什么是jtag接口

JTAG(Joint Test Action Group ，聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組 ) 是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、調(diào)試， JTAG 技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測(cè)試電路 TAP （ Test Access Port ，測(cè)試訪問(wèn)口），通過(guò)專用的 JTAG 測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。
目前大多數(shù)比較復(fù)雜的器件都支持 JTAG 協(xié)議，如 ARM 、 DSP 、 FPGA 器件等。標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG 接口是 4 線： TMS 、 TCK 、 TDI 、 TDO ，分別為測(cè)試模式選擇、測(cè)試時(shí)鐘、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出。
JTAG 測(cè)試允許多個(gè)器件通過(guò) JTAG 接口串聯(lián)在一起，形成一個(gè) JTAG 鏈，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)器件分別測(cè)試。 JTAG 接口還常用于實(shí)現(xiàn) ISP （ In-System Programmable 在系統(tǒng)編程）功能，如對(duì) FLASH器件進(jìn)行編程等。
通過(guò) JTAG 接口，可對(duì)芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)行訪問(wèn)，因而是開(kāi)發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)潔高效的手段。目前 JTAG 接口的連接有兩種標(biāo)準(zhǔn)，即 14 針接口和 20 針接口，其定義分別如下所示。

14 針JTAG 接口定義：

14 針 JTAG 接口定義引 腳 名 稱 描 述

1 、 13 　　　　　　　　　　　　　　VCC 接電源

2 、 4 、 6 、 8 、 10 、 14 　　　GND 接地

3 　nTRST 　　　　　　　　　　　　測(cè)試系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)

5 　TDI 　　　　　　　　　　　　　測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸入

7 　TMS 　　　　　　　　　　　　　測(cè)試模式選擇

9 　TCK 　　　　　　　　　　　　　測(cè)試時(shí)鐘

11　TDO 　　　　　　　　　　　　　測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸出

12　NC 　　　　　　　　　　　　　　未連接

20 針 JTAG 接口定義引 腳 名 稱 描 述

1　VTref 　　　　　　　　　　　　目標(biāo)板參考電壓，接電源

2 VCC 　　　　　　　　　　　　　　接電源

3 nTRST 　　　　　　　　　　　　　測(cè)試系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)

4、6、8、10、12、14、16、18、20 　GND 接地

5 TDI 　　　　　　　　　　　　　　測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸入

7 TMS 　　　　　　　　　　　　　　測(cè)試模式選擇

9 TCK 　　　　　　　　　　　　　　測(cè)試時(shí)鐘

11 RTCK 　　　　　　　　　　　　　測(cè)試時(shí)鐘返回信號(hào)

13 TDO 　　　　　　　　　　　　　　測(cè)試數(shù)據(jù)串行輸出

15 nRESET 　　　　　　　　　　　　目標(biāo)系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)

17 、 19 NC 　　　　　　　　　　　未連接

下面以S3C4510B開(kāi)發(fā)板為例說(shuō)明JTAG接口：

在保證電源電路、晶振電路和復(fù)位電路正常工作的前提下，可通過(guò)JTAG 接口調(diào)試S3C4510B，在系統(tǒng)上電前，首先應(yīng)檢測(cè)JTAG 接口的 TMS 、 TCK 、 TDI 、 TDO 信號(hào)是否已與 S3C4510B 的對(duì)應(yīng)引腳相連，其次應(yīng)檢測(cè) S3C4510B 的 nEWAIT 引腳（ Pin71 ）是否已上拉， ExtMREQ 引腳（ Pin108 ）是否已下拉，對(duì)這兩只引腳的處理應(yīng)注意，作者遇到多起S3C4510B 不能正常工作或無(wú)法與JTAG 接口通信，均與沒(méi)有正確處理這兩只引腳有關(guān)。

給系統(tǒng)上電后，可通過(guò)示波器查看 S3C4510B 對(duì)應(yīng)引腳的輸出波形，判斷是否已正常工作，若S3C4510B 已正常工作，在使能片內(nèi) PLL 電路的情況下， SDCLK/MCLKO 引腳（ Pin77 ）應(yīng)輸出頻率為 50MHz 的波形，同時(shí)， MDC 引腳（ Pin50 ）和其他一些引腳也應(yīng)有波形輸出。

