常见的JTAG cable结构都比较简单,一端是DB25,接到电脑的并口上,中间经过74HC244和一些电阻实现电平转换(5V<->3.3V?)(也有比较猥琐的
只用了几个100 Ohm电阻的方案,似乎我这里用来烧CPLD的就是一条这样子的...),另一端的JTAG header接到目标板的JTAG interface。
并口DB25原先主要是用来连接打印机,其引脚定义如下:
25 Pin D-Sub | SPP SIGNAL | DIRECTION IN/OUT |
1 | /Strobe | In/Out |
2 | Data 0 | Out |
3 | Data 1 | Out |
4 | Data 2 | Out |
5 | Data 3 | Out |
6 | Data 4 | Out |
7 | Data 5 | Out |
8 | Data 6 | Out |
9 | Data 7 | Out |
10 | /ACK | In |
11 | Busy | In |
12 | Paper Out | In |
13 | Select | In |
14 | /Line Feed | In/Out |
15 | /Error | In |
16 | /INIT | In/Out |
17 | /Select In | In/Out |
18-25 | Ground | GND |
可见,数据线Pin2~Pin9可以用来发送数据,Pin10~Pin13等可以用来接收数据。
JTAG的数据传输形式是串行,主要使用了以下引脚:
TDI (Test Data In)
TDO (Test Data Out)
TCK (Test ClocK)
TMS (Test Mode Select)
TRST (Test ReSeT) optional.
因此,DB25-JTAG实际上只利用了DB25的少数几根线。但由于DB25的8条数据线都可以作为output,市面上就出现了各种使用不同Pin Assignment的JTAG线。例如Wiggler的Pin assignment:
TMS : Pin3 (D1)
TCK : Pin4 (D2)
TDI : Pin5 (D3)
TDO : Pin11 (Busy)
SRST : Pin2 (D0)
TRST : Pin6 (D4)
(参见
Wiggler的电路图,但最后的nSRST和nTRST可能不一定用到,并且在
H-JTAG中的定义也不一样,TRST是Pin2,没有SRST)
H-JTAG里还有另外一种接法--STD,定义如下:
TMS : Pin3 (D1)
TCK : Pin2 (D0)
TDI : Pin8 (D6)
TDO : Pin13 (Select)
SRST : N/A
TRST : Pin4 (D2)
而S3C2410的烧写程序SJF2410用的是:
TCK : Pin2 (D0)
TDI : Pin3 (D1)
TMS : Pin4 (D2)
TDO : Pin11 (Busy)
这个可以在源代码中的jtag.h文件里看到。
除了DB25那边的Pin Assignment有多种方案,JTAG connector也有20pin, 14pin, 12pin, 10pin等几种标准。这里一块ARM9开发板配的DB25-JTAG转换板就十分好玩,上面也是只有一块244,但是有Wiggler, STD, S3C2410三个20pin接口。由于20pin connector的Pin Assignment是固定的,三个接口对应的是DB25那边的三种接法,因此开发板可以根据pc上运行的程序不同选择不同的接口来接。
20Pin Connector的定义如下(参考
此图):
Vcc 1 2 NC
nTRST 3 4 GND
TDI 5 6 GND
TMS 7 8 GND
TCK 9 10 GND
GND 11 12 GND
TDO 13 14 GND
NRESET 15 16 GND
NC 17 18 GND
NC 19 20 GND
14Pin:
nTRST 1 2 GND
TDI 3 4 GND
TDO 5 6 GND
TMS 7 8 GND
TCK 9 10 GND
nSRST 11 12 n/a
DINT 13 14 Vcc
(DINT pin is used to raise Debug Interrupt. Many chips has no this pin.)
12Pin:
nTRST 1 2 GND
TDI 3 4 GND
TDO 5 6 GND
TMS 7 8 GND
TCK 9 10 GND
nSRST 11 12 GND
10Pin:
TCK 1 2 Vcc
TDI 3 4 Vcc
TDO 5 6 GND
TMS 7 8 GND
nTRST 9 10 GND
关于JTAG几个信号,在H-JTAG主页上提供了一个
文档,里面有对此进行介绍:
……下面,让我们从TAP(Test Access Port)开始。
TAP是一个通用的端口,通过TAP可以访问芯片提供的所有数据寄存器(DR)和指令寄存器(IR)。对整个TAP的控制是通过TAP Controller来完成的。TAP总共包括5个信号接口TCK、TMS、TDI、TDO和TRST :其中4个是输入信号接口和另外1个是输出信号接口。一般,我们见到的开发板上都有一个JTAG接口,该JTAG接口的主要信号接口就是这5个。下面,我先分别介绍这个5个接口信号及其作用。
Test Clock Input (TCK)
TCK为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号,TAP的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。TCK在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Mode Selection Input (TMS)
TMS信号用来控制TAP状态机的转换。通过TMS信号,可以控制TAP在不同的状态间相互转换。TMS信号在TCK的上升沿有效。TMS在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Data Input (TDI)
TDI是数据输入的接口。所有要输入到特定寄存器的数据都是通过TDI接口一位一位串行输入的(由TCK驱动)。TDI在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Data Output (TDO)
TDO是数据输出的接口。所有要从特定的寄存器中输出的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的(由TCK驱动)。TDO在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Reset Input (TRST)
TRST可以用来对TAP Controller进行复位(初始化)。不过这个信号接口在IEEE 1149.1标准里是可选的,并不是强制要求的。因为通过TMS也可以对TAP Controller进行复位(初始化)。
事实上,通过TAP接口,对数据寄存器(DR)进行访问的一般过程是:
1 通过指令寄存器(IR),选定一个需要访问的数据寄存器;
2 把选定的数据寄存器连接到TDI和TDO之间;
3 由TCK驱动,通过TDI,把需要的数据输入到选定的数据寄存器当中去;同时把选定的数据寄存器中的数据通过TDO读出来。
另外,可选信号nSRST的定义如下(见参考资料1):
nSRST is a "system reset" signal and acts like conventional "Reset' button.
参考资料:
[1]
http://www.linux-mips.org/wiki/JTAG[2]
http://en.wikipedia.org/wiki/Jtag[3]
http://docwiki.gumstix.org/JTAG[4]
http://wiki.openwrt.org/OpenWrtDocs/Customizing/Hardware/JTAG_Cable[5]
http://www.bluewaternz.com/corporate/uni/unikit/jtag/