嵌入式软件工程师-嵌入式系统调试与测试-JTAG调试_JTAG未来发展趋势.docxVIP

PAGE1

PAGE1

JTAG调试基础

1JTAG接口介绍

JTAG（JointTestActionGroup）接口是一种国际标准测试协议，主要用于芯片的测试和调试。它通过一个四线接口（TCK,TMS,TDI,TDO）和一个可选的TRST线，实现对芯片内部电路的测试和调试。JTAG接口的核心是边界扫描技术，它允许通过串行链路访问芯片内部的测试访问端口（TAP），从而实现对芯片内部状态的读取和修改。

1.1JTAG接口的四线功能

TCK（TestClock）：测试时钟信号，用于同步JTAG操作。

TMS（TestModeSelect）：测试模式选择信号，用于控制状态机的模式。

TDI（TestDataInput）：测试数据输入信号，用于向芯片内部发送测试或调试数据。

TDO（TestDataOutput）：测试数据输出信号，用于从芯片内部读取测试或调试数据。

2JTAG调试原理

JTAG调试原理基于边界扫描技术，通过TAP控制器，可以访问芯片内部的寄存器和存储器。JTAG调试通常包括以下步骤：

初始化：设置TMS和TCK信号，将TAP控制器置于初始状态。

指令选择：通过TDI发送指令，选择要执行的调试操作。

数据传输：根据指令，通过TDI发送数据，或从TDO读取数据。

状态更新：更新TAP控制器的状态，准备下一次操作。

2.1JTAG状态机

JTAG状态机有以下几种状态：

测试逻辑复位（Test-Logic-Reset）：初始状态，所有寄存器被复位。

运行测试/空闲（Run-Test/Idle）：在TCK的控制下，可以进行数据的移位操作。

选择DR扫描（Select-DR-Scan）：选择数据寄存器进行扫描。

捕获DR（Capture-DR）：将TDI的数据捕获到数据寄存器中。

移位DR（Shift-DR）：在TCK的控制下，数据在数据寄存器中移位。

退出1DR（Exit1-DR）：准备进入捕获DR状态。

暂停DR（Pause-DR）：暂停数据寄存器的操作。

选择IR扫描（Select-IR-Scan）：选择指令寄存器进行扫描。

捕获IR（Capture-IR）：将TDI的数据捕获到指令寄存器中。

移位IR（Shift-IR）：在TCK的控制下，数据在指令寄存器中移位。

退出1IR（Exit1-IR）：准备进入捕获IR状态。

暂停IR（Pause-IR）：暂停指令寄存器的操作。

3JTAG在硬件设计中的应用

JTAG在硬件设计中主要用于以下方面：

测试：通过JTAG接口，可以测试芯片内部的电路，包括逻辑电路、存储器电路等。

调试：通过JTAG接口，可以访问芯片内部的寄存器和存储器，实现对芯片的调试。

编程：通过JTAG接口，可以对芯片进行编程，包括烧录固件、配置寄存器等。

故障诊断：通过JTAG接口，可以诊断芯片的故障，包括硬件故障、软件故障等。

3.1JTAG调试示例

以下是一个使用Python的pylink_jtag库进行JTAG调试的示例：

importpylink

#初始化JTAG

jlink=pylink.JLink()

jlink.open()

jlink.set_tif(pylink.enums.JLinkInterfaces.JTAG)

#设置JTAG速度

jlink.set_speed(1000)

#连接到目标设备

jlink.connect(STM32F407VG)

#读取JTAGID

jtag_id=jlink.get_jtag_id()

print(fJTAGID:{jtag_id})

#读取寄存器

register_value=jlink.memory_read32(01)

print(fRegistervalue:{register_value})

#写入寄存器

jlink.memory_write32(0[0)

#断开连接

jlink.disconnect()

jlink.close()

在这个示例中，我们首先初始化JTAG，然后设置JTAG速度，连接到目标设备，读取JTAGID，读取和写入寄存器，最后断开连接。这个示例展示了JTAG调试的基本流程。

3.2JTAG在硬件设计中的重要性

JTAG在硬件设计中的重要性主要体现在以下几个方面：

提高测试效率：通过JTAG接口，可以实现对芯片内部电路的自动化测试，提高测试效率。

降低测试成本：通过JTAG接口，可以实现对芯片的非破坏性测试，降低测试成本。

提高调试效率：通过JTAG接口，可以实现对芯片的在线调试，提高调试效率。

提高故障诊断能力：通过JTAG接口，可以实现对芯片的