詳細講解JLINK與JTAG的幾大根本區(qū)別

調(diào)試ARM，要遵循arm的調(diào)試接口協(xié)議，JTAG就是其中的一種。當(dāng)仿真時，IAR、KEIL、ADS等都有一個公共的調(diào)試接口，RDI就是其中的一種，那么我們?nèi)绾瓮瓿蒖DI-->arm調(diào)試協(xié)議(JTAG)的轉(zhuǎn)換呢？有以下兩種做法：

1.在電腦上寫一個服務(wù)程序，把IAR、KEIL和ADS中的RDI命令解析成相關(guān)的 JTAG協(xié)議，然后通后一個物理轉(zhuǎn)換接口(注意，這個轉(zhuǎn)換只是電氣 物理層上的轉(zhuǎn)換，就像RS232那樣的作用)發(fā)送你的的目標(biāo)板。H-JTAG就是這樣的。H-JTAG的硬件就僅是一個物理電平的轉(zhuǎn)換接口，所以很簡單。 而電腦中裝的h-JTAG軟件就是前面說到的服務(wù)程序，負責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)換的。

2.做一個板，用此板直接接收來自IAR、KEIL和ADS等軟件的調(diào)試命令，由此板做RDI->JTAG協(xié)議的轉(zhuǎn)換。然后與目標(biāo)板通信，這就是JLINK的工作原理。

由上可以看出H-JTAG由于是軟件作協(xié)議轉(zhuǎn)換的，所以速度較慢，但是硬件簡單。而第二種方法的JLINK一般帶一個強勁的CPU，作硬件協(xié)議轉(zhuǎn)換，把以硬件復(fù)雜，但速度快。

JTAG的基本原理

JTAG(JointTestActionGroup，聯(lián)合測試行動組)是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議(IEEE1149.1兼容)。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線——TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。

JTAG的主要功能有兩種，或者說JTAG主要有兩大類：

1)一類用于測試芯片的電氣特性，檢測芯片是否有問題；

2)另一類用于Debug，對各類芯片以及其外圍設(shè)備進行調(diào)試；一個含有JTAGDebug接口模塊的CPU，只要時鐘正常，就可以通過JTAG接口訪問CPU的內(nèi)部寄存器、掛在CPU總線上的設(shè)備以及內(nèi)置模塊的寄存器。本文主要介紹的是Debug功能。

JTAG原理分析

簡單地說，JTAG的工作原理可以歸結(jié)為：在器件內(nèi)部定義一個TAP(TestAccessPort，測試訪問口)，通過專用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試和調(diào)試。首先介紹一下邊界掃描和TAP的基本概念和內(nèi)容。

邊界掃描

邊界掃描(Boundary-Scan)技術(shù)的基本思想是在靠近芯片的輸入/輸出引腳上增加一個移位寄存器單元，也就是邊界掃描寄存器(Boundary-ScanRegister)。

當(dāng)芯片處于調(diào)試狀態(tài)時，邊界掃描寄存器可以將芯片和外圍的輸入/輸出隔離開來。通過邊界掃描寄存器單元，可以實現(xiàn)對芯片輸入/輸出信號的觀察和控制。對 于芯片的輸入引腳，可以通過與之相連的邊界掃描寄存器單元把信號(數(shù)據(jù))加載到該引腳中去;對于芯片的輸出引腳，也可以通過與之相連的邊界掃描寄存器“捕 獲”該引腳上的輸出信號。在正常的運行狀態(tài)下，邊界掃描寄存器對芯片來說是透明的，所以正常的運行不會受到任何影響。這樣，邊界掃描寄存器提供了一種便捷的方式用于觀測和控制所需調(diào)試的芯片。另外，芯片輸入/輸出引腳上的邊界掃描(移位)寄存器單元可以相互連接起來，在芯片的周圍形成一個邊界掃描鏈 (Boundary-ScanChain)。邊界掃描鏈可以串行地輸入和輸出，通過相應(yīng)的時鐘信號和控制信號，就可以方便地觀察和控制處在調(diào)試狀態(tài)下的芯 片。

測試訪問口TAP

TAP(TestAccessPort)是一個通用的端口，通過TAP 可以訪問芯片提供的所有數(shù)據(jù)寄存器(DR)和指令寄存器(IR)。對整個TAP的控制是通過TAP控制器(TAPController)來完成的。下面先 分別介紹一下TAP的幾個接口信號及其作用。其中，前4個信號在IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)里是強制要求的。

TCK：時鐘信號，為TAP的操作提供了一個獨立的、基本的時鐘信號。

TMS：模式選擇信號，用于控制TAP狀態(tài)機的轉(zhuǎn)換。

TDI：數(shù)據(jù)輸入信號。

TDO：數(shù)據(jù)輸出信號。

TRST：復(fù)位信號，可以用來對TAPController進行復(fù)位(初始化)。這個信號接口在IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)里并不是強制要求的，因為通過TMS也可以對TAPController進行復(fù)位。

STCK：時鐘返回信號，在IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)里非強制要求。

簡單地說，PC機對目標(biāo)板的調(diào)試就是通過TAP接口完成對相關(guān)數(shù)據(jù)寄存器(DR)和指令寄存器(IR)的訪問。

系統(tǒng)上電后，TAPController首先進入Test-LogicReset狀態(tài)，然后依次進入Run-Test/Idle、Selcct-DR- Scan、Select-IR-Scan、Capture-IR、Shift-IR、Exitl-IR、Update-IR狀態(tài)，最后回到Run- Tcst/Idle狀態(tài)。在此過程中，狀態(tài)的轉(zhuǎn)移都是通過TCK信號進行驅(qū)動(上升沿)，通過TMS信號對TAP的狀態(tài)進行選擇轉(zhuǎn)換的。其中，在 Capture-IR狀態(tài)下，一個特定的邏輯序列被加載到指令寄存器中；在Shift-IR狀態(tài)下，可以將一條特定的指令送到指令寄存器中;在 Update—IR狀態(tài)下，剛才輸入到指令寄存器中的指令將用來更新指令寄存器。最后，系統(tǒng)又回到Run—Test/Idle狀態(tài)，指令生效，完成對指令 寄存器的訪問。當(dāng)系統(tǒng)又返回到Run—Test/Idle狀態(tài)后，根據(jù)前面指令寄存器的內(nèi)容選定所需要的數(shù)據(jù)寄存器，開始執(zhí)行對數(shù)據(jù)寄存器的工作。其基本 原理與指令寄存器的訪問完全相同，依次為seIect—DR—Scan、Capture—DR、Shift—D、Exitl一DR、Update—DR， 最后回到Run-Tcst/Idle狀態(tài)。通過TDl和TDO，就可以將新的數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)寄存器中。經(jīng)過一個周期后，就可以捕獲數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)，完 成對與數(shù)據(jù)寄存器的每個寄存器單元相連的芯片引腳的數(shù)據(jù)更新，也完成了對數(shù)據(jù)寄存器的訪問。

目前，市場上的JTAG接口有14引腳和20引腳兩種。其中，以20引腳為主流標(biāo)準(zhǔn)，但也有少數(shù)的目標(biāo)板采用14引腳。經(jīng)過簡單的信號轉(zhuǎn)換后，可以將它們通用。