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JTAG连接器和接口

11月23日,2020年11月23日通过Sam Gallagher.

了解用于实现JTAG的接口和连接器。

在以前的文章中,我们已经看过最初的JTAG标准IEEE 1149.1。这包括JTAG测试访问端口(点击),这允许用户操纵a状态机访问设备内部,并运行边界扫描测试。

但是,虽然这些信息对于理解JTAG是必不可少的,但也有必要理解物理方面,包括连接器和引脚,以及市场上可用的商业JTAG接口。在本文中,我们将纠正这种情况,从整体上对JTAG采用一种不那么理论化的方法。

JTAG连接器

JTAG没有标准的连接器。通常情况下,“JTAG connector”是一个标准的雄性标题,比如0.1”的标题或更细的间距标题。正如我们所看到的,操作JTAG TAP只需要四个(或五个)插脚。然而,一个被用来与点击进行“通讯”的设备叫做aJTAG接口,还需要电源和接地连接,如果设计者愿意,可以在JTAG头文件中包含其他连接。

因此,给定一个板,设计者应该如何提供JTAG访问?并且,如果有了新的板,您应该在哪里寻找JTAG连接器呢?

虽然JTAG接口没有一个标准的报头,但是有几种报头类型已经在制造商之间或多或少地标准化了。其中包括ARM JTAG 20,ARM JTAG 14,TI JTAG 14.来自意法半导体的STDC14yabosports官网OCDS 16针标题[pdf]源自英飞凌,theCoreSight 10,CoreSight 20,mipi 34.,Mictor 38.。Segger定义了他们的J-Link和J-Trace连接器几乎与ARM JTAG 20相同。

大多数标题是有遮盖或无遮盖的男性标题,有10、14或20个引脚,和0.1 "或0.05 "引脚间距。示例如图1所示。

图1所示。用于连接JTAG接口的公共标题。

The pinouts for various JTAG interfaces (linked above) are shown in Figure 2. Here you’ll find the standard pins for JTAG (TDI, TDO, TCK, TMS, nTRST), as well as serial wire debug (SWDIO, SWCLK, SWO), and additional functions for debugging, like core tracing.

图2。各种JTAG接口的引脚,在本例中显示在0.1”带冠的male头上。

特别值得注意的是添加的引脚是nSRST(全系统复位),它迫使目标完全复位,以及VTREF(电压目标参考),连接到目标供应轨,用于JTAG接口硬件水平移动。

JTAG接口

市场上有几个JTAG接口(也称为JTAG调试探针)。在开源硬件竞技场中,有黑魔法探测或BMP由1bitsquared和黑色球体技术开发,用作ARM JTAG接口,它具有支持它的大型和活跃的社区。黑色魔术探针还可以指替换其固件的任何JTAG接口黑色魔法探头固件

商业的,广泛使用的Segger调试探头包括j-link.(如图3所示)和J-Trace.,适用于工业应用的相当高级和能力的调试探针。在教育许可下,j-link可以在100美元的价格下找到,或者为商业应用的$ 400 - $ 1,000,lol亚博对igJ-Trace成本在1,700美元到2,500美元之间。

图3。Segger J-Link PRO调试探头和JTAG接口

特定供应商还将为其产品销售JTAG接口。STMicroyabosports官网electronics提供STLINK系列(包括STLINK / V2,STLINK-V3SET)对于他们的STM8和STM32产品,Atmel(现在Microchip)提供了Atmel-ICE,恩智浦有S32调试探针- 列表继续。

fpga也使用JTAG将位流下载到设备/存储器上,但这些接口通常被称为下载电缆。例子包括Xilinx的平台电缆II和Altera的FPGA下载电缆,以前称为USB-Blaster II,现在更名为英特尔FPGA下载线缆II

那么这些设备究竟究竟发生了什么,使它们如此昂贵?它们支持哪些功能,设计师如何使用它们?通常,如果您在低端调试探测中查看,您将找到以下内容:

  • 作为主JTAG控制器的微控制器
  • 一个USB接口,它可以嵌入在微控制器中,也可以单独来,例如,一个FTDI芯片
  • 逻辑兼容的电平移位电路
  • 开关电路,使能和禁用不同的路径,引体向上等。

就这些。作为一个例子,看看黑魔法探测硬件文件,在GitHub上提供。大部分工作(和成本)来到软件结束,提供强大的(有时实时)调试工具,允许开发人员充分利用ARM Coresight架构。

结论

到目前为止,我们已经介绍了JTAG标准,包括测试访问端口(TAP)及其状态机。在本文中,我们看了一下JTAG的物理方面,研究了从开源到商业高端的设计者可以使用的连接器和接口。

从这里,所有遗体都仔细看看ARM Coresight架构及其调试接口(ADI),这将包括越来越常见的串行电线调试(SWD)JTAG替代方案。