JTAG调试原理
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路(IC)的标准接口。
它提供了一种方便的方法来访问和控制IC内部的信号和寄存器,以便进行测试、调试和编程操作。
本文将详细解释JTAG工作原理,包括其基本原理、信号传输流程和应用案例。
一、JTAG的基本原理JTAG是一种串行接口,由四个主要信号线组成,即TCK(时钟线)、TMS(状态线)、TDI(数据输入线)和TDO(数据输出线)。
这四个信号线与目标IC的测试逻辑电路相连,通过JTAG接口与测试设备(如测试仪器或调试器)进行通信。
1. TCK(时钟线):控制数据传输的时钟信号,用于同步数据传输。
2. TMS(状态线):用于控制JTAG状态机的状态转换,控制JTAG接口的操作模式。
3. TDI(数据输入线):用于将数据输入到目标IC的测试逻辑电路。
4. TDO(数据输出线):用于从目标IC的测试逻辑电路输出数据。
JTAG接口的工作原理基于状态机的概念。
JTAG状态机有多个状态,包括测试逻辑重置状态(Test-Logic-Reset)、IDCODE读取状态(IDCODE)、数据移位状态(Data-Shift)、指令移位状态(Instruction-Shift)等。
通过TMS信号的控制,可以在不同的状态之间切换,实现不同的操作。
二、JTAG信号传输流程JTAG信号传输流程包括初始化、指令传输、数据传输和结束四个步骤。
下面将详细介绍每个步骤的具体操作。
1. 初始化在初始化阶段,测试设备通过TCK信号向目标IC发送一系列的时钟脉冲,将其置于测试逻辑重置状态(Test-Logic-Reset)。
这个过程称为测试逻辑重置。
2. 指令传输在指令传输阶段,测试设备通过TMS和TDI信号向目标IC发送指令,控制其进入指令移位状态(Instruction-Shift)。
指令可以是读取IDCODE、设置寄存器或执行其他特定操作的命令。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试电子设备的标准接口。
它提供了一种简单而有效的方法,可以通过一个统一的接口来访问和控制设备内部的各个组件。
JTAG的工作原理基于一种称为“链”的结构。
链是由多个设备连接在一起组成的,每一个设备都有一个JTAG接口。
这些设备可以是处理器、存储器、逻辑芯片等。
通过链的连接,可以将所有设备串联在一起,形成一个完整的测试和调试系统。
在JTAG链中,设备被称为“目标设备”。
每一个目标设备都有一个JTAG接口,其中包含多个引脚,用于与其他设备进行通信。
这些引脚包括TCK(时钟信号)、TMS(状态信号)、TDI(数据输入信号)和TDO(数据输出信号)。
JTAG的工作流程如下:1. 初始化:JTAG控制器发送一系列的控制信号,将目标设备进入测试模式。
这些控制信号通过TMS引脚发送给目标设备。
2. 时钟信号:JTAG控制器通过TCK引脚向目标设备发送时钟信号,用于同步数据传输。
3. 数据传输:JTAG控制器通过TDI引脚向目标设备发送测试数据。
目标设备将接收到的数据进行处理,并通过TDO引脚返回结果。
4. 状态转移:通过改变TMS引脚的状态,JTAG控制器可以控制目标设备的状态转移。
这样可以实现目标设备内部各个组件的控制和访问。
JTAG的工作原理可以分为两个部份:测试和调试。
在测试方面,JTAG可以通过发送测试模式和测试数据来验证目标设备的功能和性能。
通过JTAG接口,可以对目标设备进行自动化测试,提高测试效率和准确性。
同时,JTAG还可以检测和诊断目标设备中的故障和缺陷。
在调试方面,JTAG可以提供对目标设备内部组件的访问和控制。
通过JTAG 接口,可以读取和修改目标设备的寄存器和内存内容。
这样可以实现对目标设备的断点调试、单步执行等功能,加快软件开辟和调试的速度。
总结起来,JTAG是一种用于测试和调试电子设备的标准接口。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它是一种通用的、标准化的接口,可以用于连接芯片或电路板上的各种测试和调试设备。
JTAG接口通常由一个标准的20针或14针连接器组成,用于连接测试和调试设备。
本文将详细介绍JTAG的工作原理。
一、JTAG接口的基本原理1.1 JTAG接口的引脚定义:JTAG接口通常由TCK(Test Clock)、TMS(Test Mode Select)、TDI(Test Data Input)、TDO(Test Data Output)四个引脚组成,用于控制和传输测试数据。
1.2 JTAG接口的工作模式:JTAG接口工作时,通过TCK引脚提供时钟信号,通过TMS引脚控制状态机状态转换,通过TDI引脚输入测试数据,通过TDO引脚输出测试结果。
1.3 JTAG接口的链路结构:JTAG接口可以连接多个芯片或电路板,形成一个链路结构,通过JTAG链路可以同时测试和调试多个设备。
二、JTAG接口的工作流程2.1 进入测试模式:在正常工作模式下,JTAG接口处于绕回状态,当需要进行测试时,通过TMS引脚切换到测试模式。
2.2 通过TCK引脚提供时钟信号:一旦进入测试模式,通过TCK引脚提供时钟信号,控制测试数据的传输和状态机的状态转换。
2.3 通过TDI和TDO引脚传输数据:在测试模式下,通过TDI引脚输入测试数据,通过TDO引脚输出测试结果,通过这种方式完成测试和调试过程。
三、JTAG接口的应用领域3.1 芯片生产测试:在芯片生产过程中,可以通过JTAG接口进行芯片的测试和调试,确保芯片的质量和性能。
3.2 电路板调试:在电路板设计和制造过程中,可以通过JTAG接口对电路板进行测试和调试,发现和修复故障。
3.3 嵌入式系统开发:在嵌入式系统开发过程中,可以通过JTAG接口对系统进行测试和调试,确保系统的稳定性和可靠性。
jtag debug cpu原理
