JTAG：用联合测试行动组协议编写筹码

JTAG（联合测试行动组）不仅用于阅读内存和调试硬件，还用于将数据编写为芯片。这包括闪烁的固件，编程内存和配置FPGA。本教程将指导您完成使用JTAG（包括设置，工具和最佳实践）的芯片写作过程。

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什么是JTAG写作？

JTAG写作是指通过其JTAG接口将数据或闪烁到集成电路（IC）。此过程通常用于：

• 闪烁的固件或引导加载器
• 将配置文件写入FPGA
• 编程非易失性内存（例如Eeprom，Flash）
• 在嵌入式系统中更新软件或固件

JTAG接口可直接访问芯片，从而可以精确控制内存和配置。

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你需要什么

1. JTAG适配器：用于JTAG通信的硬件接口（例如，Segger J-Link，Xilinx平台电缆，openOCD支持的适配器）。
2. 目标设备：您要编程的芯片或系统。
3. 软件工具：诸如OpenOCD，Urjtag，Vivado（用于Xilinx）或Segger的J-Link软件之类的工具。
4. 固件/配置文件：要写入芯片的文件（例如， .bin, .hex, .svf).
5. JTAG PINOUT文档：针对目标设备的PINOUT图。
6. 连接配件：电线，标题和面包板（如有必要）。

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步骤1：设置JTAG硬件

1。识别JTAG引脚

• 请咨询芯片的数据表或PCB示意图以找到JTAG引脚。
• 常见的JTAG引脚标签包括 TDI, TDO, TCK， 和 TMS.
• 一些板具有预先配置的JTAG标头（10针或20针连接器）。

2。连接JTAG适配器

• 将JTAG适配器连接到目标设备，确保正确的引脚连接：
  • TDI （测试数据） TDI
  • TDO （测试数据） TDO
  • TCK （测试时钟）至 TCK
  • TMS （测试模式选择） TMS
  • 地面 （GND）必须连接。

3。验证电压水平

• 检查JTAG适配器是否匹配目标设备的电压级别（例如3.3V，1.8V）。
• 一些适配器允许可配置的电压设置。

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步骤2：安装JTAG软件工具

1。openocd

OpenOCD（Open-Chip Debugger）是用于编程和调试的流行开源工具。

• 通过您的软件包管理器安装（例如， apt install openocd 在Linux上）。
• 确保您的JTAG适配器由OpenOCD支持。

2。特定于供应商的工具

• Segger J-Link： 使用Segger J-Link软件进行JTAG操作。
• Xilinx Vivado： 编程Xilinx FPGA和CPLD的理想选择。
• 英特尔Quartus： 用于编程Intel/Altera设备。

3。urjtag

用于基本JTAG操作的轻巧工具，例如编写固件。

• 从 Urjtag的网站.

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步骤3：将数据写入芯片

1。配置JTAG软件

设置JTAG配置文件以指定适配器和目标设备。

• STM32芯片的示例OpenOCD配置：

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

2。检测目标设备

运行命令以扫描JTAG链并确保检测到目标设备。

• 对于OpenOCD：

  openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg
  

  检查输出日志中是否已检测到的设备。

3。闪光固件

使用JTAG命令将固件文件写入芯片。

• 示例OpenOCD命令：

  program firmware.bin verify reset exit 0x08000000
  

  • firmware.bin：要编写的二进制文件。
  • verify：确保数据编写正确。
  • reset：编程后重置设备。
  • 0x08000000：在内存中开始地址。

4。将配置写入FPGA

对于FPGA，请使用 .bit 或者 .svf 文件。

• 示例urjtag命令：

  cable jtagkey
  detect
  svf configure.svf
  

5。删除写作前的记忆

一些设备需要在闪烁之前擦除内存。

• 示例OpenOCD命令：

  flash erase_address 0x08000000 0x10000
  

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步骤4：JTAG写作的最佳实践

1. 备份现有固件： 在编写新数据之前，请务必阅读并保存现有的固件。
2. 验证数据完整性： 使用 verify 命令确保成功编程。
3. 使用可靠的连接： 固定所有电线以防止在编写过程中进行数据损坏。
4. 匹配电压水平： 确保JTAG适配器和目标设备使用兼容电压级别。
5. 检查写保护： 编程前禁用写保护（如果适用）。

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JTAG写作的应用

1. 闪烁的固件或引导加载器
2. 编程FPGA或CPLD
3. 更新嵌入式系统软件
4. 将配置数据写入内存
5. 实时开发和测试固件

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故障排除

• 未检测到设备：

  • 验证接线和引脚。
  • 确保设备供电并正确接地。

• 写错误：

  • 确保不写记忆区域。
  • 仔细检查开始地址和文件格式。

• 验证失败：

  • 检查可靠的连接。
  • 使用较慢的JTAG时钟速度来提高稳定性。

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结论

JTAG是用于编写固件，配置内存和编程设备的多功能工具。通过遵循本指南，您可以自信地使用JTAG来闪烁固件，更新软件和配置硬件。掌握JTAG写作可以有效地开发和维护嵌入式系统！