JTAG调试原理.ppt

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1、JTAG调试原理目录一、JTAG基本知识1.1、什么是JTAG1.2、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TAP2.2、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-RTLogic的结构2.6、EmbeddedICE的断点/观察点设置三、JTAG常用指令一、JTAG基本知识1.1、什么是JTAGJTAG是JointTestActionGroup(联合测试行动组)的缩写，是IEEE1149.1标准。1.2、JTAG的作用使

2、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：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（Protocolconverter）负责将Debug主控端发出的高级ARM调试命令转换为底层的ARMJTAG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，

3、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，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，H-JTAG，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）：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

4、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：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。（2）、TAP（TestAccessPort）TAP是一个通用的端口，利

5、用它可以访问芯片提供的所有DR和IR。对整个TAP的控制是通过TAPController来完成的。TAP包括5个信号接口：◆TCK（TestClockInput）JTAG时钟信号位。标准强制要求◆TMS（TestModeSelect）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（TestDataInput）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（TestDataOutput）数据输出口。所有要从特定的寄存器中输出的数据

6、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◆TRST（TestResetInput）JTAG复位信号。标准里是可选的2.2、JTAG的状态机TAP共有16个状态机，如下图所示：每一个状态都有其相应的功能。箭头表示了所有可能的状态转换流程。状态的转换是由TMS控制的。2.3、ARM7TDMI内核结构ARM7TDMI处理器结构框图：ARM7TDMI处理器包括三大部分：◆ARMCPUMainProcessorLogic包括了对调试的硬件支持◆EmbeddedICE-RTLogic包括一组寄存器和比较器，用来产生调试异常，设置断

7、点和观察点。◆TAPController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：◆ScanChain0113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

8、，但包含信息丰富，可通过它得到ARM7TDMI内核的所有信息。◆ScanChain133个扫描单元，包括数据总线和一个断点控制信号。◆ScanChai