jtag debug cpu原理JTAG(Joint Test Action Group)是一种常用的调试和测试技术,可以用于CPU(Central Processing Unit)的调试。
JTAG调试通过在芯片上添加一组专门的调试接口,实现对CPU内部状态的观察和控制,从而提供了一种非侵入式的调试方法。
在传统的调试方法中,为了观察和控制CPU内部的状态,需要在CPU的设计中预留一些专门的调试接口,这样会增加硬件的复杂性。
而使用JTAG调试则可以避免这个问题,因为JTAG调试接口是一个独立的芯片,可以通过标准的接口和CPU进行通信。
JTAG调试接口由四个线(TCK、TMS、TDI和TDO)组成,通过这四根线可以实现对CPU内部状态的观察和控制。
其中,TCK是时钟线,用于同步数据传输;TMS是状态线,用于控制调试操作的状态;TDI是数据输入线,用于向CPU发送调试指令和数据;TDO 是数据输出线,用于从CPU读取调试信息。
JTAG调试的工作原理如下:首先,通过控制TMS线的状态,将调试接口从初始状态切换到指令寄存器(IR)状态。
在IR状态下,可以向CPU发送调试指令,比如读取寄存器的值、设置断点等。
然后,通过控制TMS线的状态,将调试接口从IR状态切换到数据寄存器(DR)状态。
在DR状态下,可以向CPU发送数据,比如修改寄存器的值、写入程序代码等。
最后,通过控制TMS线的状态,将调试接口从DR状态切换回初始状态,完成一次调试操作。
JTAG调试的优点是可以在CPU运行状态下进行调试,不需要停机或者重启系统。
同时,JTAG调试接口可以通过串行方式与CPU进行通信,简化了硬件设计。
此外,JTAG调试还支持多种调试操作,比如读写寄存器、设置断点、单步执行等,方便调试人员进行代码调试和性能优化。
然而,JTAG调试也有一些局限性。
首先,JTAG调试的覆盖范围有限,只能观察和控制CPU内部的有限状态。
其次,JTAG调试的速度相对较慢,对于大规模的程序调试可能会影响调试效率。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解引言概述:JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它通过一组标准的测试信号和控制信号,实现了对电路的访问和控制。
本文将详细介绍JTAG的工作原理,包括其基本原理、信号传输方式、测试模式和调试功能。
一、基本原理1.1 信号链JTAG通过一条信号链连接被测电路的各个组件。
这条信号链由多个TAP (Test Access Port)组成,每个TAP连接一个组件。
通过TAP,JTAG可以对各个组件进行测试和调试。
1.2 信号传输JTAG使用四条标准信号进行数据传输,包括TCK(Test Clock)、TMS(Test Mode Select)、TDI(Test Data Input)和TDO(Test Data Output)。
TCK用于控制时钟信号,TMS用于控制状态转换,TDI用于输入测试数据,TDO用于输出测试结果。
1.3 状态机JTAG使用状态机来控制信号的传输和状态的转换。
状态机包括多个状态,例如Test-Logic-Reset(TLR)、Run-Test/Idle(RTI)和Shift-DR。
通过状态机,JTAG可以实现测试和调试的各种功能。
二、信号传输方式2.1 串行传输JTAG使用串行传输方式进行数据的输入和输出。
在测试模式下,测试数据从TDI输入,并通过TDO输出。
在调试模式下,调试数据也是通过这种方式进行传输。
2.2 并行传输JTAG还支持并行传输方式,可以同时传输多个数据位。
这种方式可以提高数据传输的速度,适用于大规模集成电路的测试和调试。
2.3 链接测试JTAG可以通过链路测试功能,检测信号链中的连接是否正常。
通过发送测试数据和接收测试结果,可以判断信号链的完整性和可靠性。
三、测试模式3.1 选择测试模式JTAG可以通过TMS信号切换不同的测试模式。
例如,通过将TMS信号从高电平切换到低电平,可以进入Shift-DR模式,用于数据的输入和输出。
JTAG电路的工作原理
JTAG电路的工作原理JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它提供了一种简单而有效的方法,用于在集成电路中插入测试和调试功能,以确保电路的正确性和可靠性。
JTAG电路的工作原理主要包括以下几个方面:1. JTAG接口JTAG接口是一种标准的串行接口,它由四根线组成,分别是TCK(时钟线)、TMS(状态线)、TDI(数据输入线)和TDO(数据输出线)。
通过这四根线,可以实现对集成电路的测试和调试操作。
2. JTAG测试模式JTAG测试模式是通过在TMS线上传输不同的状态序列来实现的。
在测试模式下,集成电路会进入特定的状态,从而可以通过TCK和TDO线来读取和写入内部寄存器的值。
3. JTAG链JTAG链是由多个JTAG设备连接而成的链路,每个设备都有一个唯一的ID号,用于区分不同的设备。
通过JTAG链,可以同时对多个设备进行测试和调试。
4. JTAG寄存器JTAG寄存器是集成电路中的一种特殊寄存器,用于存储和传输测试和调试数据。
它可以是输入寄存器(IR)或输出寄存器(DR)。
通过TMS和TDI线,可以选择要访问的寄存器,并通过TCK和TDO线进行数据的读取和写入。
5. JTAG指令JTAG指令是通过IR寄存器传输的特殊指令,用于控制集成电路的测试和调试操作。
常见的JTAG指令包括读取和写入寄存器的指令、设置和清除断点的指令、启动和停止运行的指令等。
6. JTAG Boundary ScanJTAG Boundary Scan是JTAG的一种重要应用,用于测试和调试电路板上的外部引脚连接。
通过在芯片的外部引脚上添加特殊的边界扫描电路,可以通过JTAG接口对引脚进行测试和调试,从而提高电路板的可靠性和生产效率。
总结:JTAG电路通过简单而有效的接口和寄存器,提供了一种方便的方法来测试和调试集成电路。
它可以用于验证电路的正确性、检测故障、读取和写入寄存器的值等操作。
