Jtag-распиновка: что это такое и для чего нужна

Jtag-распиновка - это схема соединений контактов разъема JTAG с выводами микроконтроллера или другого цифрового устройства. Знание правильной распиновки крайне важно для корректной работы с интерфейсом JTAG.

Рассмотрим подробнее, что представляет собой Jtag-распиновка, в чем ее назначение и особенности.

Назначение Jtag-распиновки

JTAG (Joint Test Action Group) - это популярный интерфейс для тестирования и отладки цифровых устройств. Он позволяет выполнять такие операции, как:

• Считывание и запись в память микроконтроллера
• Отладка программы на микроконтроллере
• Тестирование производительности
• Поиск неисправностей

Jtag-распиновка определяет, к каким именно выводам микросхемы должны подключаться сигналы интерфейса JTAG. Без знания правильной распиновки невозможно наладить взаимодействие программатора или отладчика с микросхемой по JTAG.

Стандартная распиновка разъема JTAG

Стандарт JTAG предполагает использование 10-контактного разъема с такой распиновкой:

1. Сигнал тактирования
2. Выход данных
3. Вход выбора режима
4. Вход данных
5. Сброс JTAG-машины состояний
6. Питание цепей JTAG
7. Питание ядра
8. Питание ввода-вывода
9. Земля
10. Земля

Однако на практике встречаются различные варианты распиновки JTAG, отличающиеся от стандартной. Это связано с особенностями конкретных микросхем.

Распиновка JTAG для AVR микроконтроллеров

Для популярных 8-битных AVR микроконтроллеров компании Atmel применяется 6-контактный разъем JTAG с такой распиновкой:

1. Сигнал тактирования
2. GND
3. Выход данных
4. VCC
5. Вход выбора режима
6. Вход данных

Здесь используется минимальный набор сигналов, необходимый для работы JTAG. TRST и питающие напряжения подаются на другие выводы микросхемы.

Распиновка JTAG для AVR микроконтроллеров может варьироваться в зависимости от конкретной модели. Например, для ATmega16 она выглядит так:

1. Сигнал тактирования - PB7
2. GND - GND
3. Выход данных - PB6
4. VCC - VCC
5. Вход выбора режима - PB5
6. Вход данных - PB4

Знание точной распиновки критично для правильного подключения JTAG программатора или отладчика.

Как найти нужную распиновку JTAG

Распиновка JTAG обычно указывается в датасите к конкретной микросхеме. Например, для ATmega16 она приведена в разделе "Pinout and Pin Functions" документации.

Также распиновку можно найти в спецификациях и инструкциях к отладочным платам и программаторам. Производители всегда указывают, какие выводы следует соединить с контактами JTAG разъема.

Полезным источником могут служить форумы, где обсуждаются вопросы JTAG программирования конкретных микроконтроллеров. Здесь можно найти уже проверенную другими пользователями распиновку.

Подводные камни Jtag-распиновки

Неправильная Jtag-распиновка часто приводит к тому, что программатор или отладчик не могут установить соединение с микросхемой по JTAG.

Типовые проблемы:

• Перепутаны местами входные и выходные сигналы JTAG
• Подано питание на неправильные выводы микросхемы
• Не подключен сигнал сброса TRST к соответствующему выводу

Чтобы их избежать, нужно тщательно проверять распиновку по датаситу и схеме устройства. Полезно визуально контролировать правильность соединений на плате.

Выводы

Jtag-распиновка играет ключевую роль для корректной работы с интерфейсом JTAG. Знание точных назначений выводов микросхемы позволяет избежать ошибок при подключении программатора или отладчика.

Распиновка может варьироваться в зависимости от конкретной модели микроконтроллера. Рекомендуется всегда проверять ее по датаситу или другим официальным источникам.

Правильная Jtag-распиновка - залог успешного программирования и отладки устройств с интерфейсом JTAG.

Другие варианты распиновки разъема JTAG

Помимо стандартной 10-контактной и 6-контактной AVR распиновок, встречаются и другие варианты подключения JTAG.

Например, для Cortex-M3 микроконтроллеров часто используется распиновка с 20 контактами. Она включает дополнительные сигналы отладки, такие как ETM Clock, ETM Data, DBGEN и т.д. Благодаря этому можно получить расширенные возможности трассировки и профилирования кода.

Для микроконтроллеров Microchip PIC иногда применяется распиновка JTAG с 5 контактами: TCK, TMS, TDO, TDI и GND. TRST подается на отдельный вывод микросхемы.

Встречаются также 6-контактные варианты распиновки без отдельных линий питания, где VCC подается через TCK или TMS.

Особенности распиновки при использовании адаптеров

Для подключения отладчиков и программаторов к различным интерфейсам JTAG могут использоваться переходные адаптеры. В этом случае нужно учитывать дополнительную распиновку на адаптере.

Например, адаптер от 10-контактного разъема к 6-контактному AVR JTAG может иметь следующую схему соединений:

• TCK - 1
• GND - 2
• TDO - 3
• VCC - 4
• TMS - 5
• TDI - 6

При использовании адаптера нужно убедиться, что сигналы правильно сопоставлены между его контактами и выводами микросхемы.

Проверка правильности распиновки

Как удостовериться, что JTAG действительно подключен с соблюдением нужной распиновки?

Во-первых, можно визуально проверить соответствие выводов на плате и в документации. Но лучше также выполнить тестовую операцию через JTAG, например, считать значения нескольких ячеек памяти.

Еще один способ - последовательно подать сигнал на каждый контакт разъема JTAG и проверить реакцию микроконтроллера с помощью осциллографа или логического анализатора. Так можно определить реальное назначение выводов.

Правильная распиновка гарантирует, что все функции JTAG будут работать корректно.

JTAG и другие отладочные интерфейсы

Помимо JTAG, для отладки и программирования микроконтроллеров могут использоваться альтернативные интерфейсы. Например, SWD, Spy-Bi-Wire, DAPLink, BDM и другие.

У них тоже есть свои особенности распиновки, которые нужно учитывать. Например, SWD использует всего два сигнала - SWCLK и SWDIO, а для работы BDM требуется подключить VCC, GND, XRST, BKPT, TA и TCLK.

Таким образом, вопрос правильной распиновки важен для любого отладочного интерфейса, а не только JTAG. Это ключ к успешной отладке и программированию микроконтроллеров.