原标题:豹哥嵌入式讲堂:ARM Cortex-M调试过程探析(1)- 4线协议标准(JTAG)
风魂扔出一枚棋子,棋子化成小刀在蓝菊花的手腕处绕了绕。蓝菊花整个人摔在地上,她松开绑在嘴的布条大声叫道:“你快走,这是个陷阱。” 如果她接触了其他力量体系的话,找到自己的道,有着我的帮助,短短时间内不说追上我和红衣,但是绝对能超过布玛的,这可是一个好帮手,也许这一次来斩赤红之瞳最大的收获就是这个女人了。 “你小子知道的还不少,当年我可是做过灵族的族长,只是那位置不好玩,天天呆在那里实在是闷透了,所以我就跑出去自己闯荡将族长位置交给我弟弟。”灵云得意的炫耀道。 大家好,我是豹哥,猎豹的豹,犀利哥的哥。今天豹哥给大家讲的是嵌入式调试里的接口标准JTAG。 在结束《ARM Cortex-M开发文件详解》系列文章之后,豹哥休整了一小段时间,但是讲课的心完全停不下来啊,所以忍不住新开了一个系列文章,叫《ARM Cortex-M调试过程探析》,本文是这个系列文章的第一篇,欢迎各位嵌入式朋友前来围观捧场~~~ JTAG全称“Joint Test Action Group”,既是个标准也是个组织,这是个由几家主要的电子制造商(IBM、AT&T、TI、Philips等)成立于1985年的组织,这个组织成立的目的是发起制订一种PCB和芯片测试标准。 IEEE 1149.1工作组 http://grouper.ieee.org/groups/1149/1/ JTAG接口,总称测试访问接口TAP(Test Access Port),使用如下信号来实现边界扫描操作: 除了以上信号线外,还有1个可选的信号: JTAG系统内部最基本的单元是边界扫描单元(其扫描获取的值存在边界扫描寄存器BSR(Boundary Scan Register)中),每个边界扫描单元都位于目标器件的边界上,所以很多时候JTAG测试也被称为边界扫描。 除了上述BSR之外,JTAG系统还需要以下3个寄存器: JTAG系统最核心的是TAP控制器,TAP控制器被设计用来与JTAG系统内部寄存器相互动,TAP控制器是一个被TMS信号控制转换的同步状态机,控制着JTAG系统的行为。 指令寄存器是用来存储需要解释执行的指令的,IEEE 1149.1标准规定了JTAG兼容器件必须要具备的指令: 除了必备的指令外,IEEE 1149.1标准还规定了如下可选的指令: 通常支持JTAG接口的调试编程工具其实只是利用了JTAG技术的四线TAP通信协议,而除了标准TAP信号线外,有时还加入其他辅助信号线构成完整pinout,对于ARM JTAG调试工具来说,有两种比较通用的pinout标准,即ARM20 JTAG header和ARM14 JTAG header: 上述两种ARM JTAG header中除了标准TAP信号线外,其他辅助信号线含义如下: Note:更多JTAG pinout详见JTAG test网站的整理 http://www.jtagtest.com/pinouts/ 前面讲完了JTAG基础知识,下面豹哥再给大家多介绍一些JTAG相关的“黑科技”。 现如今支持JTAG接口的芯片越来越多,为了统一各芯片厂商的具体JTAG实现,促进整个电子行业的一致性,IEEE1149.1标准制订了BSDL语言规范。BSDL是JTAG设备的标准建模语言,它的语法是VHDL的子集,是对JTAG器件的边界扫描特性的描述,主要用来沟通芯片厂商、用户与测试工具之间的联系。 开源的JTAG BSDL库网站(http://bsdl.info/),涵盖主流厂商的主流芯片的BSDL文件 豹哥随便找一款芯片的BSDL文件(Freescale K60_1M(K24_144QFP))简单分析下: 当你的系统中有多个JTAG设备时,为解决JTAG口过多占用PCB的问题,JTAG支持如下菊花链方式连接(在FPGA应用尤其广泛): 从上图可以看出TMS、TCK是一主多从并联的结构(设备过多时TMS,TCK电路需加缓冲器(如74LVC245)增加驱动能力);TDI、TDO是一主一从串联的结构,这种菊花链方式使得PCB上只需要一个JTAG接口便可以访问所有JTAG设备。 至此,嵌入式调试里的接口标准JTAG豹哥便介绍完毕了,掌声在哪里~~~
再次清醒过来时,唐三发现。自己身体周围的瀚海护身罩已经都消失了。而且,自己也不是再躺在海边,而是一张看上去十分简陋的床上。豹哥嵌入式讲堂:ARM Cortex-M调试过程探析(1)- 4线协议标准(JTAG)
嵌入式开发中,大家免不了需要仿真调试代码,尤其是当应用工程功能逻辑复杂到一定程度时,免不了在写代码时会引入一些逻辑bug,仅靠代码审查有时候并不一定能排除所有bug,所以在线调试便成为排除bug最有效直接的方式,今天我们要聊的是调试里最基础的东西,即接口标准。ARM内核原生支持2种业界通用的接口标准,分别是JTAG和SWD。本节课豹哥先给大家详细讲讲JTAG接口。一、JTAG接口标准
JTAG标准于1990年被IEEE批准为IEEE1149.1测试访问端口和边界扫描结构标准。JTAG标准规定了进行边界扫描所需要的硬件和软件,主要应用于电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线系统编程。1.1 IEEE1149.1标准
最初版手册1149.1-1990 http://standards.ieee.org/findstds/standard/1149.1-1990.html
最新版手册1149.1-2013 http://standards.ieee.org/findstds/standard/1149.1-2013.html1.2 JTAG接口信号
1.3 JTAG系统内部构造
所有目标器件核心逻辑与针脚之间的信号都会被串联的边界扫描单元所拦截。正常运行时,这些边界扫描单元是不可见的。但是,在测试模式下这些单元可以被用来设置/读取目标器件针脚或核心逻辑的值。
如上图所示,TAP控制器的内部状态机一共16个状态,关于各个状态具体含义可查阅IEEE1149.1手册。TAP控制器的基本功能是产生BSR和指令寄存器正常工作所需要的时钟和控制信号,其主要功能有以下几点:
1.4 JTAG调试工具pinout
信号名 ARM20-pin ARM14-pin 信号含义
Vref P1 P1,P13 JTAG接口电平参考电压。用于检查目标系统是否供电,该引脚通常与目标系统Vdd相连,中间不允许串接电阻。
Vsupply P2 N/A 电源输入
nSRST P15 P12 System Reset信号,与目标系统复位信号相连。可以直接对目标系统复位,同时可以检测目标系统的复位情况。为了防止误触发,应在目标端加上适当的上拉电阻。
RTCK P11 N/A Return Test Clock。由目标系统反馈给JTAG的时钟信号,用来动态控制TCK速率。不使用时可以直接接地。
GND P4,P6,P8,P10,P12,P14,P16,P18,P20 P2,P4,P6,P8,P10,P14 接地
DBGRQ P17 N/A 连接到目标系统的调试请求信号
DBGACK P19 N/A 由目标系统反馈回来的调试应答信号
二、JTAG接口进阶
2.1 BSDL文件
entity k60_1m is
generic (PHYSICAL_PIN_MAP : string := "K24_144qfp");
-- 此处描述芯片所有引脚属性
port (
PTA0: in bit;
...
XTAL32: linkage bit);
use STD_1149_1_2001.all;
use STD_1149_6_2003.all;
-- 描述芯片引脚pinout
attribute COMPONENT_CONFORMANCE of k60_1m: entity is "STD_1149_1_2001";
attribute PIN_MAP of k60_1m: entity is PHYSICAL_PIN_MAP;
constant K24_144qfp :PIN_MAP_STRING :=
"PTA0: 50," &
...
"XTAL32: 40" ;
-- 描述JTAG信号在芯片引脚分配
attribute TAP_SCAN_OUT of PTA2 : signal is true;
attribute TAP_SCAN_CLOCK of PTA0 : signal is (2.00e+07,BOTH);
attribute TAP_SCAN_MODE of PTA3 : signal is true;
attribute TAP_SCAN_IN of PTA1 : signal is true;
-- 描述JTAG指令寄存器相关属性
attribute INSTRUCTION_LENGTH of k60_1m: entity is 4;
attribute INSTRUCTION_OPCODE of k60_1m: entity is
"BYPASS (1111)," &
"CLAMP (1100)," &
"EXTEST (0100)," &
"HIGHZ (1001)," &
"IDCODE (0000)," &
"PRELOAD (0010)," &
"SAMPLE (0011)," &
"ENABLE_CENSOR_CTRL (0111)," &
"ENABLE_TEST_CTRL (0110)," &
"EZPORT (1101)," &
"JTAGDP_ABORT (1000)," &
"JTAGDP_APACC (1011)," &
"JTAGDP_DPACC (1010)," &
"JTAGDP_IDCODE (1110)";
attribute INSTRUCTION_CAPTURE of k60_1m: entity is "xx01";
attribute INSTRUCTION_PRIVATE of k60_1m: entity is
"ENABLE_CENSOR_CTRL," &
"ENABLE_TEST_CTRL," &
"EZPORT," &
"JTAGDP_ABORT," &
"JTAGDP_APACC," &
"JTAGDP_DPACC," &
"JTAGDP_IDCODE";
-- 描述JTAG识别码寄存器相关属性
attribute IDCODE_REGISTER of k60_1m: entity is
"0000" & -- Version
"1011001100011010" & -- Part Number
"00000001110" & -- Manufacturer Identity
"1"; -- IEEE 1149.1 Requirement
attribute REGISTER_ACCESS of k60_1m: entity is
"BYPASS (BYPASS)," &
"DEVICE_ID (IDCODE)";
-- 描述JTAG边界扫描寄存器相关属性
attribute BOUNDARY_LENGTH of k60_1m: entity is 196;
attribute BOUNDARY_REGISTER of k60_1m: entity is
-- num cell port/* function safe [ccell dis rslt]
" 0 (BC_2, *, control, 1) ," &
" 1 (BC_8, PTE0, bidir, X, 0, 1, Z) ," &
...
" 194 (BC_2, *, control, 1) ," &
" 195 (BC_8, PTD15, bidir, X, 194, 1, Z) ";
end k60_1m;
2.2 JTAG菊花链
当前文章:http://playvision.biz/cihuq/index.html
发布时间:2019-02-17 08:50:16
深圳周末兼职招聘网 阿里巴巴致富好项目 现在0元好的赚钱途径 头条赚钱 2018年最挣钱的游戏 正规看广告赚钱软件 无需投资的网上兼职 做女人生意什么赚钱
编辑:辛海安
责任编辑:通宗秉卓