JTAG基本原理与调试
JTAG基本原理与调试JTAG(Joint Test Action Group)联合测试⾏动⼩组)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。
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实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上⾯的信息是从度娘百科引⽤过来的,对于jtag没有了解过的⼈来说,上⾯的⼤部分内容都不知道说什么,当然,我是⼀开始看的时候也看不懂。
不过从上⾯得出来的信息知道,jtag是⼀个协议,标准有4个引脚,⽤于芯⽚的测试与编程调试。
jtag是有硬件实现的。
在cpu(注意:这⾥的cpu是指运算处理单元,只包含了内部寄存器以及运算单元等基本部件)外围,处理器(即cpu扩展芯⽚,不是soc)内部包含了jtag的硬件实现,并且向外界提供接⼝,也就是上⾯所说的TMS,TCK,TDI,TDO,四个引脚。
如图:边界扫描链jtag如何⽤于芯⽚测试呢? 其中⽤到的最主要部件就是边界扫描链。
命名为边界扫描链,是由于它位置处于处理器的边界上。
我们知道cpu是通过引脚与外围交流的,所有的数据都会通过引脚输⼊或者输出,⽽jtag就是通过监控引脚的信号达到芯⽚测试的⽬的。
JTAG调试原理
2.6、EmbeddedICE的断点/观察点设置 EmbeddedICE有两个WtchPoint单元。 下面介绍一下WatchPoint寄存器的使用: EmbeddedICE的一个主要作用是可以在 ARM程序中设置软件或硬件断点。在 EmbeddedICE中,集成了一个比较器,负责 把ARM处理器取指的地址A[31:0],数据 D[31:0]以及一些控制信号与EmbeddedICE 中WatchPoint寄存器中设置的数值相比较 (具体说应该是进行与或运算),比较结果 用来确定输出一个ARM断点(BreakPoint)信号。 具体运算关系如下公式所描述:
DBGRQ:用来标识DBGRQ信号的当前状态 IFEN:用来标识系统的中断控制状态:启用
还是禁用 cgenL:用来判断当前对调试器在调试状态下 对内存的访问是否完成 TBIT:该位用来判断ARM7TDMI是从ARM 状态还是THUMB状态进入到调试状 态的
Abort Status Register 格式:
{Av[31:0],Cv[4:0]} XOR {A[31:0],C[4:0]} OR {Am[31:0],Cm[4:0]} == 0xFFFFFFFF 当上述表达式值为真时,断点/观察点信 号有效,ARM内核进入Debug模式。
ARM中断点和观察点的设置 首先介绍一下与之设置密切相关的WP Control Value/Mask Register。 WP Control Value/Mask Register格式:
WP Control Value/Mask Register格式含义: ENABLE: 如果该位置0的话,意味着断点 触发条件永远不成立,也就是把全部断点 都给disable掉了 RANGE: 暂时不会用 CHAIN: 暂时不会用 EXTERN: 外部到EmbeddedICE-RT的输 入,通过该输入,可以使得断点的触发依 赖于一定的外部条件 nTRANS: 用来判断是在用户态下还是非用 户态下,用户态下:nTRANS = 0,否则 nTRANS = 1
ARMJTAG调试原理
ARMJTAG调试原理1.JTAG接口与信号线:JTAG接口是一种五线接口,包括TCK(时钟),TMS(状态),TDI(数据输入),TDO(数据输出)和nTRST(复位)线。
其中,TCK是由调试器提供的时钟信号,TMS用于控制状态转移,TDI用于向调试目标芯片发送调试数据,TDO用于从芯片读取调试数据,nTRST用于复位芯片。
2.JTAG状态机:JTAG调试使用的是一种状态机来控制和驱动芯片的调试操作。
状态机包括IDLE(空闲)、DRSELECT(数据寄存器选择)、DRCAPTURE(数据寄存器捕捉)、DRSHIFT(数据寄存器移位)、DREXIT1(数据寄存器退出1)、DRPAUSE(数据寄存器暂停)、DREXIT2(数据寄存器退出2)和DRUPDATE(数据寄存器更新)等状态。
3.JTAG链:JTAG链是由多个JTAG设备组成的链式结构,每个设备都有一个唯一的识别码,称为设备ID。
调试时可以通过JTAG链,逐个选中目标芯片进行调试。
JTAG链的顺序由TMS信号行控制。
4.JTAG指令和数据:JTAG指令用于控制芯片进行特定的操作,如读/写寄存器、设置断点等。
JTAG数据用于传输调试数据,如程序代码、寄存器数据等。
指令和数据的传输是通过TMS和TDI信号行实现的。
5.调试器和调试目标芯片之间的通信:调试器通过JTAG接口与目标芯片进行通信,通过命令和数据传输来控制芯片进行调试操作。
调试器可以向芯片发送指令,读取和写入芯片的寄存器数据,加载和执行程序代码等。
在进行ARM芯片的JTAG调试时,通常包括以下步骤:1.连接JTAG调试器和目标芯片:将JTAG调试器通过JTAG接口与目标芯片进行连接,并确保连接稳定可靠。
2.识别与配置芯片:通过JTAG链识别和配置目标芯片,选择要调试的芯片。
调试器可以读取芯片的设备ID和其他信息,并为芯片配置合适的调试模式。
3.设定调试模式:通过JTAG指令设置芯片的调试模式,如停止模式、单步模式等。
jtag debug cpu原理
jtag debug cpu原理JTAG(Joint Test Action Group)是一种硬件调试和测试接口标准,它在集成电路设计中起着至关重要的作用。
通过JTAG接口,可以实现对CPU(Central Processing Unit,中央处理器)的调试和测试。
本文将介绍JTAG调试CPU的原理和工作方式。
我们来了解一下JTAG接口的基本原理。
