ARM嵌入式系统开发典型模块.doc

ARM嵌入式系统开发典型模块.doc《ARM嵌入式系统开发典型模块》
《ARM嵌入式系统开发典型模块》
“黑色经典”系列之《ARM嵌入式系统开发典型模块》
三 —— = -=■ ==~ -=
亘=二■ %_■ = a =
调试接口模块
《ARM嵌入式系统开发典型模块》
JTAG调试接口简介
JTAG （Joi nt Test Actio n Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议，主要用 于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试。 JTAG技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内
部封装了专门的测试电路 TAP（Test Access Port，测试访问口），通过专用的JTAG测试工具 对内部节点进行测试。 目前大多数比较复杂的器件都支持 JTAG协议，如ARM、DSP、FPGA
器件等。标准的 JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为测试模式选择、测试 时钟、测试数 据输入和测试数据输出。
JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个 器件分别测试。JTAG接口还常用于实现ISP （In-System Programmable在线系统 编程）功能， 如对Flash器件进行 编程等。通过JTAG接口，可对芯片内部的 所有部件进行访问，因而是 开发调试嵌入式系统的一种 简洁高效的手段。
JTAG接口的结构
JTAG接口的主要结构
《ARM嵌入式系统开发典型模块》
在硬件结构上，JTAG接口包括2部分：JTAG端口和控制器。与JTAG接口兼容的器件 件可以是微处理器（MPU ）、微控制器（MCU ）、PLD、CPL、FPGA、ASIC或者是其他符合 IEEE 。IEEE 每个引脚 都设
"二：f 二,称为边界扫描单元 BSC （Boundary Scan cell、。它将JTAG电路与内核
有一个移位寄存单元，.…
逻辑电路联系 起来，同时隔离内核逻辑电路和芯片引脚，由集成电路的所有边界扫描单元构
选 *
成边界扫描寄存 BSR （ Boundary Scan Register）。边界扫描寄存 器电路仅在进行JTAG测试时 有效，在集成电路正常工作时无效，不影响集成电路的功能。具有JTAG接口的芯片内部 。
在对多 个具有JTAG芯片编程时，可以组成JTAG菊花链结构（Daisy chain ）,是一种 殊的串行编程方式。每片TDI输入端与前面一片的TDO输出端相连，最前面一片的TDI 和最后一片的TDO端与JTAG编程接口的TDI、TDO分别相连，。链中的器件 数可以很多，只要不超出接口的驱动能力即可。通过状态机 控制，可以使非正在被编程器件 的TDI端直通TDO端，这样就可以使数据流形成环路，对各器件按序进行编程。使用者可 以通过读取每个芯片特有的识别码知道该 器件在链中的位置。
《ARM嵌入式系统开发典型模块》
• Boundary—Scan R ister?
vcc
TDI
TMS
TDD
TCK
JTAG接口芯片内部结构图
Tin
TCK
IMS
TOO
芯片1 芯片2
JTAG菊花链结构图
《ARM嵌入式系统开发典型模块》
《ARM嵌入式系统开发典型模块》
（1） 指令寄存器IR:由2个或更多个指令寄存单元和 指令译码 器组成，通过它可以串行 输入执行各种操作的指令。
（2） 数据寄存器组：是一组基于电路的移位寄存器。操作指令被串行装入由当前指令所 选择的数据寄存器。随着操作的执行，测试 结果被移出。
（3） 边界寄存器DR :在内部逻辑电路和各引脚之间均插入了一串边界扫描单元，形成 了由TDI到TDO之间的边界寄存器链。
（4） 旁路寄存器BP:它只是1位寄存器。它的一端与TDI相连，另一端与TDO相连。 在指令控制下，由TDI输入的数据可以直接经由本片的旁路寄存器送到TDO。使用旁路寄存 器，可以越过片1、片2的边界寄存器，仅经过它们的旁路寄存器直接向片3输入数据。
（5） 测试访问 端口（ TAP）控制器：TAP控制器是一个16状态的莫尔型同步时序电路， 响应于测试时钟TCK的上升沿。在TCK和TMS协同配合下确定来自TDI的串行数据是指 令码还是测试码，进而产生 Clock