Jtag: Membaca chip dengan protokol kelompok aksi uji bersama

JTAG (Gabungan Tes Aksi) adalah protokol yang banyak digunakan untuk debugging, pemrograman, dan pengujian sirkuit terintegrasi (ICS). Ini memungkinkan komunikasi langsung dengan chip untuk membaca memori, melakukan pemindaian batas, atau memuat firmware. Tutorial ini akan memandu Anda melalui dasar -dasar menggunakan JTAG untuk membaca chip, termasuk pengaturan, alat, dan praktik terbaik.

Apa itu JTAG?

JTAG adalah antarmuka standar (IEEE 1149.1) yang menyediakan cara untuk menguji dan men -debug perangkat keras di tingkat chip. Itu biasanya digunakan dalam:

Pengembangan dan debugware firmware
Menguji koneksi PCB
Firmware berkedip ke perangkat
Mengekstraksi memori dari ICS

JTAG menggunakan antarmuka 4 atau 5-pin:

Pin	Keterangan
Tdi	Uji data di
Tdo	Uji data keluar
Tck	Jam tes
TMS	Mode Uji Pilih
Trst	Uji reset (opsional)

Apa yang Anda Butuhkan

Adaptor Jtag: Perangkat perangkat keras untuk berinteraksi dengan chip (mis., Segger J-Link, adaptor yang didukung OpenOCD).
Perangkat target: IC atau sistem yang ingin Anda baca.
Perangkat Perangkat Lunak: Aplikasi untuk debugging JTAG, seperti OpenOCD, URJTAG, atau alat milik.
Dokumentasi JTAG Pinout: Diagram pinout untuk perangkat target.
Aksesori Koneksi: Kabel, header, dan papan tempat memotong roti (jika perlu).

Langkah 1: Menyiapkan perangkat keras JTAG

1. Identifikasi antarmuka JTAG pada perangkat target

Rujuk ke lembar data chip atau skema PCB untuk menemukan pin JTAG.
Label umum untuk pin JTAG termasuk TDI, TDO, TCK, Dan TMS.
Beberapa papan telah memberi label header JTAG (mis., Konektor 10-pin atau 20-pin).

2. Hubungkan adaptor JTAG

Kawat adaptor ke perangkat target, cocok dengan pinout JTAG:
- TDI pada adaptor terhubung ke TDI di perangkat, dan sebagainya.
- Pastikan GND terhubung antara adaptor dan target.
- Berikan daya ke perangkat target jika perlu.

3. Verifikasi level tegangan

Pastikan adaptor JTAG mendukung level tegangan perangkat target (mis., 3.3V atau 1.8V).
Beberapa adaptor memiliki pengaturan tegangan yang dapat dikonfigurasi.

Langkah 2: Menginstal Perangkat Perangkat Lunak JTAG

1. OpenOCD (Open on-chip debugger)

OpenOCD adalah alat open-source yang banyak digunakan untuk debugging JTAG.

Instal menggunakan Paket Manajer Anda (mis., apt install openocd di Linux).
Pastikan adaptor JTAG Anda didukung oleh OpenOCD.

2. Urjtag

Alat ringan untuk pemindaian batas dan operasi JTAG dasar.

Instal via Situs web Urjtag.

3. Alat khusus vendor

Untuk adaptor berpemilik seperti Segger J-Link atau Xilinx, gunakan perangkat lunak resmi mereka:

Segger J-Link: Unduh alat J-link dari Situs web Segger.
Alat Xilinx: Gunakan vivado atau dampak untuk debugging FPGA.

Langkah 3: Membaca data dari chip

1. Konfigurasikan perangkat lunak JTAG

Buat atau memuat file konfigurasi yang menentukan adaptor JTAG dan perangkat target.
- Contoh untuk OpenOCD:
```
source [find interface/jlink.cfg]
transport select jtag
source [find target/stm32f4x.cfg]
init
halt
```

2. Mendeteksi perangkat target

Jalankan perintah untuk memindai rantai JTAG dan mengidentifikasi perangkat yang terhubung.

Untuk openocd:
```
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
```
Cari perangkat yang terdeteksi di log keluaran.

3. Isi memori buang

Gunakan perintah JTAG untuk membaca daerah memori:

Untuk openocd:
```
dump_image memory.bin 0x08000000 0x10000
```
- memory.bin: File untuk menyimpan dump memori.
- 0x08000000: Mulai alamat.
- 0x10000: Jumlah byte yang harus dibaca.

4. Lakukan pemindaian batas

Pemindaian batas memeriksa konektivitas dan fungsionalitas pin IC.

Gunakan urjtag atau OpenOCD untuk melakukan pemindaian batas.

Contoh dalam urjtag:

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

Langkah 4: Praktik Terbaik untuk JTAG Debugging

Amankan Koneksi: Gunakan kabel pendek dan andal untuk meminimalkan kebisingan.
Verifikasi pinout: Periksa kembali koneksi pin JTAG untuk menghindari merusak perangkat.
Firmware cadangan: Selalu cadangkan firmware asli sebelum membuat perubahan.
Gunakan perangkat lunak yang benar: Pastikan alat yang Anda gunakan mendukung perangkat target.
Pantau tegangan: Pastikan perangkat target beroperasi pada tingkat tegangan yang benar.

Aplikasi JTAG

Debugging firmware dan perangkat lunak
Mem -flash firmware atau bootloader baru
Mengekstraksi data dari memori untuk analisis
Mendiagnosis cacat manufaktur PCB
Perangkat keras teknik terbalik

Pemecahan masalah

Perangkat tidak terdeteksi:
- Verifikasi kabel dan pinout.
- Pastikan perangkat target didukung.
- Periksa level tegangan untuk kompatibilitas.
Kesalahan Jtag:
- Pastikan file konfigurasi yang benar digunakan.
- Coba turunkan kecepatan jam JTAG jika komunikasi gagal.
Masalah izin:
- Di Linux, pastikan Anda memiliki izin yang tepat untuk mengakses perangkat USB (gunakan sudo atau konfigurasikan udev aturan).

Kesimpulan

JTAG adalah alat yang sangat berharga untuk debugging dan pemrograman chip di level rendah. Dengan memahami dasar -dasar perangkat keras dan perangkat lunak JTAG, Anda dapat membaca memori chip, debug firmware, dan melakukan pemindaian batas. Eksperimen dengan berbagai alat dan konfigurasi untuk sepenuhnya memanfaatkan JTAG di proyek Anda!