随着信息技术的发展，嵌入式系统越来越广泛地应用于手机通信、汽车、航空航天、工业控制等领域。在这些电子产品中，大多以嵌人式微处理器为核心，配套相关的外围辅助设备，对控制对象进行软硬件的功能剪裁性设计，并将控制程序固化在非易失性存储器中。FLASH作为一种存储速度快，容量大，可多次擦写并且价格便宜的存储器得到了广泛的应用。由于有些微处理器内部不包含FLASH或FLASH存储空间太小、擦写次数有限，为了提供足够的程序存储空间，需要对其进行外部FLASH扩展。JTAG是目前广泛使用的一种系统在线编程的模式，大大方便了嵌入式系统下载程序至FLASH。该设计使用的微处理器为MPC5554，通过JTAG接口对外扩FLASH进行编程。
1 MPC5554简介
MPC5554是Freescale公司推出的采用PowerPC内核的一款32位微控制器．属于MPC5500系列第一代产品，可用于航空航天、汽车、工业控制等嵌入式系统中。如图1所示，MPC5554内部带有浮点运算单元，集成DSP运算指令，拥有较高的计算能力，可以满足多任务处理和实时控制的要求。MPC5554包含64 KB内部SRAM，32 KB Cache，2 MB内部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(可扩展为64路)，中断控制器，以及JTAG，Nexus调试接口等功能模块。MPC5554为416脚PBGA封装，可在-40～+150℃的环境下工作，系统时钟可达132 MHz，中断延迟小于70 ns(@132 MHz)，内部逻辑供电1．5 V，输入／输出供电3．3 V，5 V，外部总线接口支持1．62～3．6 V操作。
MPC5554提供2 MB可编程、非优化内部FLAsH，可用于指令存取和数据存储。然而MPC5554内部的FLASH为CMF型FLASH，这种FLASH的缺陷是擦写次数有限，以擦写一次为单位计算，MPC5554的内部FLASH只能进行100次。对于开发人员，这种局限性非常不利于开发阶段的程序写入和功能调试。一种有效方法是扩展外部FLASH，这样可以在开发阶段将程序写入外部FLAsH，待程序定版后，只需做稍微修改再写入内部FLASH。此外，当控制对象为复杂的多变量系统时，内部FLASH往往无法提供足够的程序存储空间，采用外部扩展FLASH就显得尤为必要。
2 JTAG介绍
JTAG(Joint Test Action Group)成立于1985年，由几家主要的电子制造商发起制订的PCB和IC测试标准。JTAG建议于1990年被IEEE批准为IEEE1149．1-1990测试访问端口和边界扫描结构标准。该标准规定了进行边界扫描所需要的硬件和软件。JTAG主要用于：电路的边界扫描测试和可编程芯片的在系统编程。目前MPC5554中使用的JTAG为IEEE1149．1-2001标准。
JTAG是一种嵌入式处理器开发工具的接口，是目前单片机普遍采用的在系统调试和编程方式之一。使用JTAG调试模式，用户可以发送指令和数据给处理器，同时也可以接收处理器发送过来的数据，这样就可以在外部实现对处理器的控制并进行一定的操作，譬如读写寄存器、擦除FLASH、向RAM、FLASH写入数据等。标准的JTAG接口是四线：TMS，TCK，TDI，TDO。相关JTAG引脚的定义为：TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。
MPC5554提供JTAG和Nexus两种调试接口。为了使用方便，Freescale公司开发出了针对JTAG与Nexus共用的专用烧写器与配套软件，为14针脚。其主要特点是双向同步串行通信。同步串行通信时钟由仿真器提供，并与单片机总线时钟同步。通过USBMultilink转换接口(连接到目标板14针JTAG／Nexus接口上)，可以在线实现烧写、校验、检查、上载、擦写等功能。Freescale对14针JTAG／NexlJs接口引脚定义，参见表1。
3 硬件设计
该系统的硬件设计为基于MPC5554的最小系统板，包括晶振电路、电源模块、I／O模块、A／D转换模块、RS 232通信端口，CAN端口，跑马灯，外扩2片AMD公司的FLASH芯片AM29LV160DT作为程序存储器，2片外扩RAM，其功能模块如图2所示。
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