JTAG接口是由IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers,电气和电子工程师学会)制定的标准,它定义了一种用于测试和调试集成电路的通信协议。
JTAG接口通常由四个线路组成,即TCK(Test Clock)、TMS(Test Mode Select)、TDI(Test Data Input)和TDO(Test Data Output)。
其中,TCK是时钟信号线,用于同步数据传输;TMS是模式选择线,用于控制JTAG接口的状态转换;TDI是数据输入线,用于向被调试的设备发送数据;TDO是数据输出线,用于从被调试的设备读取数据。
接下来,我们将JTAG接口应用于CPU的调试过程中。
在CPU的设计中,通常会在芯片上加入一个JTAG调试模块,用于与调试工具进行通信。
当CPU进入调试模式时,它将通过JTAG接口与调试工具进行连接。
调试工具可以是专用的调试器,也可以是支持JTAG 接口的开发板或者仿真器。
在调试过程中,调试工具通过TMS线控制JTAG接口的状态转换,使得CPU进入特定的调试模式。
然后,调试工具通过TDI线向CPU发送调试命令和数据。
CPU接收到这些命令和数据后,执行相应的操作,并通过TDO线将执行结果返回给调试工具。
调试工具可以根据返回的结果进行分析和判断,进一步调试CPU的运行状态。
通过JTAG接口,调试工具可以对CPU进行多种操作,例如设置断点、单步执行、读写寄存器等。
其中,断点是一种调试技术,可以在CPU执行到指定的地址时停下来,方便我们对程序进行跟踪和分析。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它提供了一种简单而有效的方式来访问和控制芯片内部的电路,以便进行故障检测、调试和编程等操作。
本文将详细解释JTAG的工作原理,并介绍其在集成电路测试和调试中的应用。
1. JTAG工作原理概述JTAG接口是由IEEE 1149.1标准定义的,它包含了四个主要的信号线:TCK、TMS、TDI和TDO。
其中,TCK是时钟信号,TMS是状态控制信号,TDI是数据输入信号,TDO是数据输出信号。
通过这四个信号线,JTAG接口可以实现对芯片内部电路的访问和控制。
2. JTAG工作模式JTAG接口定义了四种工作模式:测试模式(Test-Logic-Reset)、编程模式(Programming)、用户模式(User)和配置模式(Configuration)。
在测试模式下,可以通过JTAG接口对芯片内部的逻辑电路进行测试和故障检测。
在编程模式下,可以通过JTAG接口对芯片进行编程和配置。
在用户模式下,芯片将正常运行。
在配置模式下,可以对芯片的配置进行修改。
3. JTAG链JTAG链是由多个JTAG设备连接而成的链路。
每个JTAG设备都有一个唯一的ID码,用于在链路中进行识别和选择。
在JTAG链中,每个设备都有一个TDO输出和一个TDI输入,通过这种方式,可以将多个设备连接在一起,形成一个长链。
4. JTAG测试JTAG测试是通过JTAG接口对芯片内部的逻辑电路进行测试和故障检测的过程。
测试模式下,可以通过TMS信号控制JTAG状态机的状态转移,通过TDI和TDO信号进行数据的输入和输出。
通过在测试模式下对芯片的逻辑电路进行测试,可以检测出逻辑错误、电路故障和短路等问题。
5. JTAG调试JTAG调试是通过JTAG接口对芯片进行调试和故障排除的过程。
调试模式下,可以通过TMS信号控制JTAG状态机的状态转移,通过TDI和TDO信号进行数据的输入和输出。
JTAG电路的工作原理
JTAG电路的工作原理JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它通过在芯片上添加一组专用的测试逻辑电路,实现了对芯片内部各个模块的访问和控制。
本文将详细介绍JTAG电路的工作原理,包括其基本原理、时序和操作流程。
1. 基本原理JTAG接口由四根信号线组成,分别是TCK(Test Clock)、TMS(Test Mode Select)、TDI(Test Data Input)和TDO(Test Data Output)。
这些信号线连接到芯片上的测试逻辑电路,通过测试逻辑电路的控制,实现对芯片内部各个模块的访问和控制。
2. 时序JTAG接口的工作是基于时钟信号的。
TCK信号由测试设备(如调试器或测试仪器)提供,用于同步数据传输和控制操作。
TMS信号用于选择测试模式或状态,通过改变TMS信号的状态,可以使测试逻辑电路进入不同的状态。
TDI信号用于输入测试数据,而TDO信号则用于输出测试数据。
3. 操作流程JTAG接口的操作流程主要包括以下几个步骤:3.1 进入测试模式在进入测试模式之前,需要将TMS信号保持在高电平状态,然后在TCK信号的上升沿将TMS信号设置为低电平,以进入测试模式。
3.2 选择测试模式在测试模式下,可以通过改变TMS信号的状态来选择不同的测试模式。
不同的测试模式对应着不同的操作,如读取芯片内部寄存器、写入测试数据等。
3.3 读取和写入数据在选择了相应的测试模式后,可以通过TDI信号输入测试数据,并通过TDO 信号输出测试结果。
数据的传输是在TCK信号的上升沿进行的。
3.4 退出测试模式在完成测试操作后,需要退出测试模式。
退出测试模式的方法是将TMS信号保持在高电平状态,并在TCK信号的上升沿将TMS信号设置为低电平。
4. 应用场景JTAG接口广泛应用于集成电路的测试和调试领域。
它可以用于芯片的生产测试、故障诊断和调试等工作。
JTAG原理介绍
Test Clock Input (TCK) TCK为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号,TAP的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。TCK在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Mode Selection Input (TMS)
