一、JTAG概述
JTAG(Joint Test Action Group),中文名为联合测试操作组。
JTAG号称是一种真正的“万能调试”方案,它可以在电路板上直接插入一根包括电源、调试信号和数据接口的插头,让调试人员可以轻松地跟踪器件的运行状态,甚至可以对芯片内部的寄存器进行读写。
JTAG技术在电子工业生产中被广泛使用,由于其实现了芯片在生产、调试和维修时的可编程性、易访问性等,所以实际上被嵌入式设备制造厂商作为标配方案。
二、JTAG辅助调试
辅助调试是指利用JTAG将芯片内部数据和状态信息读出并转化成易于观测的形式,以便进行软件调试和硬件调试。
在芯片开发的过程中,需要进行大量的软件调试和硬件调试,但是由于芯片具有封装性和复杂性等特点,使得开发人员无法直接对其内部的程序和数据进行观测,这时就需要使用JTAG来搭建辅助调试的桥梁。
具体操作过程包括:通过JTAG接口连接芯片和调试器,通过调试工具调用芯片内部的调试模块,并实时读出芯片内部状态信息(如程序计数器、寄存器等),再通过转化器转换成易于人类阅读的形式,最终输出到调试工具界面。
三、JTAG仿真调试
仿真调试,简单理解就是将实际的物理环境转化为虚拟环境来进行调试。
在芯片开发的过程中,仿真调试是不可或缺的一部分。它不但可以提前发现设计缺陷,也可以对软件进行调试,从而极大地提高调试效率和降低成本。
在JTAG调试中,JTAG仿真器是执行仿真调试的关键工具。它可以模拟芯片的工作环境,提供给调试人员一套完整的调试操作环境。
// 以下是使用JTAG仿真器做调试的代码示例 #include "regs.h" void main() { int a=0,b=0,c=0; a = readReg(R0); b = readReg(R1); c = a + b; writeReg(R2,c); while(1); }
四、JTAG在线调试
JTAG在线调试,也称为远程调试,是指调试人员不需要在现场进行调试,而是可以利用互联网远程连接到远端芯片,进行调试和控制。
JTAG在线调试需要借助于支持该功能的调试器和芯片,具有比较灵活和方便的特点,能够有效地节约调试成本和时间。
比如以Sipeed系列开发板为例,开发人员可以通过USB和网络接口实现远程访问和实时调试,具有极大的便利性。
五、JTAG常用调试工具
目前市面上常用到的JTAG调试工具有IAR、TRACE32、ULINK、OpenOCD等。
其中,IAR和TRACE32是较为常用的高性能调试工具,同时也可以进行仿真调试和在线调试;ULINK则主要面向ARM家族的MCU,体积小巧,价格便宜,不过功能相对较为有限;而OpenOCD则是一款开源的JTAG调试器,具有跨平台、灵活自由、免费开源等特点,但缺点是调试速度较慢。
六、结语
JTAG调试是嵌入式系统开发中的一项非常重要的技术,它可以实现芯片在调试和维修过程中的高效可编程性和易访问性。开发人员需要对JTAG技术有深入的了解,才能在开发过程中充分发挥其优势。
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