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          玩不轉(zhuǎn)JTAG接口,就別想煉就為嵌入式開(kāi)發(fā)大神?

          作者: 時(shí)間:2018-02-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

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

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201802/375813.htm

            一個(gè)含有 Debug接口模塊的CPU,只要時(shí)鐘正常,就可以通過(guò)接口訪問(wèn)CPU的內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線上的設(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SOCDataSheet的寄存器說(shuō)明,設(shè)置RAM的基地址,總線寬度,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 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。使用系統(tǒng)提供JTAG接口,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。



          關(guān)鍵詞: JTAG 嵌入式

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