TMS信号用来控制TAP状态机的转换。通过TMS信号,可以控制TAP在不同的状态间相互转换。TMS信号在TCK的上升沿有效。TMS在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
当芯片处于调试状态的时候,这些边界扫描寄存器可以将芯片和外围的输入输出隔离开来。通过这些边界扫描寄存器单元,可以实现对芯片输入输出信号的观察和控制。
①对于芯片的输入管脚,可以通过与之相连的边界扫描寄存器单元把信号(数据)加载倒该管脚中去;
②对于芯片的输出管脚,也可以通过与之相连的边界扫描寄存器“捕获”(CAPTURE)该管脚上的输出信号。
1
JTAG原理介绍
1.JTAG技术的概述
IEEE 1149.1标准就是由JTAG这个组织最初提出的,最终由IEEE批准并且标准化的。所以,这个IEEE 1149.1这个标准一般也俗称JTAG调试标准。
在JTAG调试当中,靠近芯片的输入输出管脚上存在一个移位寄存器单元,移位寄存器单元都分布在芯片的边界上(周围),被称为边界扫描寄存器。
据寄存器;
②把选定的数据寄存器连接到TDI和TDO之间;
③由TCK驱动,通过TDI,把需要的数据输入到选定的数据寄存器当中去;同时把选定的数据寄存器中的数据通过TDO读出来。
比如我们通过指令寄存器选折了一个四位的边界扫描链来进行观测。则这由四个移位寄存器单元构成的四位的边界扫描链被连接在TDI和TDO之间。TCK时钟信号与每个边界扫描移位寄存器单元相连。每个时钟周期可以驱动边界扫描链的数据由TDI到TDO的方向移动一位,这样,新的数据可以通过TDI输入一位,边界扫描链的数据可以通过TDO输出一位。经过四个时钟周期,就可以完全更新边界扫描链里的数据,而且可以将边界扫描链里捕获的四位数据通TDO全部移出来
jtag的工作原理
jtag的工作原理
JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试电子
设备的接口标准。
其工作原理如下:
1. 链接:JTAG接口通常由四个引脚组成,分别是TCK(测试时钟)、TMS(测试模式选择)、TDI(测试数据输入)和TDO(测试数据输出)。
这四个引脚通过线路与芯片内部的
测试逻辑连接起来。
2. 测试模式选择:在测试之前,需要将JTAG接口设置为测试模式。
通过在TMS引脚上输入一系列控制位,可以实现
JTAG接口的状态切换和操作控制。
例如,可以将JTAG设置
为测试模式、诊断模式或者配置模式。
3. 测试数据输入:测试数据可以通过TDI引脚输入到被测试
的设备中。
这些测试数据可以是测试模式命令、配置数据或者其他需要进行测试的输入信号。
4. 测试数据输出:被测试设备的测试逻辑会产生一些输出信号,这些信号可以通过TDO引脚输出到JTAG接口。
这样,测试
人员可以读取和分析这些信号,并判断设备的状态和运行情况。
5. 时序控制:测试过程中,TCK引脚提供一个时钟信号,控
制JTAG接口的状态转换和数据传输。
测试人员可以通过调整时钟频率来控制测试速度和数据传输的稳定性。
总的来说,JTAG接口利用TCK、TMS、TDI和TDO引脚之
间的通信,实现了对电子设备的测试和调试。
通过该接口,测试人员可以控制设备的状态,输入测试数据,并读取设备的输出信号,从而验证设备的正确性和性能。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试电子设备的标准接口协议。
它提供了一种简单而有效的方法,可以对集成电路(IC)进行测试、调试和编程。
本文将详细介绍JTAG工作原理,包括其基本原理、信号线定义、时序和应用示例。
一、基本原理JTAG工作原理基于一种称为“串行扫描链”的技术。
该技术通过在芯片上添加一组可编程逻辑电路,将芯片内部的各个功能模块连接起来,形成一个长链。
这个链可以通过JTAG接口与外部设备进行通信。
二、信号线定义JTAG接口由四根主要的信号线组成,分别是TCK、TMS、TDI和TDO。
1. TCK(Test Clock):测试时钟信号,用于同步数据传输。
2. TMS(Test Mode Select):测试模式选择信号,用于控制JTAG状态机。
3. TDI(Test Data Input):测试数据输入信号,用于向芯片发送测试数据。
4. TDO(Test Data Output):测试数据输出信号,用于从芯片读取测试数据。
三、时序JTAG的时序是由JTAG状态机控制的。
JTAG状态机有四种状态,分别是Test-Logic-Reset(TLR)、Run-Test/Idle(RTI)、Select-DR-Scan(SDR)和Select-IR-Scan(SIR)。
1. TLR状态:在此状态下,芯片的所有逻辑电路都将被复位,并将扫描链的状态重置为初始状态。
2. RTI状态:在此状态下,芯片处于正常工作状态,可以执行正常的操作。
3. SDR状态:在此状态下,可以对芯片的数据寄存器进行扫描操作。
4. SIR状态:在此状态下,可以对芯片的指令寄存器进行扫描操作。
四、应用示例JTAG广泛应用于各种电子设备的测试和调试中。
以下是一个应用示例,以展示JTAG在芯片测试中的应用。
假设我们有一个芯片,其中包含一个8位的数据寄存器和一个8位的控制寄存器。
JTAG调试原理
正常状态下,边界扫描寄存器对芯片 来说是透明的,所以正常的运行不会受到 任何的影响。
调试状态下,边界扫描寄存器将芯片 和外的输入输出隔离开,通过这些边界扫 描寄存器可以实现对芯片输入输出信号的 控制。具体控制过程如下:
运行有ARM公司或是第三方提供的 调试软件的PC机。如:ARM公司提供的 ADS、LINUX下的arm-elf-gdb等。通过这 些调试软件,可以发送高级调试命令,如: 设置/取消断点,读写MEMORY,单步跟 踪,全速运行等。
(2)、协议转换器(Protocol converter)
