原创 S3C2410简易JTAG详解

 2008-9-8 18:53  3108 6 6 分类: 软件与OS

常见的JTAG cable结构都比较简单，一端是DB25，接到电脑的并口上，中间经过74HC244和一些电阻实现电平转换(5V3.3V?)(也有比较猥琐的只用了几个100 Ohm电阻的方案)，另一端的JTAG header接到目标板的JTAG interface。
并口DB25原先主要是用来连接打印机，其引脚定义如下：
25 Pin D-Sub SPP SIGNAL DIRECTION IN/OUT
1           /Strobe               In/Out
2            Data 0                Out
3            Data 1               Out
4            Data 2               Out
5            Data 3                Out
6            Data 4                Out
7            Data 5                Out
8            Data 6                Out
9            Data 7                Out
10          /ACK                   In
11         Busy                    In
12         Paper Out           In
13         Select                  In
14         /Line Feed          In/Out
15        /Error                   In
16         /INIT                     In/Out
17         /Select In            In/Out
18-25   Ground GND
可见，数据线Pin2~Pin9可以用来发送数据，Pin10~Pin13等可以用来接收数据。
JTAG的数据传输形式是串行，主要使用了以下引脚：
TDI (Test Data In)
TDO (Test Data Out)
TCK (Test ClocK)
TMS (Test Mode Select)
TRST (Test ReSeT) optional.
因此，DB25-JTAG实际上只利用了DB25的少数几根线。但由于DB25的8条数据线都可以作为output，市面上就出现了各种使用不同Pin Assignment的JTAG线。

例如Wiggler的Pin assignment:
TMS : Pin3 (D1)
TCK : Pin4 (D2)
TDI : Pin5 (D3)
TDO : Pin11 (Busy)
SRST   : Pin2 (D0)
TRST   : Pin6 (D4)
(参见Wiggler的电路图，但最后的nSRST和nTRST可能不一定用到，并且在H-JTAG中的定义也不一样，TRST是Pin2，没有SRST)
H-JTAG里还有另外一种接法--STD，定义如下：
TMS : Pin3 (D1)
TCK : Pin2 (D0)
TDI : Pin8 (D6)
TDO : Pin13 (Select)
SRST   : N/A
TRST   : Pin4 (D2)
而S3C2410的烧写程序SJF2410用的是：
TCK : Pin2 (D0)
TDI : Pin3 (D1)
TMS : Pin4 (D2)
TDO : Pin11 (Busy)
这个可以在源代码中的jtag.h文件里看到。
除了DB25那边的Pin Assignment有多种方案，JTAG connector也有20pin, 14pin, 12pin, 10pin等几种标准。这里一块ARM9开发板配的DB25-JTAG转换板就十分好玩，上面也是只有一块244，但是有Wiggler, STD, S3C2410三个20pin接口。由于20pin connector的Pin Assignment是固定的，三个接口对应的是DB25那边的三种接法，因此开发板可以根据pc上运行的程序不同选择不同的接口来接。
20Pin Connector的定义如下(参考此图)：
Vcc         ← 1     2  →   NC
nTRST   ← 3     4 →   GND
TDI          ←5     6 →   GND
TMS        ←7     8 → GND
TCK      ←9    10 → GND
GND     ←11   12 → GND
TDO     ←13     14 → GND
NRESET   ←15   16 → GND
NC       ←17     18 → GND
NC       ←19     20 → GND
14Pin:
nTRST  ← 1    2 → GND
TDI        ← 3    4 → GND
TDO      ← 5   6 → GND
TMS       ←7    8 → GND
TCK       ←9   10 → GND
nSRST ←11  12 → n/a
DINT    ←13   14 → Vcc
(DINT pin is used to raise Debug Interrupt. Many chips has no this pin.)
12Pin:
nTRST  ← 1    2 → GND
TDI        ← 3    4 → GND
TDO      ← 5    6 → GND
TMS      ← 7   8 → GND
TCK      ← 9   10 → GND
nSRST ←11   12 → GND
10Pin:
TCK      ← 1     2 → Vcc
TDI       ← 3      4 → Vcc
TDO     ← 5      6 → GND
TMS     ← 7      8 → GND
nTRST← 9      10 → GND
关于JTAG几个信号，在H-JTAG主页上提供了一个文档，里面有对此进行介绍：

