JTAG接口
時間：2018-02-24 來源：未知
JTAG是(Joint Test Action Group(聯合測試行為(wei)組織))的(de)(de)英(ying)文縮寫，該組織成立于(yu)1985 年，是由幾家主(zhu)要的(de)(de)電子制(zhi)造(zao)商發起制(zhi)訂的(de)(de)PCB 和IC 測試標(biao)準。JTAG 主(zhu)要應用(yong)于(yu)：電路的(de)(de)邊界掃描測試和可編程(cheng)芯片的(de)(de)在線(xian)系統編程(cheng)。
JTAG的發展：
JTAG現在發展已(yi)經成為(wei)(wei)了一種標準測(ce)(ce)試(shi)(shi)協議(yi)，主要用于(yu)芯片(pian)內(nei)部(bu)測(ce)(ce)試(shi)(shi)。現今多數的(de)高級器件都支持JTAG協議(yi),如DSP、FPGA、ARM、部(bu)分單片(pian)機器件等。標準的(de)JTAG接口(kou)(kou)是(shi)4線：TMS、TCK、TDI、TDO,分別為(wei)(wei)模(mo)(mo)式(shi)選擇(ze)、時(shi)鐘、數據(ju)(ju)輸入和(he)數據(ju)(ju)輸出線。相關JTAG引(yin)(yin)腳的(de)定義為(wei)(wei)：TCK為(wei)(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)時(shi)鐘輸入;TDI為(wei)(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)數據(ju)(ju)輸入，數據(ju)(ju)通(tong)過TDI引(yin)(yin)腳輸入JTAG接口(kou)(kou);TDO為(wei)(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)數據(ju)(ju)輸出，數據(ju)(ju)通(tong)過TDO引(yin)(yin)腳從JTAG接口(kou)(kou)輸出;TMS為(wei)(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)模(mo)(mo)式(shi)選擇(ze)，TMS用來設置JTAG接口(kou)(kou)處于(yu)某(mou)種特(te)定的(de)測(ce)(ce)試(shi)(shi)模(mo)(mo)式(shi);TRST為(wei)(wei)測(ce)(ce)試(shi)(shi)復位，輸入引(yin)(yin)腳，低電平有效。GND
TI還定(ding)義(yi)了一(yi)(yi)種叫SBW-JTAG的(de)接口，用來在引腳(jiao)較少的(de)芯片(pian)上(shang)通過少的(de)利用引腳(jiao)實現JTAG接口，它只有兩條線，SBWTCK，SBWTDIO。實際(ji)使用時一(yi)(yi)般通過四條線連接，VCC，SBWTCK，SBWTDIO，GND，這樣就(jiu)可以很(hen)方便的(de)實現連接，又不會占用大量引腳(jiao)。比如(ru)STM32/8系列的(de)芯片(pian)調試就(jiu)有Serial wire調試模式(shi)，使用該方法可以在僅用4根線的(de)情況下(xia)對芯片(pian)進行程序(xu)下(xia)載和單步調試等功能。
JATG的作用和原理：
一個含(han)有JTAG Debug接口模(mo)塊的(de)(de)CPU，只要時(shi)鐘正常，就可以通過(guo)JTAG接口訪問CPU的(de)(de)內部寄存(cun)器(qi)(qi)和掛在CPU總線上(shang)的(de)(de)設備，如FLASH，RAM，SOC(比如4510B，44Box，AT91M系列)內置(zhi)模(mo)塊的(de)(de)寄存(cun)器(qi)(qi)，像(xiang)UART，Timers，GPIO等等的(de)(de)寄存(cun)器(qi)(qi)。
JTAG中(zhong)輸入/輸出的捕獲/模擬使(shi)用的是邊(bian)界掃描技術。
邊界(jie)掃(sao)描(Boundary-Scan)技術的基(ji)本思想是在靠近(jin)芯片的輸入/輸出(chu)引腳上增(zeng)加一個移位寄(ji)存器單元，也就是邊界(jie)掃(sao)描寄(ji)存器(Boundary-Scan Register)。
當芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)處于調試狀(zhuang)態(tai)時，邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)可(ke)(ke)以(yi)(yi)將芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)和(he)(he)外(wai)圍的(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)入/輸(shu)(shu)出(chu)(chu)隔(ge)離開來(lai)。通(tong)(tong)過(guo)邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)單元，可(ke)(ke)以(yi)(yi)實(shi)現對芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)輸(shu)(shu)入/輸(shu)(shu)出(chu)(chu)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察和(he)(he)控制(zhi)。