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<H1>JTAG口及其对Flash的在线编程</H1></DIV>
<DIV class=info>更新时间 2006-8-23 19:46:10 <A
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</DIV>摘要：通过JTAG实现对Flash在线编程。首先，介绍JTAG的定义、结构及引脚的定义，并阐述JTAG状态机的工作原理。然后，介绍JTAG口的边界扫描寄存器，给出实现JTAG在线写Flash的电路，和如何通过JTAG实现Flash的编程及程序流程图。
<P <B>关键词：</B>JTAG Flash 在线编程</P>
<P>随着嵌入式技术的发展，在一些高端的掌上设备中，都使用了Flash芯片，如Compaq的iPAQ、联想的天祺系列等产品。但对于研发人员来说，在开发阶段需要大量的程序调试，就意味着要对Flash进行擦除和改写的工作，因此，如何对Flash进行在线编程是问题的关键所在。本文介绍一种通过JTAG对Flash进行的在线编程方法。</P>
<P><B>1 JTAG简介</B></P>
<P>JTAG（Joint Test Action
Group）是1985年制定的检测PCB和IC芯片的一个标准，1990年被修改后成为IEEE的一个标准，即IEEE1149.1-1990。通过这个标准，可对具有JTAG口芯片的硬件电路进行边界扫描和故障检测。<BR><BR><B><FONT
color=#0000ff>图1 TAP控制器的状态机框图</FONT></B><BR><BR>具有JTAG口的芯片都有如下JTAG引脚定义：</P>
<P>TCK——测试时钟输入；</P>
<P>TDI——测试数据输入，数据通过TDI输入JTAG口；</P>
<P>TDO——测试数据输出，数据通过TDO从JTAG口输出；</P>
<P>TMS——测试模式选择，TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式。</P>
<P>可选引脚TRST——测试复位，输入引脚，低电平有效。</P>
<P>含有JTAG口的芯片种类较多，如CPU、DSP、CPLD等。</P>
<P>JTAG内部有一个状态机，称为TAP控制器。TAP控制器的状态机通过TCK和TMS进行状态的改变，实现数据和指令的输入。图1为TAP控制器的状态机框图。<BR><IMG
onmousewheel="return bbimg(this)" onclick=ImgClick(this) height=466 hspace=45
src="" width=462 vspace=10 border=0 resized="0"><BR><B>2 JTAG芯片的边界扫描寄存器</B></P>
<P>JTAG标准定义了一个串行的移位寄存器。寄存器的每一个单元分配给IC芯片的相应引脚，每一个独立的单元称为BSC（Boundary-Scan
Cell）边界扫描单元。这个串联的BSC在IC内部构成JTAG回路，所有的BSR（Boundary-Scan
Register）边界扫描寄存器通过JTAG测试激活，平时这些引脚保持正常的IC功能。图2为具有JTAG口的IC内部BSR单元与引脚的关系。</P>
<P><B>3 JTAG在线写Flash的硬件电路设计和与PC的连接方式</B></P>
<P>以含JTAG接口的StrongARM SA1110为例，Flash为Intel 28F128J32
16MB容量。SA1110的JTAG的TCK、TDI、TMS、TDO分别接PC并口的2、3、4、11线上，通过程序将对JTAG口的控制指令和目标代码从PC的并口写入JTAG的BSR中。在设计PCB时，必须将SA1110的数据线和地址线及控制线与Flash的地线线、数据线和控制线相连。因SA1110的数据线、地址线及控制线的引脚上都有其相应BSC，只要用JTAG指令将数据、地址及控制信号送到其BSC中，就可通过BSC对应的引脚将信号送给Flash，实现对Flash的操作。JTAG的系统板设计和连线关系如图3所示。</P>
<P><B>4 通过使用TAP状态机的指令实行对Flash的操作</B></P>
<P>通过TCK、TMS的设置，可将JTAG设置为接收指令或数据状态。JTAG常用指令如下：</P>
<P>SAMPLE/PRELOAD——用此指令采样BSC内容或将数据写入BSC单元；</P>
<P>EXTEST——当执行此指令时，BSC的内容通过引脚送到其连接的相应芯片的引脚，我们就是通过这种指令实现在线写Flash的；</P>
<P>BYPASS——此指令将一个一位寄存器轩于BSC的移位回路中，即仅有一个一位寄存器处于TDI和TDO之间。</P>
<P>在PCB电路设计好后，即可用程序先将对JTAG的控制指令，通过TDI送入JTAG控制器的指令寄存器中。再通过TDI将要写Flash的地址、数据及控制线信号入BSR中，并将数据锁存到BSC中，用EXTEST指令通过BSC将写入Flash。<BR><IMG
onmousewheel="return bbimg(this)" onclick=ImgClick(this) height=249 hspace=10
src="" width=549 vspace=10 border=0 resized="0"><BR><B>5 软件编程</B></P>
<P>在线写Flash的程序用Turbo
C编写。程序使用PC的并行口，将程序通过含有JTAG的芯片写入Flash芯片。程序先对PC的并口初始化，对JTAG口复位和测试，并读Flash，判断是否加锁。如加锁，必须先解锁，方可进行操作。写Flash之前，必须对其先擦除。将JTAG芯片设置在EXTEST模式，通过PC的并口，将目标文件通过JTAG写入Flash，并在烧写完成后进行校验。程序主流程如图4所示。</P>
<P>通过JTAG的读芯片ID子程序如下：</P>
<P>void id_command(void){</P>
<P>putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle;使JTAG复位</P>
<P>putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle</P>
<P>putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle</P>
<P>putp(1,0,IP); //Run-Test/Idle</P>
<P>putp(1,1,IP);</P>
<P>putp(1,1,IP); //选择指令寄存器</P>
<P>putp(1,0,IP); //捕获指令寄存器</P>
<P>putp(1,0,IP); /移位指令寄存器</P>
<P>putp(0,0,IP); //SA1110JTAG口指令长度5位，IDCODE为01100</P>
<P>putp(1,0,IP);</P>
<P>putp(1,0,IP);</P>
<P>pu</P>
<P align=center><B><FONT color=red>[1]</FONT> <A
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