[发明专利]基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及ATCA(Advanced Telecommunication ComputingArchitecture，高性能通讯计算架构)的边界扫描技术，并且具体地，涉及基于高性能计算通讯架构的边界扫描系统及方法。

背景技术

随着大型网络和通信应用的不断发展，系统的复杂度、成本、开发难度不断增高，越来越多的生产厂商开始寻找提高系统性能、减轻开发工作量、缩短开发周期以及降低成本的方法。在这种背景下，PICMG(全球PCI工业计算机制造商协会)于2002年发布了PICMG3.0规范--ATCA(Advanced Telecommunication ComputingArchitecture，高性能通讯计算架构)。

ATCA是一项行业创新计划，它为电信行业制定全新的刀片式产品和机箱外形技术规范，致力于满足Compact PCI或其它专有解决方案都不能满足的新一代通信应用提出的需要。其主要目标是为电信级电信应用提供标准化的平台体系结构，同时支持许多电信级特性。最后，这种体系结构还可以提供更多选择和多层解决方案堆叠的组件间的互操作能力，从而为开发商带来巨大优势。

ATCA架构中包括了一个机框和一个背板(如图1所示)，该背板有若干个插槽可以支持多块单板，单板之间的通信通过背板的IPMB(Intelligent Platform Management Bus，智能平台管理总线)来完成，每块单板提供一个BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)作为该单板与背板通信的接口。ATCA规范中同时规定，众多的单板中需要有两块单板作为机框管理板(主备关系)，负责整个系统的管理工作。

除了上述的IPMB总线，ATCA的背板还增加了专门针对电信应用的时钟总线(Clock Bus)、更新总线(Update Bus)、和测试总线(Test bus)。专门的时钟总线可以满足电信级应用对时钟的需求；更新总线可以为高可靠的冗余背板(HA redundant Board)提供物理同步时钟；测试总线则可以为诸如DLSLAM之类的特殊需求提供电信测试总线。

AMC(Advanced Mezzanine Card，高级夹层卡)模块是支持ATCA系统的最小插入式模块，它采用交换结构，支持热插拔，基于单板作为它的载板来进行工作。

ATCA的规范中并没有定义系统的测试模型，随着系统复杂度的日益提高，如何提高系统的稳定性成为一项值得人们深思的课题。提高系统的稳定性包括两个方面：(1)如何能够在不破坏单板物理连接的基础上测试物理器件是否正常；(2)如何能够在软件升级时不破坏现有系统的稳定性。

边界扫描是由IEEE1149.1(JTAG，Joint Test Action Group)提出的一种技术，全称是标准测试访问端口和边界扫描架构(StandardTest Access Port and Boundary-Scan Architecture)，它一般由4个引脚组成，分别是TMS(Test Mode Select，测试模式选择)引脚，TCK(Test Clock，测试时钟)引脚，TDI(Test Data Input，测试数据输入)引脚和TDO(Test Data Output，测试数据输出)引脚，另外还有一个可选择的TRST(Test Reset，测试复位)引脚。

所谓边界扫描就是将芯片内部所有的引脚通过BSC(BoundaryScan Cell，边界扫描单元)串接起来，从TDI引入，TDO引出。一旦进入调试状态，调试指令和数据从TDI进入，沿着测试链通过测试单元送到芯片的各个引脚和测试寄存器中，通过不同的测试指令来完成不同的测试功能。包括用于测试外部电气连接和外围芯片功能的外部模式以及用于芯片内部功能测试(对芯片生产商)的内部模式，还可以访问和修改CPU寄存器和存储器，设置软件断点，单步执行，下载程序等。

现有的边界扫描技术只是针对某块单板内某款物理器件的扫描，没有上升到系统的角度，因此针对ATCA架构需要从系统的层面扩充边界扫描的功能。