JTAG(Joint Test Action Group)聯合測試行動小組)是一種國際標準測試協議（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片內部測試。現在多數的高級器件都支持JTAG協議，如DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線：TMS、 TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。

　　JTAG最初是用來對芯片進行測試的，基本原理是在器件內部定義一個TAP（Test Access Port?測試訪問口）通過專用的JTAG測試工具對進行內部節點進行測試。JTAG測試允許多個器件通過JTAG接口串聯在一起，形成一個JTAG鏈，能實現對各個器件分別測試。現在，JTAG接口還常用于實現ISP（In-System Programmable?在線編程），對FLASH等器件進行編程。

　　JTAG編程方式是在線編程，傳統生產流程中先對芯片進行預編程實現再裝到板上因此而改變，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進度。JTAG接口可對PSD芯片內部的所有部件進行編程

上面的信息是從度娘百科引用過來的，對于jtag沒有了解過的人來說，上面的大部分內容都不知道說什么，當然，我是一開始看的時候也看不懂。

不過從上面得出來的信息知道，jtag是一個協議，標準有4個引腳，用于芯片的測試與編程調試。

jtag是有硬件實現的。

在cpu（注意：這里的cpu是指運算處理單元，只包含了內部寄存器以及運算單元等基本部件）外圍，處理器（即cpu擴展芯片，不是soc）內部包含了jtag的硬件實現，并且向外界提供接口，也就是上面所說的TMS，TCK，TDI，TDO，四個引腳。

如圖：

邊界掃描鏈

jtag如何用于芯片測試呢？　其中用到的最主要部件就是邊界掃描鏈。

命名為邊界掃描鏈，是由于它位置處于處理器的邊界上。

我們知道cpu是通過引腳與外圍交流的，所有的數據都會通過引腳輸入或者輸出，而jtag就是通過監控引腳的信號達到芯片測試的目的。

而邊界掃描鏈就是在引腳上的一個部件。如下圖：

通過邊界掃描鏈，當有信號輸入的時候，邊界掃描鏈就能獲取信號，當cpu要輸出信號的時候，邊界掃描鏈也能獲取要輸出的信號。

另外也可以通過邊界掃描鏈來直接向外部輸出信號。

無論是信號的抓取還是輸出，都需要有接口來保存這些信號，TDI跟TDO就是做這樣一些工作的。

如圖：

本來邊界掃描鏈保存著引腳上的信號，當通過TDI引腳輸入我們自己的信號的時候，會發生沿上面紅線方向的移位操作，

　　　　　　　　TDI ——〉 邊界掃描鏈 —— 〉 TDO

就能從TDO獲取邊界掃描鏈上的信號，我們從TDI輸入的信號也會到邊界掃描鏈上去。

在cpu跟外界通信的引腳上的數據無非就是 指令 跟 數據信號（包括地址跟數據） 兩種。但是這兩者的結合形成了一個完整的程序，能對它們進行監控就表明我們能進行程序的調試。

上面的只是jtag最基本的原理，要對程序更好的調試還需要控制部件，還有更多寄存器的結合等等。

下面是一個完整的jtag調試部件：

更詳細的jtag信息可以看看http://www.micetek.com.cn/technic/jtag.pdf

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下面來講講arm上的jtag調試，openocd就是一個jtag的調試工具

以下基于s3c2440，openocd

我們在調試程序的時候，通常需要設置斷點，斷點也就是指令所在的位置，

斷點分為兩種：硬件斷點跟軟件斷點

　　硬件斷點：指令的地址。當cpu要去某個地址取指令的時候，就暫停cpu的運行。在s3c2440上只支持兩個硬件斷點

　　軟件斷點：軟件斷點不限制斷點的個數，因此硬件斷點的方法是不可用的。當我們需要在某個指令上打斷點的時候，openocd會先去取得斷點的地址，然后把每個斷點處的值替換成某個特定的值（如deeedeee），當cpu取數據的時候得到該特定的值，就知道到達了斷點地址，暫停cpu的運行，去除斷點的時候再把原本的值換回去。如果沒指定硬件斷點的話，一般都默認是軟件斷點。

另外openocd對于軟件斷點有特定的要求：

　　1.程序必須位于它的鏈接地址上，即如果指定了. = 0x30000000,那么程序必須實際上是位于0x30000000這個地方，也就是說程序必須已經重定位好，位于它的鏈接地址。

　　2.程序必須按照某種特定的順序排放：

SECTIONS{

. = 0x30000000;
.text    :{
head.o(.text)
init.o(.text)
nand.o
*(.text)
}
.rodata ALIGN(4)    :    {*(.rodata)}
.data ALIGN(4)    :    {*(.data)}
.bss ALIGN(4)    :    {*(.bss)    *(COMMON)}
}

gdb調試就是基于軟件斷點的調試，我們可以用gdb對程序代碼的某一行進行斷點設置，那么它是如何定位到某個指令的地址的？

這就需要有調試信息，也就是在編譯的時候加上 -g 給程序添加調試信息。

eclipse對gdb進行了進一步的封裝（GUI），我們可以通過對eclipse進行某些設置達到調試arm程序的目的。

1.首先把文件加入工程

2.設置調試配置：

　　點工具欄上的小蟲子

　　Debug Configurations...

　　新建一個調試配置

　　選擇選項卡Main，在C/C++ Application:　　選項上選擇要調試的elf文件

　　選擇選項卡Debugger，GDB debugger： 選擇為arm-elf-gdb

　　選擇選項卡Commands， 'Initialize'conmmands 下輸入命令：

　　　　target remote 127.0.0.1:3333　　　　//連接openocd

　　　　load　　　　　　　　　　　　　　　　//加載程序到內存

　　　　break _start　　　　　　　　　　　　//設置斷點到_start

　　　　c　　　　　　　　//continue繼續執行

　　然后Apply ，最后Debug開始調試

3.當然，上述程序是在內存執行的，但是開發板一開始的時候內存還沒初始化，是不可用的，因此我們需要先設置內存

　　在openocd的命令控制臺上（telnet 127.0.0.1 4444進入openocd控制臺）

　　　　halt　　　　//暫停cpu

　　　　load_image　　init.bin　　0　　//加載內存初始化程序 init.bin 到 0 地址

　　　　resume 　0　　　　//在0地址開始運行

　　　　halt　　//暫停cpu

　　然后就可以Debug了

Debug時，當運行到斷點處的時候，我們可以看到某些寄存器或者變量的值，這些值在eclipse上顯示：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JTAG基本原理与调试的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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