单元中； 步骤S4， 烧写BIN文件到QSPI闪存单元中， 烧写完毕后把操作系统的启动模式切换为 QSPI方式启动； 在串口输出打印中可以看到QSPI和EMMC 共同启动的模式。 0019 步骤S5， QPSI从EM。

15、MC数据存储单元中读取操作系统镜像并启动。 0020 本申请在不借助网卡， 不借助SD卡的情况下实现了QSPI和EMMC的组合启动， 此启 动模式掉电不丢失， 可反复启动， 这样在尽量少的外接设备情况下实现操作系统的启动。 即 本申请设计出了一种只通过JTAG线和UART线实现操作系统启动的方式， 这样便是操作简 单， 减少网口或者外部可移动存储设备的使用， 减少芯片的外围不必要的设备。 0021 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后， 将容易想到本发明的其 它实施方案。 本申请旨在涵盖本发明的任何变型、 用途或者适应性变化， 这些变型、 用途或 者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识 或惯用技术手段。 说明书和实施例仅被视为示例性的， 本发明的真正范围和精神由下面的 权利要求指出。 0022 应当理解的是， 本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构， 并 且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。 本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。 说明书 3/3 页 5 CN 111142950 A 5 图1 图2 图3 说明书附图 1/1 页 6 CN 111142950 A 6 。