……下面，让我们从TAP(Test Access Port)开始。
　　TAP是一个通用的端口，通过TAP可以访问芯片提供的所有数据寄存器（DR）和指令寄存器（IR）。对整个TAP的控制是通过TAP Controller来完成的。TAP总共包括5个信号接口TCK、TMS、TDI、TDO和TRST ：其中4个是输入信号接口和另外1个是输出信号接口。一般，我们见到的开发板上都有一个JTAG接口，该JTAG接口的主要信号接口就是这5个。下面，我先分别介绍这个5个接口信号及其作用。
Test Clock Input (TCK)
TCK为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号，TAP的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。TCK在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Mode Selection Input (TMS)
TMS信号用来控制TAP状态机的转换。通过TMS信号，可以控制TAP在不同的状态间相互转换。TMS信号在TCK的上升沿有效。TMS在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Data Input (TDI)
TDI是数据输入的接口。所有要输入到特定寄存器的数据都是通过TDI接口一位一位串行输入的（由TCK驱动）。TDI在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Data Output (TDO)
TDO是数据输出的接口。所有要从特定的寄存器中输出的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的（由TCK驱动）。TDO在IEEE 1149.1标准里是强制要求的。
Test Reset Input (TRST)
TRST可以用来对TAP Controller进行复位（初始化）。不过这个信号接口在IEEE 1149.1标准里是可选的，并不是强制要求的。因为通过TMS也可以对TAP Controller进行复位（初始化）。
　　事实上，通过TAP接口，对数据寄存器（DR）进行访问的一般过程是：
　　1 通过指令寄存器（IR），选定一个需要访问的数据寄存器；
　　2 把选定的数据寄存器连接到TDI和TDO之间；
　　3 由TCK驱动，通过TDI，把需要的数据输入到选定的数据寄存器当中去；同时把选定的数据寄存器中的数据通过TDO读出来。
另外，可选信号nSRST的定义如下（见参考资料1）：
nSRST is a "system reset" signal and acts like conventional "Reset' button.
参考资料：
[1] http://www.linux-mips.org/wiki/JTAG
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Jtag
[3] http://docwiki.gumstix.org/JTAG
[4] http://wiki.openwrt.org/OpenWrtDocs/Customizing/Hardware/JTAG_Cable
[5] http://www.bluewaternz.com/corporate/uni/unikit/jtag/
从这里明白了市场上各个板子公司的jtag接口为何有20pin, 10pin,12pin,14pin的原因。再阅读了高手
litron 的文档，http://blog.chinaunix.net/u/23070/showart.php?id=157735
把jtag.h文件改动了一下
// Pin Connections
// TCK :DATA[0] (2) // my is 4   DATA[2]
// TDI :DATA[1] (3) // my is 5   DATA[3]
// TMS :DATA[2] (4)   //my is 3 DATA[1]
// TDO :STATUS[7] (11)
//#define TCK_H        0x01
#define TCK_H        0x04
//#define TDI_H        0x02
#define TDI_H        0x08
//#define TMS_H        0x04
#define TMS_H        0x02
编译，烧写，
[root@hujunlinux Jflash]# ./Jflash-s3c2410   vivi   /t=5

+------------------------------------+
|     SEC JTAG FLASH(SJF) v 0.11     +
|     modified by MIZI 2002.7.13     +
+------------------------------------+
> flashType="5"
> S3C2410X(ID=0x0032409d) is detected.
> K9S1208 is detected. ID="0xec76"

K9S1208 NAND Flash JTAG Programmer Ver 0.0
0:K9S1208 Program    1:K9S1208 Pr BlkPage 2: Exit

Select the function to test :0

[SMC(K9S1208) NAND Flash Writing Program]

Source size: 0x13a53

Available target block number: 0~4095
Input target block number:0
target start block number     =0
target size        (0x4000*n) =0x14000
STATUS:Epppppppppppppppppppppppppppppppp
Epppppppppppppppppppppppppppppppp
Epppppppppppppppppppppppppppppppp
Epppppppppppppppppppppppppppppppp
Epppppppppppppppppppppppppppppppp

K9S1208 NAND Flash JTAG Programmer Ver 0.0
0:K9S1208 Program    1:K9S1208 Pr BlkPage 2: Exit

Select the function to test :2
jflash 可以烧写了，但是把vivi烧进去之后，运行minicom，串口没有输出，但是在windows下用
sjf2410烧写同样的一个vivi，正常运行，
碰到这个问题是因为我烧写vivi之后，
没有关闭电源，再打开板子，只是按了一下板子上的Reset按钮，重新关闭再打开，串口就看到了vivi的启动信息。
这里提供我的Jflash源代码，
说明适合采用wiggler的jtag ,
// TCK :DATA[0] (2) // my is 4   DATA[2]
// TDI :DATA[1] (3) // my is 5   DATA[3]
// TMS :DATA[2] (4)   //my is 3 DATA[1]
意思是TCK->pin4,也就是DATA[2]，应为pin2-pin9组成了DATA,所以pin2就是DATA[0]
依次类推TDI,TMS。TDO采用的是pin11, 因为我的jtag的TDO跟litron大侠采用的是一样的，
pin11，就没管它了。