關于JTAG，你知道的和不知道的都在這里

時間：2021-02-09 00:49:02

關鍵字： JTAG 接口

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[導讀]JTAG（JointTest ActionGroup）是一個接口，為了這個接口成立了一個小組叫JTAG小組，它成立于1985年。

01JTAG簡介

JTAG（JointTest ActionGroup）是一個接口，為了這個接口成立了一個小組叫JTAG小組，它成立于1985年。在1990年IEEE覺得一切妥當，于是發(fā)布了IEEE Standard 1149.1-1990，并命名為Standard Test Access Port and Boundary-ScanArchitecture，這就是大名鼎鼎的JTAG了。

JTAG的三大功能你知道嗎，響當當的：

1.下載器，即下載軟件到FLASH里。

2. DEBUG，跟醫(yī)生的聽診器似的，可探聽芯片內部小心思。

3. 邊界掃描，可以訪問芯片內部的信號邏輯狀態(tài)，還有芯片引腳的狀態(tài)等等。

JTAG根本沒有標準的接口定義，甚至每家公司定義都不一樣。在ARM的《系統(tǒng)和接口設計參考》文檔中

文檔下載地址：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/13aQXOXR73_wiERz2kwN15w

提取碼：xaaf

這篇文檔列舉了不同的 JTAG 接口

而我們經常在互聯網看到的下圖，是SEGGER公司的Jlink的JTAG接口。

J-Link是德國SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。簡單地說，是給一個JTAG協(xié)議轉換盒，即一個小型USB到JTAG的轉換盒，其連接到計算機用的是USB接口，而到目標板內部用的還是jtag協(xié)議。它完成了一個從軟件到硬件轉換的工作。

同時Jlink也是個人覺的最流行的調試器。通過《系統(tǒng)和接口設計參考》可知，這個ARM官方的JTAG20pin并不相同。

在這里希望大家明白，ARM，Jlink，JTAG之間的關系。

使用頻率也挺高的ST-linkV2的接口由上文可知，這也是ST公司自己定義的接口，如下：

Ulink、CMSIS_DAP和其他STM32的仿真器是一樣的道理。

02JTAG介紹

邊界測試：

舉個例子你有兩個芯片，這兩個芯片之間連接了很多很多的線，怎么確保這些線之間的連接是OK的呢，用JTAG，它可以控制所有IC的引腳。這叫做芯片邊界測試。

在JTAG接口中，最常用的信號有四個，分別是TCK/TMS/TDO/TDI。JTAG接口可以一對一的使用，也可以組成菊花鏈的一對多拓撲結構，兩種拓撲結構如下圖所示。多核的芯片，其芯片內部已經接成了菊花鏈的形式。

JTAG的菊花鏈還有很多玩法

CPU和FPGA制造商允許JTAG用來端口debug；FPGA廠商允許通過JTAG配置FPGA，使用JTAG信號通入FPGA核。

03JTAG和SWD

SWD接口：串行調試（SerialWireDebug），應該可以算是一種和JTAG不同的調試模式，最直接的體現在調試接口上，與JTAG的20個引腳相比，SWD只需要4（或者5）個引腳。

VCC、SWDIO、SWCLK、GND(有些情況，也加上了RESET腳)。

SWD和傳統(tǒng)的調試方式區(qū)別：

SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大數據量的情況下面JTAG下載程序會失敗，但是SWD發(fā)生的幾率會小很多。基本使用JTAG仿真模式的情況下是可以直接使用SWD模式的，只要你的仿真器支持，所以推薦大家使用這個模式。
當CPU的GPIO不夠用的時候，可以使用SWD仿真，這種模式支持更少的引腳。
在硬件PCB的體積有限的時候推薦使用SWD模式，它需要的引腳少，當然需要的PCB空間就小，可以選擇一個很小的2.54間距的5芯端子做仿真接口。

Keil環(huán)境下Jlink調試器的JTAG模式和SWD模式

IAR環(huán)境下Jlink調試器的JTAG模式和SWD模式

Jlink的JTAG模式和SWD模式對比圖

JTAG引腳說明

SWD引腳說明

04關于Vref引腳

上面我們提到Vref引腳，屬于IO接口的電源域，目的是為了使芯片邏輯電平與調試器的邏輯電平一致，避免邏輯錯誤，甚至對設備造損壞。

在Jlink上有Vref的跳線帽。

三個排針：①是NC，②是Vref，是和輸出的1腳相連的，③是3.3V

如果要Jlink的1腳Vref輸出3.3V，直接將②和③短接即可。

05關于TRST引腳

JTAG定義中的TRST引腳，用來復位TAP控制器的。在STM32系列單片機中，并沒有TRST引腳，名字為NJTRST。

以STM32F207為例，NJTRST引腳在JTAG和SWD模式中的說明。

STM32F207的SWJI/O引腳可用性

06RESET引腳作用

在一些STM32的產品仿真時使用4線的SWD模式，發(fā)布版通常會將JTAG口設置為普通IO，或者由于管腳不夠用，在發(fā)布版用作其他用途。我們在調試發(fā)布版，因為禁止了JTAG模式，沒有辦法仿真了。

這個時候，最常用的做法是，拉高BOOT0管腳，進入MainFlash memory模式，進行debug仿真。

對比STM32的官方開發(fā)板，我們在使用SWD模式沒有引出RST引腳，當然屬于SWD的還有SWO信號，這是個監(jiān)視用的，也是非常有用。這兩個信號都可以連接仿真器的。

板子上對照:

仿真器有UnderReset的方式，因此,仿真器在需要仿真的時候，會把RST信號送到MCU，讓MCU處于RST，或者采用Reset后仿真，代碼還沒執(zhí)行到禁止JTAG狀態(tài)下，所以可以直接仿真。當然，也可以主動復位供電，也是可以脫離原來的JTAG禁止狀態(tài)。也可以拉高boot0管腳。