JTAG: Pagbasa ng mga chips na may protocol ng Joint Test Action Group

Ang JTAG (Joint Test Action Group) ay isang malawak na ginagamit na protocol para sa pag -debug, programming, at pagsubok ng integrated circuit (ICS). Pinapayagan nito ang direktang komunikasyon sa isang chip na basahin ang memorya nito, magsagawa ng mga hangganan ng pag -scan, o pag -load ng firmware. Ang tutorial na ito ay gagabay sa iyo sa pamamagitan ng mga pangunahing kaalaman sa paggamit ng JTAG upang mabasa ang mga chips, kabilang ang pag -setup, tool, at pinakamahusay na kasanayan.

Ano ang jtag?

Ang JTAG ay isang standardized interface (IEEE 1149.1) na nagbibigay ng isang paraan upang subukan at i -debug ang hardware sa antas ng chip. Ito ay karaniwang ginagamit sa:

Pag -unlad at pag -debug ng firmware
Pagsubok sa mga koneksyon sa PCB
Kumikislap na firmware sa mga aparato
Pagkuha ng memorya mula sa ICS

Gumagamit si JTAG ng isang 4 o 5-pin interface:

Pin	Paglalarawan
Tdi	Pagsubok ng data sa
TDO	Pagsubok ng data
Tck	Pagsubok sa orasan
TMS	Piliin ang mode ng pagsubok
Trst	Pagsubok sa Pagsubok (Opsyonal)

Ano ang kakailanganin mo

Jtag adapter: Isang aparato ng hardware upang makipag-ugnay sa chip (hal., Segger J-Link, OpenOCD na suportado ng mga adaptor).
Target na aparato: Ang IC o system na nais mong basahin.
Mga tool sa software: Mga aplikasyon para sa pag -debug ng JTAG, tulad ng OpenOCD, URJTAG, o mga tool sa pagmamay -ari.
Dokumentasyon ng JTAG PINOUT: Diagram ng Pinout para sa target na aparato.
Mga Kagamitan sa Koneksyon: Mga wire, header, at isang breadboard (kung kinakailangan).

Hakbang 1: Pag -set up ng JTAG hardware

1. Kilalanin ang interface ng JTAG sa target na aparato

Sumangguni sa Chip's Datasheet o PCB Schematics upang hanapin ang mga JTAG pin.
Kasama sa mga karaniwang label para sa JTAG pin TDI, TDO, TCK, at TMS.
Ang ilang mga board ay may label na mga header ng JTAG (hal., 10-pin o 20-pin na konektor).

2. Ikonekta ang JTAG adapter

I -wire ang adapter sa target na aparato, na tumutugma sa jtag pinout:
- TDI Sa adapter ay kumokonekta sa TDI sa aparato, at iba pa.
- Tiyakin na ang GND ay konektado sa pagitan ng adapter at ang target.
- Magbigay ng kapangyarihan sa target na aparato kung kinakailangan.

3. Patunayan ang mga antas ng boltahe

Tiyakin na sinusuportahan ng adapter ng JTAG ang mga antas ng boltahe ng target na aparato (hal., 3.3V o 1.8V).
Ang ilang mga adapter ay may mga setting ng boltahe na naka -configure.

Hakbang 2: Pag -install ng mga tool ng software ng JTAG

1. OpenOCD (Buksan ang On-Chip Debugger)

Ang OpenOCD ay isang open-source na tool na malawakang ginagamit para sa pag-debug ng JTAG.

I -install ito gamit ang iyong manager ng package (hal. apt install openocd sa Linux).
Tiyakin na ang iyong JTAG adapter ay suportado ng OpenOCD.

2. Urjtag

Isang magaan na tool para sa pag -scan ng hangganan at pangunahing operasyon ng JTAG.

I -install ang VIA website ng urjtag.

3. Mga tool na partikular sa Vendor

Para sa pagmamay-ari ng mga adaptor tulad ng Segger J-Link o Xilinx, gamitin ang kanilang opisyal na software:

Segger J-Link: I-download ang mga tool ng J-Link mula sa Website ng Segger.
Mga tool sa Xilinx: Gumamit ng vivado o epekto para sa pag -debug ng FPGA.

Hakbang 3: Ang pagbabasa ng data mula sa isang chip

1. I -configure ang JTAG software

Lumikha o mag -load ng isang file ng pagsasaayos na tumutukoy sa JTAG adapter at target na aparato.
- Halimbawa para sa OpenOCD:
```
source [find interface/jlink.cfg]
transport select jtag
source [find target/stm32f4x.cfg]
init
halt
```

2. Hanapin ang target na aparato

Patakbuhin ang isang utos upang i -scan ang chain ng JTAG at kilalanin ang mga konektadong aparato.

Para sa OpenOCD:
```
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
```
Maghanap para sa mga napansin na aparato sa log ng output.

3. Dump Memory Nilalaman

Gumamit ng mga utos ng JTAG upang mabasa ang mga rehiyon ng memorya:

Para sa OpenOCD:
```
dump_image memory.bin 0x08000000 0x10000
```
- memory.bin: File upang i -save ang memorya ng memorya.
- 0x08000000: Start address.
- 0x10000: Bilang ng mga byte na basahin.

4. Magsagawa ng mga pag -scan sa hangganan

Suriin ang mga pag -scan ng hangganan para sa pagkakakonekta at pag -andar ng mga pin ng IC.

Gumamit ng URJTAG o OpenOCD upang maisagawa ang mga pag -scan ng hangganan.

Halimbawa sa Urjtag:

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

Hakbang 4: Pinakamahusay na kasanayan para sa pag -debug ng JTAG

I -secure ang koneksyon: Gumamit ng maikli, maaasahang mga wire upang mabawasan ang ingay.
I -verify ang pinout: I-double-check ang mga koneksyon sa JTAG pin upang maiwasan ang pagkasira ng aparato.
Backup firmware: Laging i -back up ang orihinal na firmware bago gumawa ng mga pagbabago.
Gumamit ng tamang software: Tiyakin na ang tool na ginagamit mo ay sumusuporta sa target na aparato.
Subaybayan ang boltahe: Tiyakin na ang target na aparato ay nagpapatakbo sa tamang antas ng boltahe.

Mga aplikasyon ng jtag

Pag -debug ng firmware at software
Kumikislap ng mga bagong firmware o bootloader
Pagkuha ng data mula sa memorya para sa pagsusuri
Pag -diagnose ng mga depekto sa pagmamanupaktura ng PCB
Reverse engineering hardware

Pag -aayos

Hindi nakita ang aparato:
- Patunayan ang mga kable at pinout.
- Tiyakin na ang target na aparato ay pinapagana.
- Suriin ang mga antas ng boltahe para sa pagiging tugma.
Mga error sa jtag:
- Tiyaking ginagamit ang tamang file ng pagsasaayos.
- Subukan ang pagbaba ng bilis ng orasan ng JTAG kung nabigo ang komunikasyon.
Mga isyu sa pahintulot:
- Sa Linux, tiyakin na mayroon kang wastong mga pahintulot upang ma -access ang mga aparato sa USB (gamitin sudo o i -configure udev mga patakaran).

Konklusyon

Ang JTAG ay isang napakahalagang tool para sa pag -debug at programming chips sa isang mababang antas. Sa pamamagitan ng pag -unawa sa mga pangunahing kaalaman ng JTAG hardware at software, maaari mong basahin ang memorya ng chip, debug firmware, at magsagawa ng mga pag -scan ng hangganan. Eksperimento sa iba't ibang mga tool at pagsasaayos upang ganap na magamit ang JTAG sa iyong mga proyekto!