负责将Debug主控端发出的高级ARM 调试命令转换为底层的ARM JTAG调试命 令。 Debug主控端和协议转换器间的介质 可以有很多种,如:Earthnet、USB,串口, 并口等。 Debug主控端和协议转换器间的 通信协议可以是ARM公司的ANGEL标准,
JTAG调试原理
目录
一、JTAG基本知识 1.1、什么是JTAG 1.2 、 JTAG的作用 1.3、 JTAG调试结构
二、 JTAG的工作原理 2.1、两个重要概念:边界扫描和TAP 2.2、JTAG的状态机 2.3、 ARM7TDMI内核结构 2.4、 JTAG扫描链结构及工作过程 2.5、 EmbeddedICE-RT Logic的结构 2.6、 EmbeddedICE的断点/观察点设置
ARM7TDMI处理器包括三大部分: ◆ARM CPU Main Processor Logic
包括了对调试的硬件支持 ◆Embedded ICE-RT Logic
包括一组寄存器和比较器,用来产生调试 异常,设置断点和观察点。 ◆TAP Controller 通过JTAG接口来控制和操作扫描链
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口协议。
它提供了一种简单、高效的方式来访问和控制芯片内部的功能和信号,以便进行测试、调试和编程操作。
本文将详细解释JTAG的工作原理,并介绍其在集成电路测试和调试中的应用。
1. JTAG的基本原理JTAG接口由四根线组成,分别是TCK(Test Clock)、TMS(Test Mode Select)、TDI(Test Data In)和TDO(Test Data Out)。
这四根线通过一个状态机来控制芯片内部的测试和调试操作。
状态机有四个状态,分别是Test-Logic-Reset (TLR)、Run-Test/Idle(RTI)、Select-DR-Scan(SDR)和 Capture-DR-Scan (CDR)。
2. JTAG的工作模式JTAG有两种工作模式,分别是Boundary-Scan Mode和Non-Boundary-Scan Mode。
Boundary-Scan Mode是JTAG最主要的应用模式,它可以通过扫描链(Scan Chain)来测试和调试芯片的引脚。
Non-Boundary-Scan Mode则是用于访问和控制芯片内部的逻辑电路。
3. JTAG的测试和调试流程JTAG测试和调试的流程通常包括以下几个步骤:a. 进入Test-Logic-Reset状态:通过将TMS线拉低,将状态机切换到Test-Logic-Reset状态,以确保芯片内部的逻辑电路处于初始状态。
b. 进入Run-Test/Idle状态:通过将TMS线拉高,将状态机切换到Run-Test/Idle状态,以准备进行后续的测试和调试操作。
c. 选择扫描链:通过将TMS线切换到Select-DR-Scan状态,选择需要测试和调试的扫描链。
d. 扫描链操作:通过将TMS线保持在Select-DR-Scan状态,将测试和调试数据从TDO线输入或者输出。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解引言概述:JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它提供了一种非常有效的方法,可以在芯片创造过程中进行测试和调试,以确保芯片的质量和可靠性。
本文将详细介绍JTAG的工作原理,包括其基本原理、信号传输方式、链路结构、测试模式和调试功能。
一、基本原理:1.1 逻辑层次:JTAG是一种基于逻辑层次的测试方法。
它通过在芯片上添加一组专用的测试逻辑电路,实现对芯片内部逻辑电路的测试和调试。
这些测试逻辑电路包括扫描链(Scan Chain)、测试模式选择器(Test Mode Selector)和测试控制器(Test Controller)等。
1.2 扫描链:扫描链是JTAG的核心组成部份。
它由一系列可编程的触发器(Flip-flop)组成,用于存储和传输芯片内部的测试数据。
在测试过程中,测试数据可以通过扫描链逐个传递到芯片内部的逻辑电路中进行测试。
1.3 测试模式选择器和测试控制器:测试模式选择器用于选择测试模式,将芯片切换到测试模式。
测试控制器则用于控制测试过程的执行,包括扫描链的操作、测试模式的切换和结果的读取等。
二、信号传输方式:2.1 TDI和TDO信号:JTAG使用两个主要的信号线进行数据传输,即测试数据输入(TDI)和测试数据输出(TDO)。
TDI用于将测试数据输入到芯片中,而TDO则用于将测试结果输出到外部。
2.2 TCK信号:TCK是时钟信号,用于同步测试数据的传输。
它控制着扫描链中的触发器按照时序进行数据的移位和存储。
2.3 TMS信号:TMS是测试模式选择信号,用于控制测试模式的切换。
通过改变TMS信号的状态,可以将芯片从一种测试模式切换到另一种测试模式。
三、链路结构:3.1 JTAG链路:JTAG链路是由多个JTAG设备连接而成的链状结构。
每一个JTAG设备都包含一个扫描链,可以通过TDO和TDI信号进行级联连接。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路(IC)的标准接口。
它是由IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)制定的一种通信协议,用于在芯片设计和创造过程中进行测试、调试和编程。
JTAG接口通常由四个或者更多的引脚组成,包括TMS(Test Mode Select)、TCK(Test Clock)、TDI(Test Data Input)和TDO(Test Data Output)。
这些引脚允许测试设备与被测试芯片进行通信,并在测试模式下对芯片进行控制和数据传输。
JTAG工作原理如下:1. 测试模式选择(TMS):TMS引脚用于选择测试模式。
