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jtag接口(jtag接口图片)

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一、Jtag是什么

JTAG是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线:TMS、TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。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。

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二、JTAG接口的接口

JTAG最初是用来对芯片进行测试的,JTAG的基本原理是在器件内部定义一个TAP(Test Access Port;测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起,形成一个JTAG链,能实现对各个器件分别测试。如今,JTAG接口还常用于实现ISP(In-System Programmer,在系统编程),对FLASH等器件进行编程。

JTAG编程方式是在线编程,传统生产流程中先对芯片进行预编程然后再装到板上,简化的流程为先固定器件到电路板上,再用JTAG编程,从而大大加快工程进度。JTAG接口可对DSP芯片内部的所有部件进行编程。具有JTAG口的芯片都有如下JTAG引脚定义:

TDI——测试数据输入,数据通过TDI输入JTAG口;

TDO——测试数据输出,数据通过TDO从JTAG口输出;

TMS——测试模式选择,TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式。

可选引脚TRST——测试复位,输入引脚,低电平有效。

含有JTAG口的芯片种类较多,如CPU、DSP、CPLD等。

JTAG内部有一个状态机,称为TAP控制器。TAP控制器的状态机通过TCK和TMS进行状态的改变,实现数据和指令的输入。 JTAG在线写Flash的硬件电路设计和与PC的连接方式

以含JTAG接口的StrongARM SA1110为例,Flash为Intel 28F128J32 16MB容量。SA1110的JTAG的TCK、TDI、TMS、TDO分别接PC并口的2、3、4、11线上,通过程序将对JTAG口的控制指令和目标代码从PC的并口写入JTAG的BSR中。在设计PCB时,必须将SA1110的数据线和地址线及控制线与Flash的地线、数据线和控制线相连。因SA1110的数据线、地址线及控制线的引脚上都有其相应BSC,只要用JTAG指令将数据、地址及控制信号送到其BSC中,就可通过BSC对应的引脚将信号送给Flash,实现对Flash的操作。JTAG的系统板设计和连线关系如图3所示。通过TCK、TMS的设置,可将JTAG设置为接收指令或数据状态。JTAG常用指令如下:

SAMPLE/PRELOAD——用此指令采样BSC内容或将数据写入BSC单元;

EXTEST——当执行此指令时,BSC的内容通过引脚送到其连接的相应芯片的引脚,我们就是通过这种指令实现在线写Flash的;

BYPASS——此指令将一个一位寄存器置于BSC的移位回路中,即仅有一个一位寄存器处于TDI和TDO之间。

在PCB电路设计好后,即可用程序先将对JTAG的控制指令,通过TDI送入JTAG控制器的指令寄存器中。再通过TDI将要写Flash的地址、数据及控制线信号入BSR中,并将数据锁存到BSC中,用EXTEST指令通过BSC将写入Flash。在线写Flash的程序用Turbo C编写。程序使用PC的并行口,将程序通过含有JTAG的芯片写入Flash芯片。程序先对PC的并口初始化,对JTAG口复位和测试,并读Flash,判断是否加锁。如加锁,必须先解锁,方可进行操作。写Flash之前,必须对其先擦除。将JTAG芯片设置在EXTEST模式,通过PC的并口,将目标文件通过JTAG写入Flash,并在烧写完成后进行校验。程序主流程如图4所示。

通过JTAG的读芯片ID子程序如下: voidid_command(void){putp(1,0,IP);//Run-Test/Idle;使JTAG复位putp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,1,IP);putp(1,1,IP);//选择指令寄存器putp(1,0,IP);//捕获指令寄存器putp(1,0,IP);//移位指令寄存器putp(0,0,IP);//SA1110JTAG口指令长度5位,IDCODE为01100putp(1,0,IP);putp(1,0,IP);putp(0,0,IP);putp(0,0,IP);putp(0,1,IP);//退出指令寄存器putp(1,1,IP);//更新指令寄存器,执行指令寄存器中的指令putp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,1,IP);putp(1,0,IP);if(check_id(SA1110ID))error_out(failedtoreaddeviceIDfortheSA-1110);putp(1,1,IP);//退出数据寄存器putp(1,1,IP);//更新数据寄存器putp(1,0,IP);//Run-Test/Idle,使JTAG复位putp(1,0,IP);//Run-Test/Idleputp(1,0,IP);//Run-Test/Idle}①Flash芯片的WE、CE、OE等控制线必须与SA1110的BSR相连。只有这样,才能通过BSR控制Flash的相应引脚。

②JTAG口与PC并口的连接线要尽量短,原则上不大于15cm。

③Flash在擦写和编程时所需的工作电流较大,在选用系统的供电芯片时,必须加以考虑。

④为提高对Flash的编程速度,尽量使TCK不低于6MHz,可编写烧写Flash程序时实现。

三、JTAG接口的定义

JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议,主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试, JTAG技术是一种嵌入式调试技术,它在芯片内部封装了专门的测试电路 TAP( Test Access Port,测试访问口),通过专用的 JTAG测试工具对内部节点进行测试。

如今大多数比较复杂的器件都支持 JTAG协议,如 ARM、 DSP、 FPGA器件等。标准的 JTAG接口是 4线: TMS、 TCK、 TDI、 TDO,分别为测试模式选择、测试时钟、测试数据输入和测试数据输出。如今 JTAG接口的连接有两种标准,即 14针接口和 20针接口,其定义分别如下所示。 1、 13 VCC接电源

2、 4、 6、 8、 10、 14 GND接地

12NC未连接 1VTref目标板参考电压,接电源

4、6、8、10、12、14、16、18、20 GND接地

17、 19 NC未连接仿真器端口 AVR端口备注

7. NC/ Vsupply NC/ VCC JTAG ICE仿真器:VCC;JTAG ICE mkII仿真器:NC

8. nTRST NC ATMEL尚且保留该端口,如今暂不使用它,未来可能会使用

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