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关于JTAG ICE
文件名称:关于JTAG ICE
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上传时间:2014/7/28
更新时间:2014/7/28
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信息内容
JTAG ICE简介
2009-03-23 14:20
JTAG是英文“Joint Test Action Group(联合测试行为组织)”的词头字母的简写,该组织成立于1985 年,是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。自从1990 年批准后,IEEE 分别于1993 年和1995 年对该标准作了补充,形成了现在使用的IEEE1149.1a-1993 和IEEE1149.1b-1994。JTAG 主要应用于:电路的边界扫描测试和可编程芯片的在系统编程。

  JTAG也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。

TI还定义了一种叫SBW-JTAG的接口,用来在引脚较少的芯片上通过最少的利用引脚实现JTAG接口,它只有两条线,SBWTCK,SBWTDIO。实际使用时一般通过四条线连接,VCC,SBWTCK,SBTDIO,GND,这样就可以很方便的实现连接,又不会占用大量引脚。

  JTAG最初是用来对芯片进行测试的,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测试工具对进行内部节点进行测试。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。现在,JTAG接口还常用于实现ISP(In-System Programmable;在线编程),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现再装到板上因此而改变,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PSD芯片内部的所有部件进行编程。

  在硬件结构上,JTAG 接口包括两部分:JTAG 端口和控制器。与JTAG 接口兼容的器件可以是微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、PLD、CPL、FPGA、ASIC 或其它符合IEEE1149.1 规范的芯片。IEEE1149.1 标准中规定对应于数字集成电路芯片的每个引脚都设有一个移位寄存单元,称为边界扫描单元BSC。它将JTAG 电路与内核逻辑电路联系起来,同时隔离内核逻辑电路和芯片引脚。由集成电路的所有边界扫描单元构成边界扫描寄存器BSR。边界扫描寄存器电路仅在进行JTAG 测试时有效,在集成电路正常工作时无效,不影响集成电路的功能。


JTAG的一些说明

  通常所说的JTAG大致分两类,一类用于测试芯片的电气特性,检测芯片是否有问题;一类用于Debug;一般支持JTAG的CPU内都包含了这两个模块。

  一个含有JTAG Debug接口模块的CPU,只要时钟正常,就可以通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器和挂在CPU总线上的设备,如FLASH,RAM,SOC(比如4510B,44Box,AT91M系列)内置模块的寄存器,象UART,Timers,GPIO等等的寄存器。

  上面说的只是JTAG接口所具备的能力,要使用这些功能,还需要软件的配合,具体实现的功能则由具体的软件决定。

  例如下载程序到RAM功能。了解SOC的都知道,要使用外接的RAM,需要参照SOC DataSheet的寄存器说明,设置RAM的基地址,总线宽度,访问速度等等。有的SOC则还需要Remap,才能正常工作。运行Firmware时,这些设置由Firmware的初始化程序完成。但如果使用JTAG接口,相关的寄存器可能还处在上电值,甚至时错误值,RAM不能正常工作,所以下载必然要失败。要正常使用,先要想办法设置RAM。在ADW中,可以在Console窗口通过Let 命令设置,在AXD中可以在Console窗口通过Set命令设置。

  关于简单JTAG电缆

  目前有各种各样简单JTAG电缆,其实只是一个电平转换电路,同时还起到保护作用。JTAG的逻辑则由运行在PC上的软件实现,所以在理论上,任何一个简单 JTAG电缆,都可以支持各种应用软件,如Debug等。可以使用同一个JTAG电缆写Xilinx CPLD,AXD/ADW调试程序。关键再于软件的支持,大多数软件都不提供设定功能,因而只能支持某种JTAG电缆。

  关于简单JTAG电缆的速度

  JTAG 是串行接口,使用打印口的简单JTAG电缆,利用的是打印口的输出带锁存的特点,使用软件通过I/O产生JTAG时序。由JTAG标准决定,通过JTAG 写/读一个字节要一系列的操作,根据我的分析,使用简单JTAG电缆,利用打印口,通过JTAG输出一个字节到目标板,平均需要43个打印口I/O, 在我机器上(P4 1.7G),每秒大约可进行660K次 I/O 操作,所以下载速度大约在660K/43, 约等于15K Byte/S. 对于其他机器,I/O速度大致相同,一般在600K ~ 800K.


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