JTAG: Schreiben von Chips mit gemeinsamem Protokoll der Testaktionsgru – 38-3D

JTAG (Joint Test Action Group) wird nicht nur zum Lesen von Speicher und Debugging -Hardware verwendet, sondern auch zum Schreiben von Daten in Chips. Dies beinhaltet Flashing Firmware, Programmierspeicher und Konfigurieren von FPGAs. In diesem Tutorial führt Sie mit JTAG durch den Schreibprozess in Chips, einschließlich Setup, Tools und Best Practices.

Was schreibt JTAG?

JTAG Writing bezieht sich auf Programmier- oder Blinkdaten auf einem integrierten Schaltkreis (IC) über die JTAG -Schnittstelle. Dieser Prozess wird üblicherweise verwendet für:

Blinking Firmware oder Bootloader
Schreiben von Konfigurationsdateien in FPGAs
Programmieren nicht flüchtiger Speicher (z. B. EEPROM, Flash)
Aktualisieren von Software oder Firmware in eingebetteten Systemen

Die JTAG -Schnittstelle bietet direkten Zugriff auf den Chip und ermöglicht eine präzise Steuerung über Speicher und Konfiguration.

Was Sie brauchen werden

JTAG -Adapter: Eine Hardware-Schnittstelle für JTAG-Kommunikation (z. B. Segger J-Link, Xilinx-Plattformkabel, OpenOCD-unterstützte Adapter).
Zielgerät: Der Chip oder System, den Sie programmieren möchten.
Softwaretools: Tools wie OpenOCD, Urjtag, Vivado (für Xilinx) oder die J-Link-Software von Segger.
Firmware/Konfigurationsdatei: Die Datei, die in den Chip geschrieben werden soll (z. B., .bin, .hex, .svf).
JTAG Pinout Dokumentation: Pin -Out -Diagramm für das Zielgerät.
Verbindungszubehör: Drähte, Kopfzeilen und ein Brotbrett (falls erforderlich).

Schritt 1: Einrichten der JTAG -Hardware

1. Identifizieren Sie die JTAG -Stifte

Wenden Sie sich an die Datenblatt- oder PCB -Schaltplätze des Chips, um die JTAG -Stifte zu finden.
Gemeinsame JTAG -Pin -Etiketten enthalten TDI, TDO, TCK, Und TMS.
Einige Boards haben vorkonfigurierte JTAG-Header (10-polige oder 20-polige Anschlüsse).

2. Schließen Sie den JTAG -Adapter an

Verdrahten Sie den JTAG -Adapter in das Zielgerät, um korrekte PIN -Verbindungen zu gewährleisten:
- TDI (Testdaten in) zu TDI
- TDO (Daten testen) zu TDO
- TCK (Testuhr) zu TCK
- TMS (Testmodus auswählen) zu TMS
- Boden (GND) muss verbunden sein.

3.. Überprüfen Sie die Spannungsniveaus

Überprüfen Sie, ob der JTAG -Adapter den Spannungsstufen des Zielgeräts (z. B. 3,3 V, 1,8 V) übereinstimmt.
Einige Adapter ermöglichen konfigurierbare Spannungseinstellungen.

Schritt 2: Installieren von JTAG -Software -Tools

1. Openocd

OpenOCD (Open On-Chip-Debugger) ist ein beliebtes Open-Source-Tool für Programmierung und Debuggen.

Installieren Sie über Ihren Paketmanager (z. B., apt install openocd unter Linux).
Stellen Sie sicher, dass Ihr JTAG -Adapter von OpenOCD unterstützt wird.

2. Herstellerspezifische Werkzeuge

Segger J-Link: Verwenden Sie die Segger J-Link-Software für JTAG-Operationen.
Xilinx Vivado: Ideal zum Programmieren von Xilinx FPGAs und CPLDs.
Intel Quartus: Für die Programmierung von Intel/Altera -Geräten.

3. Urjtag

Ein leichtes Tool für grundlegende JTAG -Vorgänge wie das Schreiben von Firmware.