通过在TMS引脚上输入不同的测试模式序列,可以控制芯片进入不同的测试模式,如测试模式、编程模式、调试模式等。
2. 测试时钟(TCK):TCK引脚提供测试时钟信号,用于同步测试设备和被测试芯片之间的数据传输。
测试时钟的频率可以根据需要进行调整,通常在几百kHz 到几十MHz之间。
3. 测试数据输入(TDI):TDI引脚用于向被测试芯片输入测试数据。
测试设备可以通过TCK引脚提供的时钟信号,将测试数据逐位地输入到被测试芯片中。
4. 测试数据输出(TDO):TDO引脚用于从被测试芯片输出测试数据。
被测试芯片通过TCK引脚提供的时钟信号,将测试数据逐位地输出到TDO引脚上,供测试设备读取。
在JTAG测试过程中,测试设备通过TMS引脚控制芯片进入测试模式,并通过TCK引脚提供时钟信号。
测试设备可以通过TDI引脚向芯片输入测试数据,并通过TDO引脚从芯片输出测试数据。
通过这种方式,测试设备可以对芯片进行各种测试操作,如扫描路径测试(Scan Path Test)、逻辑状态分析(Logic State Analysis)等。
jtag工作原理详解
jtag工作原理详解JTAG(Joint Test Action Group)是一种用于测试和调试集成电路的标准接口。
它提供了一种快速、可靠且灵活的方式来访问和控制集成电路内部的信号和数据。
本文将详细解释JTAG的工作原理,包括其基本原理、信号线定义、工作模式和应用案例。
1. 基本原理:JTAG是一种串行测试接口,它通过一组定义好的信号线与目标芯片进行通信。
这些信号线包括TCK(时钟线)、TMS(状态线)、TDI(数据输入线)和TDO (数据输出线)。
通过这些信号线,测试设备可以向目标芯片发送指令、读取和写入内部寄存器的数据,并监测芯片的状态。
2. 信号线定义:- TCK(Test Clock):时钟信号,用于同步数据传输。
- TMS(Test Mode Select):状态信号,用于选择测试模式。
- TDI(Test Data Input):数据输入信号,用于向目标芯片发送数据。
- TDO(Test Data Output):数据输出信号,用于从目标芯片读取数据。
3. 工作模式:JTAG定义了四种工作模式,分别是测试模式(Test-Logic-Reset)、数据扫描模式(Shift-DR)、配置模式(Shift-IR)和用户模式(Run-Test/Idle)。
- 测试模式:在测试模式下,目标芯片被复位并进入测试状态,以便进行测试和调试操作。
- 数据扫描模式:在数据扫描模式下,通过TMS信号的控制,可以将数据从测试设备中移入或移出目标芯片的寄存器,用于读取或写入内部数据。
- 配置模式:在配置模式下,可以对目标芯片的配置寄存器进行读取或写入操作,用于配置芯片的功能和参数。
- 用户模式:在用户模式下,目标芯片正常运行,可以执行其设计的功能。
4. 应用案例:JTAG广泛应用于集成电路的测试和调试中。
以下是一些常见的应用案例:- 芯片测试:通过JTAG接口,可以对芯片进行功能测试、电气特性测试和边界扫描测试,以确保芯片的正常工作。
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基本思想:在靠近芯片输入/输出管脚上 增加一个移位寄存器单元(边界扫描寄存 器)。
正常状态下,边界扫描寄存器对芯片 来说是透明的,所以正常的运行不会受到 任何的影响。
调试状态下,边界扫描寄存器将芯片 和外的输入输出隔离开,通过这些边界扫 描寄存器可以实现对芯片输入输出信号的 控制。具体控制过程如下:
2.6、EmbeddedICE的断点/观察点设置 EmbeddedICE有两个WtchPoint单元。
下面介绍一下WatchPoint寄存器的使用:
EmbeddedICE的一个主要作用是可以在 ARM程序中设置软件或硬件断点。在 EmbeddedICE中,集成了一个比较器,负责 把ARM处理器取指的地址A[31:0],数据
三、 JTAG常用指令
一、JTAG基本知识
1.1、 什么是JTAG JTAG是Joint Test Action Group(联合测
试行动组)的缩写,是IEEE1149.1标准。
1.2 、 JTAG的作用 使得IC芯片固定在PCB版上,只通过边
界扫描便可以被测试。
1.3、 JTAG调试结构
(1)、DEBUG主控制器:
将上面长度为38位的序列写入到扫描链 2中,TAP状态转换过程如下:
RUN-TEST/IDLE→ SELECT-DR-SCAN
→CAPTURE-DR →SHIFT-DR →EXIT1-DR
→UPDATE-DR →RUN-TEST/IDLE 在SHIFT-DR状态下,通过38个TCK时
钟驱动,就可以将上面的序列串行输入到 扫描练2当中去。在回到RUN-TEST/IDLE 状态后,Debug Control Register的值就会 被改写为111111。
也可以是第三方自定义的标准。典型的协 议转换器有:ARM公司的Multi-ICE,HJTAG,JLink等。
H-JTAG运行界面
J-Link的运行界面
(3)、调试目标机
系统的调试对象。典型的ARM7TDMI 内核的调试结构:
二、JTAG的工作原理
2.1、两个重要概念:边界扫描和TAP (1)边界扫描(Boundary-Scan):
nOPC: 检测当前的周期是取指令还是进行数 据访问。nOPC=0,表示当前周期进行取指。 nOPC=1,表示当前周期进行普通数据的访 问。(该位用的较多)
用INTEST 指令实现该操作,指令写入 与SCAN_N指令的过程类似
3)、写Debug Control Register 假设要将Debug Control Register的6位全
部置“1”,按照扫描链2的格式,需要写入到 扫描链2第序列应该为:
1,00000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0011,1 111
该寄存器的长度为1,来判断一个异常的 产生的原因:断点触发?观察点触发?还是 一个真的异常?