對于芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)入引(yin)腳(jiao)(jiao)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)(tong)過(guo)與之(zhi)相連的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)單元把信(xin)號(hao)(hao)(hao)(數據)加載到該引(yin)腳(jiao)(jiao)中(zhong)去;對于芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)引(yin)腳(jiao)(jiao)，也可(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)(tong)過(guo)與之(zhi)相連的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)“捕獲”該引(yin)腳(jiao)(jiao)上的(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)信(xin)號(hao)(hao)(hao)。在正常的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)狀(zhuang)態(tai)下，邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)對芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)來(lai)說是透明的(de)(de)(de)(de)(de)，所以(yi)(yi)正常的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)不會受(shou)到任何影響。這樣，邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)提供(gong)了(le)一 種便捷(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)方式用于觀(guan)測和(he)(he)控制(zhi)所需(xu)調試的(de)(de)(de)(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)。另外(wai)，芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)輸(shu)(shu)入/輸(shu)(shu)出(chu)(chu)引(yin)腳(jiao)(jiao)上的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)(移位)寄(ji)(ji)(ji)存器(qi)(qi)單元可(ke)(ke)以(yi)(yi)相互連接起來(lai)，任芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)周(zhou)圍形(xing)成一個邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)鏈 (Boundary-Scan Chain)。邊(bian)界(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)掃(sao)描(miao)(miao)鏈可(ke)(ke)以(yi)(yi)串行(xing)地(di)輸(shu)(shu)入和(he)(he)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，通(tong)(tong)過(guo)相應的(de)(de)(de)(de)(de)時鐘信(xin)號(hao)(hao)(hao)和(he)(he)控制(zhi)信(xin)號(hao)(hao)(hao)，就可(ke)(ke)以(yi)(yi)方便地(di)觀(guan)察和(he)(he)控制(zhi)處在調試狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)。
JTAG接口：
通(tong)常所說的JTAG大(da)致分兩類，一(yi)類用(yong)于測(ce)試芯片(pian)的電氣特性，檢測(ce)芯片(pian)是(shi)否有問題;一(yi)類用(yong)于Debug;一(yi)般支持JTAG的CPU內都(dou)包含了(le)這兩個模塊(kuai)。
上面說的只是JTAG接口所具(ju)(ju)備的能力(li)，要使用這些功能，還需(xu)要軟件的配合，具(ju)(ju)體(ti)實現的功能則(ze)由具(ju)(ju)體(ti)的軟件決定(ding)。
通過JTAG下(xia)載程序前應關(guan)閉所(suo)有(you)中(zhong)斷，在使(shi)用(yong)JTAG接口的(de)(de)時候，各中(zhong)斷的(de)(de)使(shi)能未(wei)知，尤其是FLASH里有(you)可執行碼(ma)的(de)(de)情況，可能會有(you)一些中(zhong)斷被使(shi)能。使(shi)用(yong)JTAG下(xia)載完代碼(ma)，要(yao)執行時，有(you)可能因為未(wei)完成(cheng)初始化就產生了中(zhong)斷，導(dao)致程序異(yi)常(chang)。所(suo)以，需要(yao)先關(guan)閉中(zhong)斷，一般(ban)通過設置SOC的(de)(de)中(zhong)斷控(kong)制寄(ji)存器(qi)完成(cheng)。
現如(ru)今使(shi)用JTAG對于ARM系列芯片(pian)，在需(xu)要燒寫大量數據時，一(yi)般先(xian)會制作一(yi)段(duan)特殊的(de)代(dai)碼，比如(ru)U-boot集成這些(xie)功能，可(ke)(ke)以調試(shi)和下載程序，甚至可(ke)(ke)以使(shi)用多種(zhong)手段(duan)，如(ru)使(shi)用串口，USB，網(wang)卡等方式下載，極大的(de)提高了程序燒寫的(de)速(su)度，特別是在下載和移植(zhi)系統的(de)時候效果尤(you)為明顯。