在保證 S3C4510B 已正常工作的情況下，可使用 ADS 或 SDT 通過(guò) JTAG 接口對(duì)片內(nèi)的部件進(jìn)行訪問(wèn)和控制。

在此，首先通過(guò)對(duì)片內(nèi)控制通用 I/O 口的特殊功能寄存器的操作，來(lái)點(diǎn)亮連接在 P3 ～ P0 口上的4 只 LED ，用以驗(yàn)證 ADS 或 SDT 調(diào)試環(huán)境是否已正確設(shè)置，以及與 JTAG 接口的連接是否正常。

ADS 和 SDT 均為 ARM 公司為方便用戶在 ARM 芯片上進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)而推出的一整套集成開(kāi)發(fā)工具，其中， ADS 為 SDT 的升級(jí)版本。該系統(tǒng)的調(diào)試以 ADS 為例，同時(shí)也適合于 SDT 開(kāi)發(fā)環(huán)境。

連接好硬件后，打開(kāi) AXD Debugger ，建立與目標(biāo)板（待調(diào)試的系統(tǒng)板）的連接， AXDDebugger 有軟件仿真方式和帶目標(biāo)系統(tǒng)的調(diào)試方式，此時(shí)應(yīng)工作在帶目標(biāo)系統(tǒng)的調(diào)試方式。

選擇菜單 System Views → Command Line Interface 功能，該選項(xiàng)為 AXD Debugger 的一個(gè)命令行窗口，可在該窗口內(nèi)輸入各種調(diào)試命令，使用非常方便。在命令行窗口輸入：

> setmem 0x3FF5000, 0xFFFF, 32

> setmem 0x3FF5008, 0xFFFF, 32

setmem 命令用于對(duì)特定的地址設(shè)置特定的值，待設(shè)定的值可以是 8 位、 16 位或 32 位，在此，對(duì)通用 I/O 口的模式寄存器和數(shù)據(jù)寄存器設(shè)置相應(yīng)的值，點(diǎn)亮 LED 。

S3C4510B 在復(fù)位后，特殊功能寄存器的基地址為 0x3FF0000, 由表 5 -2-3 可知，I/O 口的模式寄存器偏移地址為0x5000,因此， I/O 口的模式寄存器的物理地址為 0x3FF5000 ，設(shè)定該寄存器的值為 0xFFFF ，將 I/O 口置為輸出方式。 I/O 口的數(shù)據(jù)寄存器的物理地址為 0x3FF5008 ，設(shè)定該寄存器的值為 0xFFFF ，將 I/O 口的輸出置為高電平。

在執(zhí)行完以上兩條命令后，連接在通用 I/O 口的 4 只 LED 應(yīng)被點(diǎn)亮，表示調(diào)試系統(tǒng)的軟、硬件連接完好，可進(jìn)行下一步的調(diào)試工作，否則，應(yīng)重新檢查調(diào)試系統(tǒng)。

用戶若使用 SDT 作為調(diào)試工具，操作方法類似。 連接好硬件后，打開(kāi) ARM Debugger　for Windows ，建立與目標(biāo)板（待調(diào)試的系統(tǒng)板）的連接，選擇菜單 View → Command 功能，即可顯示命令行窗口，在命令行窗口輸入：

Debug：let 0x3FF5000 = 0xFFFF

Debug：let 0x3FF5008 = 0xFFFF

執(zhí)行完以上兩條命令后，連接在通用 I/O 口的 4 只 LED 應(yīng)被點(diǎn)亮。

關(guān)于通用 I/O 口更具體的工作原理和使用方法，可參考S3C4510B 用戶手冊(cè)。

用戶系統(tǒng)若能正常完成上述操作并成功點(diǎn)亮連接在P3～P0 口上的LED 顯示器，則表明S3C4510B已在正常工作，且調(diào)試環(huán)境也已正確建立，以后的調(diào)試工作就相對(duì)簡(jiǎn)單。筆者曾遇到多個(gè)用戶系統(tǒng)因?yàn)椴荒芡瓿蛇@步工作，使開(kāi)發(fā)者失去信心而最終放棄。