Installieren von Urjtags Website.

Schritt 3: Daten in einen Chip schreiben

1. Konfigurieren Sie die JTAG -Software

Richten Sie die JTAG -Konfigurationsdatei ein, um das Adapter- und Zielgerät anzugeben.

Beispiel OpenOCD -Konfiguration für einen STM32 -Chip:

source [find interface/jlink.cfg]
transport select jtag
source [find target/stm32f4x.cfg]
init
halt

2. Erkennen Sie das Zielgerät

Führen Sie einen Befehl aus, um die JTAG -Kette zu scannen und sicherzustellen, dass das Zielgerät erkannt wird.

Für OpenOCD:
```
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
```
Überprüfen Sie das Ausgangsprotokoll auf erkannte Geräte.

3. Flash Firmware

Schreiben Sie die Firmware -Datei mit JTAG -Befehlen in den Chip.

Beispiel OpenOCD -Befehl:
```
program firmware.bin verify reset exit 0x08000000
```
- firmware.bin: Die Binärdatei zu schreiben.
- verify: Stellt sicher, dass die Daten korrekt geschrieben wurden.
- reset: Setzt das Gerät nach dem Programmieren zurück.
- 0x08000000: Starten Sie die Adresse im Speicher.

4. Schreiben Sie die Konfiguration in eine FPGA

Für FPGAs verwenden Sie .bit oder .svf Dateien.

Beispiel Urjtag -Befehle:
```
cable jtagkey
detect
svf configure.svf
```

5. Gedächtnis vor dem Schreiben löschen

Einige Geräte erfordern das Löschen des Speichers, bevor Sie blinkt.

Beispiel OpenOCD -Befehl:
```
flash erase_address 0x08000000 0x10000
```

Schritt 4: Best Practices für JTAG -Schreiben

Sicherung vorhandener Firmware: Lesen und speichern Sie die vorhandene Firmware immer, bevor Sie neue Daten schreiben.
Datenintegrität überprüfen: Benutze die verify Befehl, um eine erfolgreiche Programmierung zu gewährleisten.
Verwenden Sie zuverlässige Verbindungen: Sichern Sie alle Drähte, um die Verfälschung von Daten während des Schreibens zu verhindern.
Match -Spannungsstufen: Stellen Sie sicher, dass der JTAG -Adapter und das Zielgerät kompatible Spannungsniveaus verwenden.
Überprüfen Sie den Schreibschutz: Deaktivieren Sie den Schreibschutz (falls zutreffend) vor dem Programmieren.

Anwendungen des JTAG -Schreibens

Blinking Firmware oder Bootloader
Programmieren von FPGAs oder CPLDs
Aktualisieren der eingebetteten Systemsoftware
Schreiben von Konfigurationsdaten in den Speicher
Entwicklung und Testen von Firmware in Echtzeit

Fehlerbehebung

Gerät nicht erkannt:
- Überprüfen Sie die Verkabelung und Pinout.
- Stellen Sie sicher, dass das Gerät betrieben und ordnungsgemäß geerdet ist.
Fehler schreiben:
- Stellen Sie sicher, dass die Speicherregion nicht schreibgeschützt ist.
- Überprüfen Sie das Format der Startadresse und Datei doppelt.
Überprüfung schlägt fehl:
- Überprüfen Sie nach zuverlässigen Verbindungen.
- Verwenden Sie eine langsamere JTAG -Taktgeschwindigkeit, um die Stabilität zu verbessern.

Abschluss

JTAG ist ein vielseitiges Tool zum Schreiben von Firmware, dem Konfigurieren von Speicher und Programmiergeräten auf niedriger Ebene. Wenn Sie diesem Handbuch folgen, können Sie JTAG zuversichtlich verwenden, um Firmware zu flashen, Software zu aktualisieren und Hardware zu konfigurieren. Das Mastering -JTAG -Schreiben ermöglicht eine effiziente Entwicklung und Wartung eingebetteter Systeme!