嵌入式系统设计与开发第9章ARM嵌入式开发工具本章提要9.1ARM下层开发工具ARM嵌入式系统实时开发组织结构图9.1.1JTAG接口边界扫描机制主要的思想是：通过在内部逻辑之间，即在内部逻辑的边界上增加串行的可读写的边界扫描单元，从而提供芯片级、板级、系统级的标准测试框架。边界扫描机制可以实现下列目标：测试不同单元之间的连接。测试单个单元的功能。应用边界扫描寄存器完成其他测试功能，如伪随机测试、特征分析和静态测试等。JTAG接口的6个主要信号：1）TestClockInput（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IEEE1149.1标准里是强制要求的。2）TestModeSelectionInput（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IEEE1149.1标准里是强制要求的。3）TestDataInput（TDI）。TDI是数据输入接口。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IEEE1149.1标准里是强制要求的。4）TestDataOutput（TDO）。TDO是数据输出的接口。所有要从特定边界扫描链采样的保存在寄存器中的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的（由TCK驱动）；在芯片串行测试时，将数据传送给下一个芯片。TDO在IEEE1149.1标准里是强制要求的。5）TestResetInput（TRST/nTRST）。TRST可以用来对TAPController进行复位（初始化）即JTAG复位。该信号接口在IEEE1149.1标准里是可选的，因为通过TMS也可以对TAPController进行复位/初始化。为了防止误触发，应在该端加适当上拉电阻。6）SystemReset（nSRST/SRST）。与目标板上的系统复位信号相连。可以直接对目标系统复位，同时可以检测目标系统的复位情况。该信号接口在IEEE1149.1标准里是可选的，并不是强制要求的。20针JTAG接口信号9.1.2JTAGTAP扫描链是由靠近芯片的输入/输出管脚上各增加一个用于实现对芯片输入/输出信号进行观察和控制的移位寄存器单元，相互连接构成。即在芯片/内部逻辑的周围形成一个边界扫描链（boundary-scanchain）。如果需要捕获芯片某个管脚上的输出，首先需要把该管脚上的输出装载到边界扫描链的寄存器单元里，然后通过TDO输出，得到相应管脚的输出信号。如果要在芯片的某个管脚上加载一个特定的信号，则首先通过TDI把期望的信号移位到与相应管脚相连的边界扫描链的寄存器单元里，然后把该寄存器单元的值加载到相应的芯片管脚。在IEEE1149.1标准里面，寄存器分为两大类：数据寄存器DR和指令寄存器IR。边界扫描链属于数据寄存器的一种，用来实现对芯片的输入/输出的观察和控制，而指令寄存器用来实现对数据寄存器的控制。如在芯片提供的所有边界扫描链中选择一条指定的边界扫描链作为当前的目标扫描链，并作为访问对象就是由相应指令寄存器完成的。通过TAP接口，对数据寄存器进行访问的一般过程是：1）通过指令寄存器，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中，同时把选定的数据寄存器中的数据通过TDO读出来。JTAGTAP控制器状态转换图指令寄存器和数据寄存器工作过程：1）系统上电后在TMS信号驱动下，TAPController进入Test-LogicReset状态，然后可依次进入Run-Test/Idle→Select-DR-Scan→Select-IR-Scan→Capture-IR→Shift-IR→Exit1-IR→Pause-IR→Exit2-IR→Update-IR，最后回到Run-Test/Idle状态。在Capture-IR状态中，一个特定的指令加载到指令寄存器中，进入到Shift-IR状态。在Shift-IR状态下，通过TCK的驱动，可以将该指令送到指令寄存器中。每条指令都将确定一个相应的数据寄存器。然后可以沿着Shift-IR→Exit1-IR→Pause-IR→Exit2-IR→Update-IR路径进行，也可以沿着其他的路径到达Update-IR状态。在Update-IR状态，刚才输入到指令寄存器中的指令将更新指令寄存器成为当前指令。最后，进入到Run-Test/Idle状态，指令生效，完成对指令寄存器的访问。2）对当前数据寄存器的