JATG调试器详解

JTAG接口详解
本文介绍了JTAG接口的基本功能,包括测试芯片电气特性和调试。详细解释了JTAG接口的五条线:Test Clock Input (TCK)、Test Mode Selection Input (TMS)、TestData Input (TDI)、TestData Output (TDO) 和 Test Reset Input (TRST) 的作用。

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。
下面我首先介绍一个JTAG几条线的作用:
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在不同的状态间互相转换。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。
Test Data Input(TDI)
TDI是数据输入的接口,所有要输入到特定寄存器的数据都是用过TDI接口一位一位串行输入的(由TCK驱动),TDI在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Data Output(TDO)
TDO是数据输出的接口。所有要从待定的寄存器中输出的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的(由TCK驱动)。TDO在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Reset Input(TRST)
TRST可以用来对TAP Controller进行复位(初始化)。不过这个信号接口在IEEE 1149.1标准里是可选的,并不是强制要求的。通过TMS可以对TAP Controll进行复位(初始化)。所以有四线JTAG和五线JATG之分

 

### JTAG调试接口引脚定义及其功能 #### TCK (Test Clock) TCK 是测试时钟输入信号,在整个边界扫描过程中提供同步时序控制。此信号用于协调所有被测设备的动作,确保数据传输的一致性和准确性[^1]。 #### TMS (Test Mode Select) TMS 作为模式选择输入端口,决定了当前操作的状态转移方向。通过改变该管脚上的逻辑电平可以切换不同的指令周期状态机的工作方式,从而实现对器件内部寄存器的操作访问。 #### TDI (Test Data In) TDI 表示测试数据输入通道,负责向DUT(Device Under Test)发送命令和参数信息。这些信息会被串行移位进入目标芯片内的特定寄存器中等待处理。 #### TDO (Test Data Out) TDO 则是用来接收来自DUT响应的数据流输出路径。它会将先前写入的信息反馈回来供外部控制器读取验证,形成完整的双向通讯机制。 #### TRST (Test Reset, 可选) TRST 提供了一种异步复位手段来初始化整个JTAG链路环境下的各个组件。当激活低电平时可使所有参与节点恢复默认配置以便重新开始新一轮交互过程;不过并非所有应用场合都必需配备此项资源[^2]。 对于实际硬件布局而言,建议尽可能缩短从处理器到待测单元间的物理距离以减少干扰并提高最大允许频率范围内的稳定性能表现。 ```python # Python伪代码展示如何模拟简单的JTAG通信流程 class JTAGInterface: def __init__(self): self.tck = False self.tms = False self.tdi = None self.tdo = [] def set_tck(self, value): self.tck = bool(value) def shift_data(self, data_bits): for bit in data_bits: self.set_tdi(bit) self.pulse_clock() def pulse_clock(self): # Simulate clock edge transition here... pass def read_response(self): return ''.join(map(str,self.tdo)) ```
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