MS控制TAP控制器的状态。当TAP控制器处于Shift-IR状态时，TDI口进入的指令被移进指令寄存器；当TAP控制器入于Update-IR状态时，指令寄存器的指令有效。根据这个原理，通过控制此状态机，将配置信息移入器件内。另外，TAP测试存取口4个引脚有严格的时序要求，如图2所示。

其中TMS、TDI在TCK上升沿有效，TDO在TCK下降沿有效。要想通过JTAG口实现ISP或者测试，都必须遵守这些时序要求。

通过对两种接口的研究发现，它们均能实现ISP，然而JTAG口的测试功能以及与其它具有JTAG口器件之间的灵活的连接性显得更有优势，这也使得Lattice公司认识到了ISP接口的局限，因此在它后来开发生产的新器件中都采用了JTAG。在本方案中用到的LatticeMACH4000系列CPLD器件，运行频率最高达400MHz，待机电流仅为20μA，宏单元数目最高

达1024个，引脚到引脚延时2.5ns，在系统配置要用JTAG接口。

图2

    （2）配置文件

在进行配置前需要得到一个JED文件，也就是我们所说的熔丝图文件。在这个文件里包含了相应器件的配置信息，即该器件内部互连逻辑。在开发环境ispLEVER3.0里按照自上而下的顺序进行逻辑设计，经过行为仿真和时序仿真后，开发环境将生成这个熔丝图文件。除了JED文件，另外还需要一个能说明菊花花链组成顺序的.xcf文件。特别是当系统中有多个ISP器件且组成菊花链进行配置时，通过这个文件将分散在各个器件内部的JTAG链按照先后顺序组成一条系统级的扫描链，下载工具通过这个文件里的信息决定当前TDI上的数据是哪个器件的数据。有了这2个文件以后就可以通过下载工具进行器件配置了。

（3）配置工具

Lattice公司在PC和Workstation平台提供的下载工具叫IspVM。通过这个下载软件加上下载线可以实现器件配置。另外，Lattice在业界首创的利用系统板上的微控制器或微处理器进行编程的嵌入式、多供应商、单链、在系统可编程工具IspVM EMBEDDED，作为一种软件实现，一旦在微控制器或处理器安装成功，系统将有能力直接通过电路板上的处理器对板上所有可编程逻辑器件进行编程或再编程，而无需使用下载电费或人工干预。当然，为了使用这种软件，必须将JED文件转化成该软件支持的文件格式VME。VME作为专门支持IspVM EMBEDDED的文件，里面除了包括来自于JED和XCF的配置信息以外，不觉包括了能驱动IspVM EMBEDDED配置引擎的控制信息。正是这些控制信息使TAP状态机进入相应状态，从而将配制信息移入器件内。需要注意的是，如果要将VME存储在存储器上，还需要将其转化成HEX格式。本方案将在MSP430单片机上实现IspVM EMBEDDED，从而提供一种嵌入式系统升级方案。

2 方案设计

系统硬件电路如图3所示。

MSP430单片机P2口作为配置接口，接到Lattice MACH4128V的JTAG口上，外挂一个E2PROM，用来存储HEX格式的VME文件。整个过程是，通过串口接收来自计算机的配置文件，放到E2PROM，接收完毕以后，单片机运行配置引擎，读取E2PROM，配置指令通过JTAG口对Lattice MACH 4128V进行配置。需要指出的是，Lattice MACH 4128V并没有用专门的引脚来控制进入配置模式或退出配置模式，而仅仅是通过TAP控制所处状态来决定的。IEEE1149.1标准中规定：器件加电时或应用中不利用边界扫描逻辑，强迫TAP控制器处于Test-Logic-Reset状态，因此在通过程序控制JTAG进行器件配置结束时，一定要通过软件方式强迫TAP控制器回到Test-Logic-Reset状态，下面提到的ispVMEnd()函数实现的就是这个功能。另外，当通过JTAG口完成器件配置或测试以后，TMS、TDI引脚器件内部上拉。虽然如此，为了防止TCK可能出现的信号使JTAG状态机离开Test-Logic-Reset状态，或者因为上电瞬间可能产生的TCK信号导致状态机进入未知状态，设计电路时必须在TMS引脚加4.7kΩ下拉电阻。另外，电路中Vcc=3.3V。

3 软件介绍

软件部分包括PC机程序和MSP430单片机程序。其中PC机程序将HEX格式的VME文件通过串口传送给单片机；MSP430单片机程序包括ispVM EMBEDDED，串口读写和E2PROM读写部分。

作为整个配置的核心，ispVM EMBEDDED主要由存储在E2PROM的VME文件驱动，从而将配置信息串行移入Latti

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