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JTAG

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联合测试工作组(英语:JTAG, Joint Test Action Group),是个工业标准,用于验证设计与测试生产出的印刷电路板功能。

1990年,JTAG正式由电机电子工程师学会(IEEE)进行文档标准化,编号为IEEE 1149.1-1990。在1994年,加入了补充文档对边界扫描描述语言(BSDL)进行了说明。从那时开始,这个标准被全球的电子企业广泛采用。边界扫描几乎成为了JTAG的同义词。

在设计印刷电路板时,目前最主要用在测试集成电路的副区块,而且也提供一个在嵌入式系统很有用的调试机制,提供一个在系统中方便的"后门"。当使用一些调试工具像电路内模拟器用JTAG当做信号传输的机制,使得程序员可以经由JTAG去读取集成在CPU上的调试模块。调试模块可以让程序员调试嵌入式系统中的软件。

电气特性

JTAG的接口是一种特殊的4/5个接脚接口连到晶片上 ,所以在电路版上的很多晶片可以将他们的JTAG接脚通过Daisy Chain的方式连在一起,并且Probe只需连接到一个“JTAG端口”就可以访问一块印刷电路板上的所有IC。这些连接引脚是:

  1. TDI(测试数据输入)
  2. TDO(测试数据输出)
  3. TCK(测试时钟)
  4. TMS(测试模式选择)
  5. TRST(测试复位)可选。
JTAG链的一个例子
JTAG链的一个例子

因为只有一条数据线,通信协议有必要像其他串行装置接口,如SPI一样为串列传输。时钟由TCK引脚输入。配置是通过TMS引脚采用状态机的形式一次操作一位来实现的。每一位数据在每个TCK时钟脉冲下分别由TDI和TDO引脚传入或传出。可以通过加载不同的命令模式来读取晶片的标识,对输入引脚采样,驱动(或悬空)输出引脚,操控晶片功能,或者旁路(将TDI与TDO连通以在逻辑上短接多个晶片的链路)。TCK的工作频率依晶片的不同而不同,但其通常工作在10-100MHz(每位10-100ns)。

当在集成电路中进行边界扫描时,被处理的信号是在同一块IC的不同功能模块间的,而不是不同IC之间的。

TRST引脚是一个可选的相对待测逻辑低电平有效的复位开关——通常是异步的,但有时也是同步的,依晶片而定。如果该引脚没有定义,则待测逻辑可由同步时钟输入复位指令而复位。

尽管如此,极少消费类产品提供外部的JTAG端口接口,但作为开发样品的残留,这些接口在印刷电路板上十分常见。在研发后,这些接口常常为反向工程提供了非常良好的途径。

JTAG-Zustandsautomat
JTAG-Zustandsautomat

常用的扩展

关于制造商的扩展:英飞凌,MIPS EJTAG飞思卡尔COP, ARM ETM (Extended Trace Macrocell), OnCE etc.

广泛的应用

  • 几乎所有的嵌入式系统都具有JTAG端口。
  • PCI总线接口包含JTAG引脚。一种特殊的JTAG卡可以用来刷新被破坏了的BIOS

客户端软件

可以通过使用一些支持JTAG的应用程式来访问JTAG接口。

免费软件

私有软件

外部链接