JTAG：共同テストアクショングループプロトコルでチップを読み取ります

JTAG（共同テストアクショングループ）は、デバッグ、プログラミング、および統合回路（ICS）のテストに広く使用されているプロトコルです。これにより、チップとの直接通信がメモリを読み取るか、境界スキャンを実行する、またはファームウェアをロードすることができます。このチュートリアルでは、JTAGを使用して、セットアップ、ツール、ベストプラクティスなどのチップを読み取ることの基本について説明します。

JTAGとは何ですか？

JTAGは、チップレベルでハードウェアをテストおよびデバッグする方法を提供する標準化されたインターフェイス（IEEE 1149.1）です。一般的に使用されます。

ファームウェア開発とデバッグ
PCB接続のテスト
ファームウェアをデバイスに点滅させます
ICSからメモリを抽出します

JTAGは4ピンまたは5ピンのインターフェイスを使用します。

ピン	説明
TDI	データをテストします
TDO	データをテストします
TCK	テストクロック
TMS	テストモード選択
TRST	テストリセット（オプション）

あなたが必要とするもの

JTAGアダプター：チップとインターフェイスするハードウェアデバイス（たとえば、Segger J-Link、OpenOCDサポートアダプター）。
ターゲットデバイス：読みたいICまたはシステム。
ソフトウェアツール：OpenOCD、URJTAG、または独自のツールなど、JTAGデバッグのアプリケーション。
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.ターゲットデバイスのJTAGインターフェイスを特定します

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。
JTAGピンの一般的なラベルが含まれます TDI, TDO, TCK、そして TMS.
一部のボードには、JTAGヘッダー（10ピンまたは20ピンコネクタなど）にラベルが付けられています。

2. JTAGアダプターを接続します

JTAGピンアウトと一致するアダプターをターゲットデバイスに配線します。
- TDI アダプターに接続します TDI デバイスなど。
- Adapterとターゲットの間にGNDが接続されていることを確認してください。
- 必要に応じて、ターゲットデバイスに電力を供給します。

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または1.8Vなど）をサポートしていることを確認します。
一部のアダプターには、構成可能な電圧設定があります。

ステップ2：JTAGソフトウェアツールのインストール

1。Openocd（Open on-chipデバッガー）

OpenOCDは、JTAGデバッグに広く使用されてい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使用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。urjtag

境界スキャンおよび基本的なJTAG操作のための軽量ツール。

経由でインストールします urjtagのウェブサイト.

3。ベンダー固有のツール

Segger J-LinkやXilinxなどの独自のアダプターについては、公式ソフトウェアを使用してください。

Segger J-Link： からJ-Linkツールをダウンロードしますセガーのウェブサイト.
Xilinxツール： VivadoまたはFPGAデバッグにインパクトを使用します。

ステップ3：チップからデータを読む

1。JTAGソフトウェアを構成します

JTAGアダプターとターゲットデバイスを指定する構成ファイルを作成またはロードします。
- OpenOCD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、接続されたデバイスを識別します。

Openocdの場合：
```
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
```
出力ログで検出されたデバイスを探します。

3.メモリの内容をダンプします

JTAGコマンドを使用してメモリ領域を読み取ります。

Openocdの場合：
```
dump_image memory.bin 0x08000000 0x10000
```
- memory.bin：メモリダンプを保存するファイル。
- 0x08000000：アドレスを開始します。
- 0x10000：読み取るバイト数。

4.境界スキャンを実行します

境界スキャンICピンの接続と機能を確認します。

urjtagまたはopenocdを使用して、境界スキャンを実行します。

urjtagの例：

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

ステップ4：JTAGデバッグのベストプラクティス

接続を確保する： 短くて信頼性の高いワイヤを使用して、ノイズを最小限に抑えます。
ピンアウトを確認します： JTAGピン接続を再確認して、デバイスの損傷を避けます。
バックアップファームウェア： 変更を加える前に、常に元のファームウェアをバックアップしてください。
正しいソフトウェアを使用してください： 使用しているツールがターゲットデバイスをサポートすることを確認します。
モニター電圧： ターゲットデバイスが正しい電圧レベルで動作することを確認します。

JTAGのアプリケーション

ファームウェアとソフトウェアのデバッグ
新しいファームウェアまたはブートローダーの点滅
分析のためにメモリからデータを抽出します
PCB製造の欠陥の診断
リバースエンジニアリングハードウェア

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。
- ターゲットデバイスが電源を入れていることを確認してください。
- 互換性を確認してください。
JTAGエラー：
- 正しい構成ファイルが使用されていることを確認してください。
- 通信が失敗した場合は、JTAGクロック速度を下げてみてください。
許可の問題：
- Linuxでは、USBデバイスにアクセスするための適切な権限があることを確認してください（使用してください sudo または構成します udev ルール）。

結論

JTAGは、低レベルでチップをデバッグおよびプログラミングするための貴重なツールです。 JTAGハードウェアとソフトウェアの基本を理解することにより、チップメモリを読み、ファームウェアをデバッグし、境界スキャンを実行できます。さまざまなツールと構成を試して、プロジェクトでJTAGを完全に利用してください！