JTAG基础知识

原帖地址： https://www.cnblogs.com/kingstacker/p/7454814.html

1.什么是JTAG：Joint Test Action Group

JTAG是一种IEEE标准用来解决板级问题，开发于上个世纪80年代。今天JTAG被用来烧录、debug、探查端口。当然，最原始的使用是边界测试。

边界测试：

举个例子你有两个芯片，这两个芯片之间连接了很多很多的线，怎么确保这些线之间的连接是OK的呢，用JTAG，它可以控制所有IC的引脚。这叫做芯片边界测试。

2.JTAG引脚：

JTAG发展到现在已经有脚了，通常四个脚：TDI，TDO，TMS，TCK，当然还有个复位脚TRST。对于芯片上的JTAG的脚实际上是专用的。

TDI：测试数据输入，数据通过TDI输入JTAG口；

TDO：测试数据输出，数据通过TDO从JTAG口输出；

TMS：测试模式选择，用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式；

TCK：测试时钟输入；

TRST：测试复位；

更多的用法：

CPU和FPGA制造商允许JTAG用来端口debug；FPGA厂商允许通过JTAG配置FPGA，使用JTAG信号通入FPGA核。

3.JTAG怎么工作：

PC控制JTAG：用JTAG电缆连接PC的打印端口或者USB或者网口。最简单的是连接打印端口。

TMS：在每个含有JTAG的芯片内部，会有个JTAG TAP控制器。TAP控制器是一个有16个状态的状态机，而TMS就是这玩意的控制信号。当TMS把各个芯片都连接在一起的时候，所有的芯片的TAP状态跳转是一致的。下面是TAP控制器的示意图：

改变TMS的值，状态就会发生跳转。如果保持5个周期的高电平，就会跳回test-logic-rest，通常用来同步TAP控制器；

通常使用两个最重要的状态是Shift-DR和Shift-IR，两者连接TDI和TDO使用。

IR：命令寄存器，你可以写值到这个寄存器中通知JTAG干某件事。每个TAP只有一个IR寄存器而且长度是一定的。

DR：TAP可以有多个DR寄存器，与IR寄存器相似，每个IR值会选择不同的DR寄存器。

4.JTAG链相关疑问：

计算JTAG链中的IC数目：

一个重要的应用是IR值是全一值，表示BYPASS命令，在BYPASS模式中，TAP控制器中的DR寄存器总是单bit的，从输入TDI到输出TDO，通常一个周期，啥也不干。

可用BYPASS模式计算IC数目。如果每个IC的TDI-TDO链的延迟是一个时钟，我们可以发送一些数据并检测它延迟了多久，那么久可以推算出JTAG链中的IC数目。

得到JTAG链中的器件ID：

大多数的JTAG IC都支持IDCODE命令。在IDCODE命令中，DR寄存器会装载一个32bit的代表器件ID的值。不同于BYPASS指令，在IDCODE模式下IR的值没有标准。不过每次TAP控制器跳转到Test-Logic-Reset态，它会进入IDCODE模式，并装载IDCODE到DR。

5.边界扫描：

TAP控制器进入边界扫描模式时，DR链可以遍历每个IO块或者读或拦截每个引脚。

在FPGA上使用JTAG，你可以知晓每个引脚的状态当FPGA在运行的时候。

可以使用JTAG命令SAMPLE，当然不同IC可能是不同的。