JTAG、JLINK、ULINK、ST-LINK的联系和区别

本文介绍了JTAG协议的基本概念及其在芯片测试中的应用,并对比了JLINK、ULINK、ST-LINK等常见调试器的特点及适用场景,帮助读者了解它们之间的区别。

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一、 JTAG
JTAG用的计算机的并口,JTAG也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。
相关JTAG引脚的定义为:TCK为测试时钟输入;TDI为测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;TDO为测试数据输出,数据通过TDO引脚从JTAG接口输出;TMS为测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;TRST为测试复位,输入引脚,低电平有效。

二、JLINK
J-Link是针对ARM设计的一个小型USB到JTAG转换盒。它通过USB连接到运行Windows的PC主机。J-Link无缝集成到IAR Embedded Workbench for ARM中,它完全兼容 PNP(即插即用):
(1)支持所有ARM7和ARM9体系;
(2)下载速度高达50KB/秒;
(3)无需外接电源(USB取电);
(4)最高JTAG速度达8MHz;
(5)自动速度识别;
(6)固件可升级;
(7)20脚标准JTAG连接器;
(8)带USB连线和20脚的扁平线缆;
(9) 可以用于KEIL ,IAR ,ADS 等平台 速度,效率,功能均比ULINK强 J-LINK仿真器V8版,其仿真速度和功能远非简易的并口WIGGLER调试器可比。J-LINK支持ARM7、ARM9、ARM11、Cortex-M3核心,支持ADS、IAR、KEIL开发环境。V8.0版本除拥有上一版本V7.0的全部功能外,软硬件上都有改进:
(1)V8.0版的SWD硬件接口支持1.2-5.0V的目标板,V7.0只能支持3.3V的目标板。
(2)V8.0使用双色LED可以指示更多的工作状态,V7.0只有1个LED指示灯。
(3)V8.0增强了JTAG驱动能力,提高了目标板的兼容性。
(4)优化了固件结构,使应用程序区扩大一J-Link ARM主要特点。

三、ULINK
ULINK——ULINK2是ARM公司最新推出的配套RealView MDK使用的仿真器,是ULink仿真器的升级版本。ULINK2不仅具有ULINK仿真器的所有功能,还增加了串行调试(SWD)支持,返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2,可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG,SWD和OCDS)、Flash编程。

四、ST-LINK
ST-LINK /V2指定的SWIM标准接口和JTAG / SWD标准接口,其主要功能有:
(1)编程功能:可烧写FLASH ROM、EEPROM、AFR等;
(2)仿真功能:支持全速运行、单步调试、断点调试等各种调试方法,可查
看IO状态,变量数据等;
(3)仿真性能:采用USB2.0接口进行仿真调试,单步调试,断点调试,反
应速度快;
(4)编程性能:采用USB2.0接口,进行SWIM / JTAG / SWD下载,下载速
度快;

五、直接区别简述
JLINK的功能要比JTAG强大,因为JTAG用的是并行口,所以在使用的时候不方便,而且功能也不如JLINK,。ULINK是KEIL公司开发的仿真器,专用于KEIL 平台下使用,ADS,iar 下不能使用。JLINK 是通用的开发工具,可以用于KEIL ,IAR ,ADS 等平台 速度,效率,功能均比ULINK强,ULINK和ULINK2的功能和速度也没有JLINK强大。看过一些帖子,普遍说,JLINK比ST-LINK调试时稳定。但是ST-LINK可以支持STM8的调试。


### 不同调试接口的工作原理及优缺点 #### SWD (Serial Wire Debug) SWD是一种两线制的调试接口,用于替代传统的四线或五线JTAG接口。该接口通过减少线路数量简化了物理连接复杂度并提高了通信速度。 - **优点** - 更少的引脚需求使得PCB布局更加容易[^1]。 - 较高的数据传输速率有助于提高调试效率。 - **缺点** - 对于某些特定类型的设备可能不支持SWD模式。 - **应用场景** - 广泛应用于ARM Cortex-M系列微控制器中作为主要调试方式。 ```python # Python伪代码展示如何配置SWD接口 def configure_swd(): set_pin_mode(swd_clk, OUTPUT) set_pin_mode(swd_io, INPUT_PULLUP) ``` #### JTAG (Joint Test Action Group) 作为一种广泛使用的标准测试访问端口技术,允许直接访问集成电路内部信号而不必破坏封装或修改设计。 - **优点** - 支持多种操作,如边界扫描、在线编程以及实时跟踪等功能[^2]。 - 可以同时控制多个器件,在多芯片系统中有很大优势。 - **缺点** - 需要更多的IO资源,增加了电路板布线难度。 - 数据吞吐量相对较低,对于现代高性能处理器来说不够高效。 - **应用场景** - 常见于FPGA/CPLD等可编程逻辑器件中的配置加载过程;也适用于复杂的SoC架构下的全面诊断。 ```c++ // C++伪代码表示初始化JTAG链路 void init_jtag_chain() { setup_tap_controller(); connect_to_target_device(); } ``` #### J-Link 由德国SEGGER公司开发的一款专用硬件工具,主要用于嵌入式系统的开发调试工作。本质上是一个USB转接器,可以将来自主机电脑上的命令转化为目标单片机能够理解的形式。 - **特点** - 提供强大的功能集,包括但不限于断点设置、变量监视、内存查看/编辑等高级特性。 - 具备良好的兼容性稳定性,几乎覆盖所有主流MCU平台。 - **应用场景** - 特别适合那些需要频繁进行固件更新或者深入分析运行状态的应用场合。 ```bash # Bash命令行调用J-Link执行一些基本任务 jlink.exe -CommanderScript commands.jlink ``` #### ULink ST-Link 这两种都是针对STM8/STM32家族产品推出的官方配套解决方案: - **ULink**: 主要是Keil MDK集成环境的一部分,专为NXP LPC系列以及其他品牌部分型号提供服务[^3]; - **ST-Link**: 则是由意法半导体(STMicroelectronics)专门为自家生产的STM8/STM32系列微控制器所打造的调试适配器。 两者都具备基础的下载烧录简单的调试能力,但在性能上各有侧重——比如ST-Link v2版本引入了更高速的数据交换机制,并且价格更为亲民。 - **共同优点** - 成本低廉,易于获取支持广泛的入门级项目。 - **局限性** - 功能较为有限,无法满足高端应用的需求。
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