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。

1.jtag接口

 

jtag接口

(图片来自于网络)

 

2.jtag接口原理图

 

jtag接口原理图

(图片来自于网络)

 

3.jtag接口主要作用

jtag接口主要作用如下:

 

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。


JTAG引脚定义


具有JTAG口的芯片都有如下JTAG引脚定义:


TCK——测试时钟输入;


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芯片的边界扫描寄存器


JTAG标准定义了一个串行的移位寄存器。寄存器的每一个单元分配给IC芯片的相应引脚,每一个独立的单元称为BSC(Boundary-Scan Cell)边界扫描单元。这个串联的BSC在IC内部构成JTAG回路,所有的BSR(Boundary-Scan Register)边界扫描寄存器通过JTAG测试激活,平时这些引脚保持正常的IC功能。


JTAG在线写Flash的硬件电路设计


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。


使用TAP状态机的指令实行对Flash的操作


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将要写的Flash的地址、数据及控制线信号写入BSR中,并将数据锁存到BSC中,用EXTEST指令通过BSC将写入Flash。