JTAG: Lukemalla siruja nivelkokeen toimintaryhmän protokollalla

JTAG (yhteinen testiryhmä) on laajalti käytetty protokolla virheenkorjaamiseen, ohjelmointiin ja integroidun piirin (ICS) testaamiseen. Se antaa suoran viestintää sirun kanssa lukea sen muistia, suorittaa rajan skannauksia tai ladata laiteohjelmistoa. Tämä opetusohjelma opastaa sinua JTAG: n käyttämisen perusteiden läpi sirujen lukemiseen, mukaan lukien asetukset, työkalut ja parhaat käytännöt.

Mikä on JTAg?

JTAG on standardoitu käyttöliittymä (IEEE 1149.1), joka tarjoaa tavan testata ja virheenkorjauslaitteita sirun tasolla. Sitä käytetään yleisesti:

Laiteohjelmiston kehittäminen ja virheenkorjaus
Piirilevyjen testaaminen
Vilkkuva laiteohjelmisto laitteille
Muistin purkaminen ICS: stä

JTAG käyttää 4 tai 5-napaista käyttöliittymää:

Nasta	Kuvaus
TDI	Testaa tietoja sisään
Tdo	Testitiedot
Kisko	Koekello
TMS	Testitila Valitse
TRST	Test Reset (valinnainen)

Mitä tarvitset

JTAG -sovitin: Laitelaite, joka liittyy sirun kanssa (esim. Segger J-Link, OpenOCD: n tukemat sovittimet).
Kohdeaine: IC tai järjestelmä, jonka haluat lukea.
Ohjelmistotyökalut: JTAG -virheenkorjaussovellukset, kuten OpenOCD, URJTAG tai omistamat työkalut.
Jtag Pinout -dokumentaatio: Pinout -kaavio kohdelaitteelle.
Yhteystarvikkeet: Johdot, otsikot ja leipälevy (tarvittaessa).

Vaihe 1: JTAG -laitteiston asettaminen

1. Tunnista JTAG -rajapinta kohteen laitteessa

Katso sirun tietotarvikkeet tai piirilevykaaviot JTAG -nastajen löytämiseksi.
JTAG -nastat sisältävät yleiset etiketit TDI, TDO, TCKja TMS.
Jotkut levyt ovat merkinneet JTAG-otsikot (esim. 10-nastaiset tai 20-napaiset liittimet).

2. Kytke JTAG -sovitin

Johda sovitin kohdeasetelmaan sovittamalla JTAG -pinout:
- TDI sovittimessa muodostaa yhteyden TDI laitteessa ja niin edelleen.
- Varmista, että GND on kytketty sovittimen ja kohteen väliin.
- Anna tarvittaessa virtaa kohdelaitteelle.

3. Varmista jännitteet

Varmista, että JTAG -sovitin tukee kohdelaitteen jännitetasoja (esim. 3,3 V tai 1,8 V).
Joissakin sovittimissa on konfiguroitavat jänniteasetukset.

Vaihe 2: JTAG -ohjelmistotyökalujen asentaminen

1. OpenOCD (avoin sirun virheenkorjaus)

OpenOCD on avoimen lähdekoodin työkalu, jota käytetään laajasti JTAG-virheenkorjaukseen.

Asenna se paketinhallintallasi (esim. apt install openocd Linuxissa).
Varmista, että OpenCD tukee JTAG -sovitinta.

2. Urjtag

Kevyt työkalu rajan skannaukseen ja JTAG -perustoimintoihin.

Asentaa urjtagin verkkosivusto.

3. Myyjäkohtaiset työkalut

Käytä heidän virallisia ohjelmistojaan, kuten Segger J-Link tai Xilinx, kuten Segger J-Link tai Xilinx:

Segger J-Link: Lataa J-Link-työkalut Seggerin verkkosivusto.
Xilinx -työkalut: Käytä vivadoa tai vaikutusta FPGA: n virheenkorjaukseen.

Vaihe 3: Tietojen lukeminen sirusta

1. Määritä JTAG -ohjelmisto

Luo tai lataa määritystiedosto, joka määrittelee JTAG -sovitin ja kohdeasete.
- Esimerkki OpenOCD: lle:
```
source [find interface/jlink.cfg]
transport select jtag
source [find target/stm32f4x.cfg]
init
halt
```

2. Tunnista kohdelaite

Suorita komento skannata JTAG -ketju ja tunnista kytketyt laitteet.

OpenOCD: lle:

openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg

Etsi havaitut laitteet lähtölokista.

3. kaato muistisisältö

Käytä JTAG -komentoja muistialueiden lukemiseen:

OpenOCD: lle:
```
dump_image memory.bin 0x08000000 0x10000
```
- memory.bin: Tiedosto muistin kaatopaikan tallentamiseksi.
- 0x08000000: Aloita osoite.
- 0x10000: LUEVAA TAVAT.

4. Suorita rajaskannaukset

Rajan skannaukset Tarkista IC -tapien yhteydet ja toiminnallisuus.

Suorita rajan skannaukset URJTAG: llä tai OpenOCD: llä.

Esimerkki urjtagissa:

cable jtagkey
detect
bsdl path/to/bsdl/file.bsd
svf boundary_scan.svf

Vaihe 4: Parhaat käytännöt JTAG -virheenkorjaukseen

Kiinnitä yhteys: Käytä lyhyitä, luotettavia johtoja melun minimoimiseksi.
Varmista pinout: Tarkista JTAG-nastayhteydet välttääksesi laitteen vahingoittamisen.
Varmuuskopiointiohjelmisto: Varmuuskopioi aina alkuperäinen laiteohjelmisto ennen muutoksia.
Käytä oikeaa ohjelmistoa: Varmista, että käyttämäsi työkalu tukee kohdelaitetta.
Tarkkaile jännitettä: Varmista, että kohteen laite toimii oikealla jänniteasolla.

JTAG: n sovellukset

Laiteohjelmiston ja ohjelmiston virheenkorjaus
Vilkkuvat uudet laiteohjelmistot tai käynnistyslataimet
Tietojen purkaminen muistista analysoitavaksi
Piirilevyn valmistusvaurioiden diagnosointi
Käänteinen tekniikan laitteisto

Vianetsintä

Laitetta ei havaittu:
- Varmista johdotus ja pinout.
- Varmista, että kohdeasetus on käynnissä.
- Tarkista jännitetasot yhteensopivuuden varalta.
JTAG -virheet:
- Varmista, että käytetään oikeaa määritystiedostoa.
- Yritä laskea JTAG -kellonopeutta, jos viestintä epäonnistuu.
Lupa -kysymykset:
- Varmista Linuxissa, että sinulla on asianmukaiset käyttöoikeudet käyttää USB -laitteita (käytä sudo tai määritä udev säännöt).

Johtopäätös

JTAG on arvokas työkalu virheenkorjaamiseen ja ohjelmointiin alhaisella tasolla. Ymmärtämällä JTAG -laitteistojen ja ohjelmistojen perusteet, voit lukea Chip Memory, Debug Firmware ja suorittaa rajaskannauksia. Kokeile erilaisia työkaluja ja kokoonpanoja käyttääksesi JTAG: tä kokonaan projektissasi!