《電子技術(shù)應(yīng)用》
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JTAG的使用心得
摘要: 本人把這一段使用JTAG的一些心得寫(xiě)出來(lái),,希望能夠?qū)Τ鯇W(xué)者有所幫助。
Abstract:
Key words :

  本人把這一段使用JTAG的一些心得寫(xiě)出來(lái),希望能夠?qū)Τ鯇W(xué)者有所幫助,。

  通常所說(shuō)的JTAG大致分兩類(lèi),一類(lèi)用于測(cè)試芯片的電氣特性,,檢測(cè)芯片是否有問(wèn)題;一類(lèi)用于Debug;一般支持JTAG的CPU內(nèi)都包含了這兩個(gè)模塊。

  一個(gè)含有JTAG Debug接口模塊的CPU,,只要時(shí)鐘正常,,就可以通過(guò)JTAG接口訪問(wèn)CPU的內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線(xiàn)上的設(shè)備,,如FLASH,RAM,,SOC(比如4510B,,44Box,AT91M系列)內(nèi)置模塊的寄存器,,象UART,,Timers,GPIO等等的寄存器,。

  上面說(shuō)的只是JTAG接口所具備的能力,,要使用這些功能,,還需要軟件的配合,,具體實(shí)現(xiàn)的功能則由具體的軟件決定。

  例如下載程序到RAM功能,。了解SOC的都知道,,要使用外接的RAM,需要參照SOC DataSheet的寄存器說(shuō)明,,設(shè)置RAM的基地址,,總線(xiàn)寬度,訪問(wèn)速度等等,。有的SOC則還需要Remap,,才能正常工作。運(yùn)行Firmware時(shí),,這些設(shè)置由Firmware的初始化程序完成,。但如果使用JTAG接口,相關(guān)的寄存器可能還處在上電值,,甚至?xí)r錯(cuò)誤值,,RAM不能正常工作,所以下載必然要失敗,。要正常使用,先要想辦法設(shè)置RAM,。在ADW中,,可以在Console窗口通過(guò)Let 命令設(shè)置,在AXD中可以在Console窗口通過(guò)Set命令設(shè)置,。

  下面是一個(gè)設(shè)置AT91M40800的命令序列,,關(guān)閉中斷,設(shè)置CS0-CS3, 并進(jìn)行Remap,,適用于AXD(ADS帶的Debug)

  setmem 0xfffff124,0xFFFFFFFF,32 ---關(guān)閉所有中斷

  setmem 0xffe00000,0x0100253d,32 ---設(shè)置CS0

  setmem 0xffe00004,0x02002021,32 ---設(shè)置CS1

  setmem 0xffe00008,0x0300253d,32 ---設(shè)置CS2

  setmem 0xffe0000C,0x0400253d,32 ---設(shè)置CS3

  setmem 0xffe00020,1,32 ---Remap

  如果要在ADW(SDT帶的DEBUG)中使用,,則要改為:

  let 0xfffff124=0xFFFFFFFF ---關(guān)閉所有中斷

  let 0xffe00000=0x0100253d ---設(shè)置CS0

  let 0xffe00004=0x02002021 ---設(shè)置CS1

  let 0xffe00008=0x0300253d ---設(shè)置CS2

  let 0xffe0000C=0x0400253d ---設(shè)置CS3

  let 0xffe00020=1 ---Remap

  為了方便使用,可以將上述命令保存為一個(gè)文件config.ini, 在Console窗口輸入 ob config.ini 即可執(zhí)行,。

  使用其他debug,,大體類(lèi)似,只是命令和命令的格式不同,。

  設(shè)置RAM時(shí),,設(shè)置的寄存器以及寄存器的值必須和要運(yùn)行程序的設(shè)置一致。一般編譯生成的目標(biāo)文件是ELF格式,或類(lèi)似的格式,,包含有目標(biāo)碼運(yùn)行地址,,運(yùn)行地址在Link時(shí)候確定。Debug下載程序時(shí)根據(jù)ELF文件中的地址信息下載程序到指定的地址,。如果在把RAM的基地址設(shè)置為0x10000000, 而在編譯的時(shí)候指定Firmware的開(kāi)始地址在0x02000000, 下載的時(shí)候,,目標(biāo)碼將被下載到0x02000000,顯然下載會(huì)失敗,。

  通過(guò)JTAG下載程序前應(yīng)關(guān)閉所有中斷,,這一點(diǎn)和Firmware初始化時(shí)關(guān)閉中斷的原因相同。在使用JTAG接口的時(shí)候,,各中斷的使能未知,,尤其是 FLASH里有可執(zhí)行碼的情況,可能會(huì)有一些中斷被使能,。使用JTAG下載完代碼,,要執(zhí)行時(shí),有可能因?yàn)槲赐瓿沙跏蓟彤a(chǎn)生了中斷,,導(dǎo)致程序異常,。所以,需要先關(guān)閉中斷,,一般通過(guò)設(shè)置SOC的中斷控制寄存器完成,。

