JTAG 连接器

JTAG 没有标准连接器。通常情况下,“JTAG 连接器”是标准公头,例如 0.1” 接头或更细间距的接头。正如我们所见,操作 JTAG TAP 只需要四个(或五个)引脚。但是,用于与 TAP 进行“通信”的设备(称为JTAG 接口)也需要电源和接地连接,并且设计人员可以根据需要在 JTAG 接头上包含其他连接。

那么,给定一块电路板,设计人员应该如何提供 JTAG 访问?而且,给定一块新电路板,您应该在哪里寻找 JTAG 连接器?

尽管没有针对 JTAG 接口的标准接头,但制造商之间已经或多或少地标准化了几种接头类型。其中包括ARM JTAG 20ARM JTAG 14TI JTAG 14、STMicroelectronics 的 STDC14、英飞凌的OCDS 16 引脚接头[pdf]、CoreSight 10CoreSight 20MIPI 34Mictor 38 . Segger 将其J-Link 和 J-Trace 连接器定义为与 ARM JTAG 20 几乎相同。 

大多数接头是带罩或无罩的公接头,有 10、14 或 20 针,以及 0.1” 或 0.05” 针间距。示例如图 1 所示。 

图 1.用于连接 JTAG 接口的通用接头。 
 

各种 JTAG 接口(如上链接)的引脚排列如图 2 所示。在这里您可以找到 JTAG(TDI、TDO、TCK、TMS、nTRST)以及串行线调试(SWDIO、SWCLK、SWO)的标准引脚),以及用于调试的附加功能,例如核心跟踪。 

图 2.各种 JTAG 接口的引脚排列,在这种情况下显示在 0.1” 带罩公头上。

在添加的引脚中特别值得注意的是 nSRST(完全系统复位),它强制目标完全复位,以及 VTREF(电压目标参考),连接到 JTAG 接口硬件电平转换的目标电源轨。 

JTAG 接口

市场上有几种 JTAG 接口(也称为 JTAG 调试探针)。在开源硬件领域,有由 1BitSquared 和 Black Sphere Technologies 开发的Black Magic Probe 或 BMP,用作 ARM JTAG 接口,有一个庞大而活跃的社区支持它。Black Magic Probe 也可以指任何已将其固件替换为Black Magic Probe 固件的 JTAG 接口。

Segger 广泛使用的商用调试探针包括J-Link  (如图 3 所示)和J-Trace,这是一种适用于工业应用的更先进、功能更强大的调试探针。在教育许可下,J-Link 的售价低于 100 美元,商业应用的售价在 400 至 1,000 美元之间,而 J-Trace 的售价在 1,700 至 2,500 美元之间。 

图 3. Segger J-Link PRO 调试探针和 JTAG 接口

特定供应商还将为其产品销售 JTAG 接口。STMicroelectronics 为其 STM8 和 STM32 产品提供 STLINK 系列(包括STLINK/V2STLINK-V3SET),Atmel(现为 Microchip)提供​​Atmel-ICE,NXP 提供S32 调试探针——不胜枚举。

FPGA 还使用 JTAG 将比特流下载到设备/存储器上,但这些接口通常称为下载电缆。示例包括 Xilinx 的Platform Cable II 和 Altera 的 FPGA 下载电缆,以前称为 USB-Blaster II,现在更名为 Intel FPGA Download Cable II

那么这些设备到底发生了什么让它们如此昂贵呢?它们支持哪些功能,设计师如何使用它们?通常,如果您查看低端调试探针内部,您会发现以下内容:

就是这样。例如,查看Github上的Black Magic Probe 硬件文件。大部分工作(和成本)都来自软件端,提供强大的(有时是实时的)调试工具,使开发人员能够充分利用 Arm CoreSight 架构。

结论

至此,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,我们研究了 JTAG 的物理方面,研究了从开源到商业高端的设计人员可用的连接器和接口。

从这里开始,剩下的就是仔细研究 Arm CoreSight 架构及其调试接口 (ADI),其中将包括越来越常见的串行线调试 (SWD) JTAG 替代方案。

文章来之:allaboutcircuits