JTAG：共同テストアクショングループプロトコルを使用したチップの書き込み

JTAG（共同テストアクショングループ）は、メモリの読み取りやデバッグハードウェアだけでなく、データをチップに書き込むためにも使用されます。これには、フラッシュファームウェア、プログラミングメモリ、FPGAの構成が含まれます。このチュートリアルでは、セットアップ、ツール、ベストプラクティスなど、JTAGを使用してチップへの書き込みプロセスをガイドします。

JTAGの執筆とは何ですか？

JTAGライティングとは、JTAGインターフェイスを介して統合回路（IC）にデータをプログラミングまたは点滅させることを指します。このプロセスは一般的に使用されます。

フラッシュファームウェアまたはブートローダー
fpgasに構成ファイルを書き込む
不揮発性メモリのプログラミング（Eeprom、Flashなど）
埋め込まれたシステムでソフトウェアまたはファームウェアを更新します

JTAGインターフェイスは、チップへの直接アクセスを提供し、メモリと構成を正確に制御できます。

あなたが必要とするもの

JTAGアダプター：JTAG通信用のハードウェアインターフェイス（Segger J-Link、Xilinx Platform Cable、OpenOCDサポートアダプターなど）。
ターゲットデバイス：プログラムするチップまたはシステム。
ソフトウェアツール：OpenOCD、URJTAG、Vivado（Xilinx用）、SeggerのJ-Linkソフトウェアなどのツール。
ファームウェア/構成ファイル：チップに書き込まれるファイル（例えば、 .bin, .hex, .svf).
JTAGピンアウトドキュメント：ターゲットデバイスのピンアウト図。
接続アクセサリ：ワイヤー、ヘッダー、およびブレッドボード（必要に応じて）。

ステップ1：JTAGハードウェアのセットアップ

1. JTAGピンを識別します

JTAGピンを見つけるには、チップのデータシートまたはPCB回路図を参照してください。
一般的なJTAGピンラベルには含まれます TDI, TDO, TCK、そして TMS.
一部のボードには、事前に構成されたJTAGヘッダー（10ピンまたは20ピンコネクタ）があります。

2. JTAGアダプターを接続します

JTAGアダプターをターゲットデバイスに配線し、正しいピン接続を確保します。
- TDI （テストデータ） TDI
- TDO （テストデータアウト）に TDO
- TCK （テストクロック）へ TCK
- TMS （テストモード選択）に TMS
- 地面（GND）接続する必要があります。

3.電圧レベルを確認します

JTAGアダプターがターゲットデバイスの電圧レベル（3.3V、1.8Vなど）と一致することを確認してください。
一部のアダプターは、構成可能な電圧設定を許可します。

ステップ2：JTAGソフトウェアツールのインストール

1。Openocd

OpenOCD（Open On-Chipデバッガー）は、プログラミングとデバッグに人気のあるオープンソースツールです。

パッケージマネージャーを介してインストールします（例えば、 apt install openocd Linuxで）。
JTAGアダプターがOpenOCDによってサポートされていることを確認してください。

2。ベンダー固有のツール

Segger J-Link： JTAG操作にはSegger J-Linkソフトウェアを使用します。
XilinxVivado： xilinx fpgasおよびcpldsのプログラミングに最適です。
Intel Quartus： Intel/Alteraデバイスのプログラミング用。

3。urjtag

ファームウェアの作成などの基本的なJTAG操作のための軽量ツール。

からインストールします urjtagのウェブサイト.

ステップ3：データをチップに書き込む

1。JTAGソフトウェアを構成します

JTAG構成ファイルを設定して、アダプターとターゲットデバイスを指定します。

STM32チップのOpenOCD構成の例：

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

2。ターゲットデバイスを検出します

コマンドを実行してJTAGチェーンをスキャンし、ターゲットデバイスが検出されていることを確認します。

Openocdの場合：
```
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
```
検出されたデバイスについては、出力ログを確認してください。

3。フラッシュファームウェア

JTAGコマンドを使用して、ファームウェアファイルをチップに書き込みます。

例OpenOCDコマンド：
```
program firmware.bin verify reset exit 0x08000000
```
- firmware.bin：書き込むバイナリファイル。
- verify：データが正しく記述されたことを確認します。
- reset：プログラミング後にデバイスをリセットします。
- 0x08000000：メモリでアドレスを開始します。

4。FPGAに構成を書き込みます

FPGASの場合、使用します .bit または .svf ファイル。

例URJTAGコマンド：
```
cable jtagkey
detect
svf configure.svf
```

5.書き込む前にメモリを消去します

一部のデバイスでは、点滅する前にメモリを消去する必要があります。

例OpenOCDコマンド：
```
flash erase_address 0x08000000 0x10000
```

ステップ4：JTAGライティングのベストプラクティス

既存のファームウェアをバックアップします： 新しいデータを作成する前に、常に既存のファームウェアを読み取り、保存してください。
データの整合性を確認します： を使用します verify プログラミングを成功させるためのコマンド。
信頼できる接続を使用します： すべてのワイヤを固定して、執筆中にデータの腐敗を防ぎます。
一致する電圧レベル： JTAGアダプターとターゲットデバイスが互換性のある電圧レベルを使用していることを確認します。
書き込み保護を確認してください： プログラミング前に書き込み保護（該当する場合）を無効にします。

JTAGライティングのアプリケーション

フラッシュファームウェアまたはブートローダー
FPGAまたはCPLDのプログラミング
組み込みシステムソフトウェアの更新
構成データをメモリに書き込む
ファームウェアの開発とテストリアルタイム

トラブルシューティング

検出されていないデバイス：
- 配線とピンアウトを確認します。
- デバイスが駆動され、適切に接地されていることを確認してください。
書き込みエラー：
- メモリ領域が書き込み保護されていないことを確認してください。
- 開始アドレスとファイル形式を再確認します。
検証が失敗しました：
- 信頼できる接続を確認してください。
- より遅いJTAGクロック速度を使用して、安定性を向上させます。

結論

JTAGは、ファームウェアを作成し、メモリを構成し、プログラミングデバイスを低いレベルで構成するための汎用性の高いツールです。このガイドに従うことにより、JTAGを自信を持って使用してファームウェアをフラッシュし、ソフトウェアを更新し、ハードウェアを構成できます。 JTAGの執筆をマスターすると、組み込みシステムの効率的な開発とメンテナンスが可能になります！