嵌入式开发中JTAG接口详解
通常所说的jtag大致分两类，一类用于测试芯片的电气特性，检测芯片是否有问题；一类用于debug；一般支持jtag的cpu内都包含了这两个模块。
一个含有jtag debug接口模块的cpu，只要时钟正常，就可以通过jtag接口访问cpu的内部寄存器和挂在cpu总线上的设备，如flash，ram，soc（比如4510b，44box，at91m系列）内置模块的寄存器，象uart，timers，gpio等等的寄存器。
上面说的只是jtag接口所具备的能力，要使用这些功能，还需要软件的配合，具体实现的功能则由具体的软件决定。例如下载程序到ram功能。了解soc的都知道，要使用外接的ram，需要参照socdatasheet的寄存器说明，设置ram的基地址，总线宽度，访问速度等等。
有的soc则还需要remap，才能正常工作。运行firmware时，这些设置由firmware的初始化程序完成。但如果使用jtag接口，相关的寄存器可能还处在上电值，甚至时错误值，ram不能正常工作，所以下载必然要失败。要正常使用，先要想办法设置ram。在adw中，可以在console窗口通过let 命令设置，在axd中可以在console窗口通过set命令设置。
下面是一个设置at91m40800的命令序列，关闭中断，设置cs0-cs3， 并进行remap，适用于axd（ads带的debug）
setmem 0xfffff124，0xffffffff，32 －－－关闭所有中断
setmem 0xffe00000，0x0100253d，32 －－－设置cs0 0xffe00004，0x02002021，32 －－－设置cs1
setmem 0xffe00008，0x0300253d，32 －－－设置cs2
setmem 0xffe0000c，0x0400253d，32 －－－设置cs3
setmem 0xffe00020，1，32 －－－remap
如果要在adw（sdt带的debug）中使用，则要改为：
let 0xfffff124=0xffffffff －－－关闭所有中断
let 0xffe00000=0x0100253d －－－设置cs0
let 0xffe00004=0x02002021 －－－设置cs1
let 0xffe00008=0x0300253d －－－设置cs2
let 0xffe0000c=0x0400253d －－－设置cs3
let 0xffe00020=1 －－－remap
为了方便使用，可以将上述命令保存为一个文件config.ini， 在console窗口输入 ob config.ini 即可执行。
使用其他debug，大体类似，只是命令和命令的格式不同。
设置ram时，设置的寄存器以及寄存器的值必须和要运行程序的设置一致。一般编译生成的目标文件是elf格式，或类似的格式，包含有目标码运行地址，运行地址在link时候确定。debug下载程序时根据elf文件中的地址信息下载程序到指定的地址。如果在把ram的基地址设置为0x10000000， 而在编译的时候指定firmware的开始地址在0x02000000， 下载的时候，目标码将被下载到0x02000000，显然下载会失败。
通过jtag下载程序前应关闭所有中断，这一点和firmware初始化时关闭中断的原因相同。在使用jtag接口的时候，各中断的使能未知，尤其是flash里有可执行码的情况，可能会有一些中断被使能。
使用jtag下载完代码，要执行时，有可能因为未完成初始化就产生了中断，导致程序异常。所以，需要先关闭中断，一般通过设置soc的中断控制寄存器完成。使用jtag写flash。在理论上，通过jtag可以访问cpu总线上的所有设备，所以应该可以写flash，但是flash写入方式和ram大不相同，需要特殊的命令，而且不同的flash擦除，编程命令不同，而且块的大小，数量也不同，很难提供这一项功能。所以一般debug不提供写flash功能，或者仅支持少量几种flash。目前就我知道的，针对arm，只有flashpgm这个软件提供写flash功能，但使用也非常麻烦。axd，adw都不提供写flash功能。
我写flash的方法时是，自己写一个简单的程序，专门用于写目标板的flash，利用jtag接口，下载到目标板，再把要烧写的目标码装成bin格式，也下到目标板（地址和烧flash的程序的地址不同），然后运行已经下载的烧flash的程序。使用这种方式，比起flashpgm的写flash，速度似乎要快一些。
关于简单jtag电缆。
目前有各种各样简单jtag电缆，其实只是一个电平转换电路，同时还起到保护作用。jtag的逻辑则由运行在pc上的软件实现，所以在理论上，任何一个简单jtag电缆，都可以支持各种应用软件，如debug等。我就曾使用同一个jtag电缆写xilinx
cpld，axd/adw调试程序。关键再于软件的支持，大多数软件都不提供设定功能，因而只能支持某种jtag电缆。
关于简单jtag电缆的速度。jtag是串行接口，使用打印口的简单jtag电缆，利用的是打印口的输出带锁存的特点，使用软件通过i/o产生jtag时序。由jtag标准决定，通过jtag写/读一个字节要一系列的操作，根据我的分析，使用简单jtag电缆，利用打印口，通过jtag输出一个字节到目标板，平均需要43个打印口i/o， 在我机器上（p4 1.7g），每秒大约可进行660k次 i/o 操作，所以下载速度大约在660k/43， 约等于15k byte/s. 对于其他机器，i/o速度大致相同，一般在600k ~ 800k.
关于如何提高jtag下载速度。
很明显，使用简单jtag电缆无法提高速度。要提高速度，大致有两种办法，
1。使用嵌入式系统提供jtag接口，嵌入式系统和微机之间通过usb/ethernet相连，这要求使用mcu。
2。使用cpld/fpga提供jtag接口，cpld/fpga和微机之间使用epp接口（一般微机打印口都支持epp模式），epp接口完成微机和cpld/fpga之间的数据传输，cpld/fpga完成jtag时序。
这两种方法本人都实现过。第一个方法可以达到比较高的速度，实测超过了200kbyte/s（注意：是byte，不是bit）；但是相对来说，硬件复杂，制造相对复杂。第二种相对来说，下载速度要慢一些，最快时达到96kbyte/s，但电路简单，制造方便，而且速度可以满足需要。第二种方案还有一个缺点，由于进行i/o操作时，cpu不会被释放，因此在下载程序时，微机cpu显得很繁忙。
总的来说，本人认为，对于个人爱好者来说，第二种方法更可取。
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有的soc则还需要remap，才能正常工作。运行firmware时，这些设置由firmware的初始化程序完成。但如果使用jtag接口，相关的寄存器可能还处在上电值，甚至时错误值，ram不能正常工作，所以下载必然要失败。要正常使用，先要想办法设置ram。在adw中，可以在console窗口通过let 命令设置，在axd中可以在console窗口通过set命令设置。
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setmem 0xffe00020，1，32 －－－remap
如果要在adw（sdt带的debug）中使用，则要改为：
let 0xfffff124=0xffffffff －－－关闭所有中断
let 0xffe00000=0x0100253d －－－设置cs0
let 0xffe00004=0x02002021 －－－设置cs1
let 0xffe00008=0x0300253d －－－设置cs2
let 0xffe0000c=0x0400253d －－－设置cs3
let 0xffe00020=1 －－－remap
为了方便使用，可以将上述命令保存为一个文件config.ini， 在console窗口输入 ob config.ini 即可执行。
使用其他debug，大体类似，只是命令和命令的格式不同。
设置ram时，设置的寄存器以及寄存器的值必须和要运行程序的设置一致。一般编译生成的目标文件是elf格式，或类似的格式，包含有目标码运行地址，运行地址在link时候确定。debug下载程序时根据elf文件中的地址信息下载程序到指定的地址。如果在把ram的基地址设置为0x10000000， 而在编译的时候指定firmware的开始地址在0x02000000， 下载的时候，目标码将被下载到0x02000000，显然下载会失败。
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