实例1:用Scan Chain 2 设置Debug Control Register
1)、 选择扫描链2,将其连接到TDI,TDO 之 间。具体过程如下:
通过TAP将SCAN_N指令写入到指令寄存器 当中去, TAP状态转换如下:RUNTEST/IDLE→SELECT-DR-SCAN→ SELECT-IRSCAN → CAPTURE-IR → SHIFT-IR → EXIT1-IR → UPDATE-IR → RUN-TEST/IDLE,在SHIFTIR状态下,将SCAN_N通过TDI写到指令寄存器 中去;接下来,访问被SCAN_N指令连接到TDI
运行有ARM公司或是第三方提供的 调试软件的PC机。如:ARM公司提供的 ADS、LINUX下的arm-elf-gdb等。通过这 些调试软件,可以发送高级调试命令,如: 设置/取消断点,读写MEMORY,单步跟 踪,全速运行等。
(2)、协议转换器(Protocol converter)
负责将Debug主控端发出的高级ARM 调试命令转换为底层的ARM JTAG调试命 令。 Debug主控端和协议转换器间的介质 可以有很多种,如:Earthnet、USB,串口, 并口等。 Debug主控端和协议转换器间的 通信协议可以是ARM公司的ANGEL标准,
测试模式选择,通过该信号控制 JTAG状态机的状态。TMS在TCK的上升 沿有效。标准强制要求
◆TDI(Test Data Input)
数据输入口。所有要输入到特定寄存器 的数据都是通过TDI口一位一位串行输入的 (TCK驱动)。标准里强制要求
◆TDO(Test Data Output)
数据输出口。所有要从特定的寄存器中 输出的数据都是通过TDO口串行的一位一 位输出的(TCK驱动)。标准里强制要求
JTAG调试原理
目录
一、JTAG基本知识 1.1、什么是JTAG 1.2 、 JTAG的作用 1.3、 JTAG调试结构
二、 JTAG的工作原理 2.1、两个重要概念:边界扫描和TAP 2.2、JTAG的状态机 2.3、 ARM7TDMI内核结构 2.4、 JTAG扫描链结构及工作过程 2.5、 EmbeddedICE-RT Logic的结构 2.6、 EmbeddedICE的断点/观察点设置
ARM7TDMI处理器包括三大部分: ◆ARM CPU Main Processor Logic
包括了对调试的硬件支持 ◆Embedded ICE-RT Logic
包括一组寄存器和比较器,用来产生调试 异常,设置断点和观察点。 ◆TAP Controller 通过JTAG接口来控制和操作扫描链
ARM7TDMI还提供了3个附加的信号: DBGRQ : 调试请求,通过把DBGREQ置 “1”,可以迫使ARM7TDMI进入调试状态
EmbeddedICE寄存器格式及含义 Debug Control Register 格式:
DBGACK:用来控制DBGACK信号的值 DBGRQ:是调试请求信号,通过将该信号
置“1”,可以强制ARM7TDMI暂停当前的 指令,进入调试状态 INTDIS:用来控制中断 SBZ/RAZ:任何时候都必须被置“0”
Monitor Mode Enable:用来控制是否进入 Monitor模式
EmbeddedICE-RT Disable:用来控制整个 EmbeddedICE-RT,是启用还是禁用
Debug Status Register 格式:
DBGACK:用来标识当前系统是否处于调试 状态。‘1’,表示进入;‘0’,表示未进入。
DBGRQ:用来标识DBGRQ信号的当前状态
IFEN:用来标识系统的中断控制状态:启用 还是禁用
cgenL:用来判断当前对调试器在调试状态下 对内存的访问是否完成
TBIT:该位用来判断ARM7TDMI是从ARM 状态还是THUMB状态进入到调试状 态的
Abort Status Register 格式:
当上述表达式值为真时,断点/观察点信 号有效,ARM内核进入Debug模式。
ARM中断点和观察点的设置 首先介绍一下与之设置密切相关的WP
Control Value/Mask Register。 WP Control Value/Mask Register格式:
WP Control Value/Mask Register格式含义:
D[31:0]以及一些控制信号与EmbeddedICE 中WatchPoint寄存器中设置的数值相比较 (具体说应该是进行与或运算),比较结果 用来确定输出一个ARM断点(BreakPoint) 信号。具体运算关系如下公式所描述:
{Av[31:0],Cv[4:0]} XOR {A[31:0],C[4:0]} OR {Am[31:0],Cm[4:0]} == 0xFFFFFFFF
ENABLE: 如果该位置0的话,意味着断点 触发条件永远不成立,也就是把全部断点 都给disable掉了
RANGE: 暂时不会用
CHAIN: 暂时不会用
EXTERN: 外部到EmbeddedICE-RT的输 入,通过该输入,可以使得断点的触发依 赖于一定的外部条件
nTRANS: 用来判断是在用户态下还是非用 户态下,用户态下:nTRANS = 0,否则 nTRANS = 1
① 、输入管脚:通过与之相连的边界 扫描寄存器把信号(数据)加载到该管脚 中去。
②、输出管脚:通过与之相连的边界 扫描 寄存器“捕获”该管脚上的输出信号。
注意:
芯片输入输出管脚上的边界扫描寄存器 单元可以相互连接起来,在芯片周围形成 一个边界扫描链。该链可以实现串行的输 入输出,通过相应的时钟信号和控制信号, 可方便的观察和控制在调试状态下的芯片。
DBGACK :调试确认,通过DBGACK,可 以判断当前ARM7TDMI是否在调试状态
BREAKPT :断点信号,这个信号是输入到 ARM7TDMI处理器内核的
2.4、JTAG扫描链结构及工作过程
ARM7TDMI的框图提供了3条扫描链: ◆Scan Chain 0
113个扫描单元,包括ARM所有的I/O,地 址/数据总线和输入/输出控制信号。此链很 复杂,不易控制,但包含信息丰富,可通 过它得到ARM7TDMI内核的所有信息。 ◆Scan Chain 1 33个扫描单元,包括数通过将2 写入到扫描链选择寄存器当中去,以将扫 描链2连接到TDI和TDO之间。将2写入扫 描链选择寄存器的状态转换如下:
RUN-TEST/IDLE →SELECT-DR-SCAN
→CAPTURE-DR →SHIFT-DR → EXIT1-DR