JTAG: Menulis chip dengan protokol kelompok aksi tes bersama

JTAG (Gabungan Tes Aksi Tes) tidak hanya digunakan untuk membaca memori dan debugging perangkat keras tetapi juga untuk menulis data ke chip. Ini termasuk firmware berkedip, memori pemrograman, dan mengkonfigurasi FPGA. Tutorial ini akan memandu Anda melalui proses penulisan ke chip menggunakan JTAG, termasuk pengaturan, alat, dan praktik terbaik.

Apa itu Tulisan Jtag?

Penulisan JTAG mengacu pada pemrograman atau mem -flash data ke sirkuit terintegrasi (IC) melalui antarmuka JTAG -nya. Proses ini biasanya digunakan untuk:

Firmware atau bootloader berkedip
Menulis file konfigurasi ke fpgas
Pemrograman memori non-volatile (mis., Eeprom, flash)
Memperbarui perangkat lunak atau firmware dalam sistem tertanam

Antarmuka JTAG menyediakan akses langsung ke chip, memungkinkan kontrol yang tepat atas memori dan konfigurasi.

Apa yang Anda Butuhkan

Adaptor Jtag: Antarmuka perangkat keras untuk komunikasi JTAG (mis., Segger J-Link, kabel platform Xilinx, adapter yang didukung OpenOCD).
Perangkat target: Chip atau sistem yang ingin Anda programkan.
Perangkat Perangkat Lunak: Alat seperti OpenOCD, Urjtag, Vivado (untuk Xilinx), atau perangkat lunak J-Link Segger.
File firmware/konfigurasi: File yang akan ditulis ke chip (mis., .bin, .hex, .svf).
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 pin JTAG

Konsultasikan dengan lembar data chip atau skema PCB untuk menemukan pin JTAG.
Label pin JTAG umum termasuk TDI, TDO, TCK, Dan TMS.
Beberapa papan memiliki header JTAG yang telah dikonfigurasi sebelumnya (konektor 10-pin atau 20-pin).

2. Hubungkan adaptor JTAG

Kawat adaptor JTAG ke perangkat target, memastikan koneksi pin yang benar:
- TDI (Uji data dalam) ke TDI
- TDO (Uji data) ke TDO
- TCK (Jam uji) ke TCK
- TMS (Mode Uji Pilih) ke TMS
- Tanah (GND) harus terhubung.

3. Verifikasi level tegangan

Periksa apakah adaptor JTAG cocok dengan tingkat tegangan perangkat target (mis., 3.3V, 1.8V).
Beberapa adaptor memungkinkan pengaturan tegangan yang dapat dikonfigurasi.

Langkah 2: Menginstal Perangkat Perangkat Lunak JTAG

1. OpenOCD

OpenOCD (Open On-Chip Debugger) adalah alat open-source yang populer untuk pemrograman dan debugging.

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

2. Alat khusus vendor

Segger J-Link: Gunakan perangkat lunak Segger J-Link untuk operasi JTAG.
Xilinx Vivado: Ideal untuk pemrograman Xilinx FPGA dan CPLD.
Intel Quartus: Untuk pemrograman perangkat Intel/Altera.

3. Urjtag

Alat ringan untuk operasi JTAG dasar seperti menulis firmware.

Instal dari Situs web Urjtag.

Langkah 3: Menulis data ke chip

1. Konfigurasikan perangkat lunak JTAG

Atur file konfigurasi JTAG untuk menentukan adaptor dan perangkat target.

Contoh Konfigurasi OpenOCD untuk chip STM32:

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 memastikan perangkat target terdeteksi.

Untuk openocd:
```
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
```
Periksa log output untuk perangkat yang terdeteksi.

3. Flash firmware

Tulis file firmware ke chip menggunakan perintah jtag.

Contoh Perintah OpenOCD:
```
program firmware.bin verify reset exit 0x08000000
```
- firmware.bin: File biner untuk ditulis.
- verify: Memastikan data ditulis dengan benar.
- reset: Mengatur ulang perangkat setelah pemrograman.
- 0x08000000: Mulai alamat dalam memori.

4. Tulis Konfigurasi ke FPGA

Untuk FPGA, gunakan .bit atau .svf file.

Contoh Perintah Urjtag:
```
cable jtagkey
detect
svf configure.svf
```

5. Hapus memori sebelum menulis

Beberapa perangkat memerlukan menghapus memori sebelum berkedip.

Contoh Perintah OpenOCD:
```
flash erase_address 0x08000000 0x10000
```

Langkah 4: Praktik terbaik untuk penulisan JTAG

Cadangan firmware yang ada: Selalu baca dan simpan firmware yang ada sebelum menulis data baru.
Verifikasi Integritas Data: Gunakan verify Perintah untuk memastikan pemrograman yang berhasil.
Gunakan koneksi yang andal: Amankan semua kabel untuk mencegah korupsi data selama penulisan.
Level Tegangan Cocokkan: Pastikan adaptor JTAG dan perangkat target menggunakan level tegangan yang kompatibel.
Periksa Perlindungan Tulis: Nonaktifkan Perlindungan Tulis (jika berlaku) sebelum pemrograman.

Aplikasi Penulisan JTAG

Firmware atau bootloader berkedip
Pemrograman FPGA atau CPLDS
Memperbarui perangkat lunak sistem tertanam
Menulis Data Konfigurasi ke Memori
Mengembangkan dan menguji firmware secara real-time

Pemecahan masalah

Perangkat tidak terdeteksi:
- Verifikasi kabel dan pinout.
- Pastikan perangkat bertenaga dan membumikan dengan benar.
Tulis Kesalahan:
- Pastikan wilayah memori tidak terlindungi.
- Periksa ulang alamat mulai dan format file.
Verifikasi gagal:
- Periksa koneksi yang andal.
- Gunakan kecepatan jam JTAG yang lebih lambat untuk meningkatkan stabilitas.

Kesimpulan

JTAG adalah alat serbaguna untuk menulis firmware, mengkonfigurasi memori, dan perangkat pemrograman pada level rendah. Dengan mengikuti panduan ini, Anda dapat dengan percaya diri menggunakan JTAG untuk flash firmware, memperbarui perangkat lunak, dan mengkonfigurasi perangkat keras. Menguasai Penulisan JTAG memungkinkan pengembangan dan pemeliharaan sistem tertanam yang efisien!