  使用JTAG寫(xiě)Flash,。在理論上,通過(guò)JTAG可以訪問(wèn)CPU總線(xiàn)上的所有設(shè)備,,所以應(yīng)該可以寫(xiě)FLASH,,但是FLASH寫(xiě)入方式和RAM大不相同,需要特殊的命令,,而且不同的FLASH擦除,,編程命令不同,而且塊的大小,,數(shù)量也不同,,很難提供這一項(xiàng)功能。所以一般Debug不提供寫(xiě)Flash功能,,或者僅支持少量幾種Flash,。

  目前就我知道的,針對(duì)ARM,,只有FlashPGM這個(gè)軟件提供寫(xiě)FLASH功能,,但使用也非常麻煩。AXD,ADW都不提供寫(xiě)FLASH功能,。我寫(xiě) Flash的方法時(shí)是,,自己寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序,,專(zhuān)門(mén)用于寫(xiě)目標(biāo)板的FLASH,,利用JTAG接口,,下載到目標(biāo)板,,再把要燒寫(xiě)的目標(biāo)碼裝成BIN格式,也下到目標(biāo)板(地址和燒FLASH的程序的地址不同),,然后運(yùn)行已經(jīng)下載的燒FLASH的程序,。使用這種方式,比起FlashPGM的寫(xiě)Flash,,速度似乎要快一些,。

  關(guān)于簡(jiǎn)單JTAG電纜。

  目前有各種各樣簡(jiǎn)單JTAG電纜,,其實(shí)只是一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路,,同時(shí)還起到保護(hù)作用。JTAG的邏輯則由運(yùn)行在PC上的軟件實(shí)現(xiàn),,所以在理論上,,任何一個(gè)簡(jiǎn)單JTAG電纜,,都可以支持各種應(yīng)用軟件,如Debug等,。我就曾使用同一個(gè)JTAG電纜寫(xiě)Xilinx CPLD,,AXD/ADW調(diào)試程序。關(guān)鍵再于軟件的支持,,大多數(shù)軟件都不提供設(shè)定功能,,因而只能支持某種JTAG電纜。

  關(guān)于簡(jiǎn)單JTAG電纜的速度,。

  JTAG是串行接口,,使用打印口的簡(jiǎn)單JTAG電纜,利用的是打印口的輸出帶鎖存的特點(diǎn),,使用軟件通過(guò)I/O產(chǎn)生JTAG時(shí)序,。由JTAG標(biāo)準(zhǔn)決定,,通過(guò) JTAG寫(xiě)/讀一個(gè)字節(jié)要一系列的操作,根據(jù)我的分析,,使用簡(jiǎn)單JTAG電纜,,利用打印口,通過(guò)JTAG輸出一個(gè)字節(jié)到目標(biāo)板,,平均需要43個(gè)打印口 I/O, 在我機(jī)器上(P4 1.7G),,每秒大約可進(jìn)行660K次 I/O 操作,所以下載速度大約在660K/43, 約等于15K Byte/S. 對(duì)于其他機(jī)器,,I/O速度大致相同,,一般在600K ~ 800K.

  關(guān)于如何提高JTAG下載速度。

  很明顯,,使用簡(jiǎn)單JTAG電纜無(wú)法提高速度,。要提高速度,大致有兩種辦法,,

  1,。使用嵌入式系統(tǒng)提供JTAG接口,嵌入式系統(tǒng)和微機(jī)之間通過(guò)USB/Ethernet相連,,這要求使用MCU,。

  2。使用CPLD/FPGA提供JTAG接口,,CPLD/FPGA和微機(jī)之間使用EPP接口(一般微機(jī)打印口都支持EPP模式),,EPP接口完成微機(jī)和CPLD/FPGA之間的數(shù)據(jù)傳輸,CPLD/FPGA完成JTAG時(shí)序,。

  這兩種方法本人都實(shí)現(xiàn)過(guò),。第一個(gè)方法可以達(dá)到比較高的速度,實(shí)測(cè)超過(guò)了200KByte/S(注意:是Byte,,不是Bit);但是相對(duì)來(lái)說(shuō),硬件復(fù)雜,,制造相對(duì)復(fù)雜,。第二種相對(duì)來(lái)說(shuō),下載速度要慢一些,,最快時(shí)達(dá)到96KByte/S,,但電路簡(jiǎn)單,制造方便,,而且速度可以滿(mǎn)足需要,。第二種方案還有一個(gè)缺點(diǎn),由于進(jìn)行I/O操作時(shí),,CPU不會(huì)被釋放,,因此在下載程序時(shí),,微機(jī)CPU顯得很繁忙。

  總的來(lái)說(shuō),,本人認(rèn)為,,對(duì)于個(gè)人愛(ài)好者來(lái)說(shuō),第二種方法更可取,。

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