1． JTAG電路簡(jiǎn)介

  JTAG的全稱(chēng)是Joint Test Action Group,，即聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組。目前,，JTAG已成為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議,，主要用于各類(lèi)芯片的內(nèi)部測(cè)試。現(xiàn)在大多數(shù)高級(jí)器件（包括FPGA,、MCU,、DSP以及CPU等）都支持JTAG協(xié)議，

如FPGA,、DSP器件等,。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線接口：TMS、TCK,、TDI以及TDO,，分別為模式選擇、時(shí)鐘,、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出信號(hào)線,。JTAG電路的功能模塊如圖所示

      在芯片的核心邏輯（Core）與外界管腳之間加入串行掃描寄存器單元，并將這些單元連接起來(lái),，用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的控制器來(lái)控制,。因?yàn)檫@些邏輯單元在器件最“邊緣”處，形象地稱(chēng)之為“邊界掃描測(cè)試”,。

  JTAG最初是用來(lái)對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試的,，基本原理是在器件內(nèi)部定義一個(gè)TAP（Test Access Port，測(cè)試訪問(wèn)口）端口,，通過(guò)專(zhuān)用的JTAG測(cè)試工具對(duì)進(jìn)行內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,。

 此外，JTAG協(xié)議允許多個(gè)器件通過(guò)JTAG接口串聯(lián)在一起,，形成一個(gè)JTAG鏈,，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)器件分別測(cè)試。此外,，JTAG接口還常用于實(shí)現(xiàn)ISP（In-SystemProgrammable,，在線編程），對(duì)FLASH等器件進(jìn)行編程,。JTAG在線編程的特征也改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)流程,，將以前先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程再裝到板上的工藝簡(jiǎn)化為：先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進(jìn)度,。

1985年,，由Philips、Siemens,、Ericsson等公司成立JETAG（JointEuropean Test Action Group）

1986年,，隨著一些其他地區(qū)公司的加入，更名為：JTAG（JointTest Action Group）

 1988年,，JTAG提出了標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描體系結(jié)構(gòu),。

1990年，IEEE正式收錄了JTAG標(biāo)準(zhǔn),，命名為：IEEE1149.1－90。

2．JTAG邊界掃描電路

  邊界掃描測(cè)試（BST：BOUNDARY SEAN TEST）一般采用4線接口（在5線接口中,，有一條為主復(fù)位信號(hào)）,。也可以通過(guò)PC機(jī)的RS-232接口就能模擬BST的功能。BST標(biāo)準(zhǔn)接口是用來(lái)對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)試的,，可在器件正常工作時(shí)捕獲功能數(shù)據(jù),。器件的邊界掃描單元能夠迫使邏輯追蹤引腳信號(hào)，或從器件核心邏輯信號(hào)中捕獲數(shù)據(jù),，再?gòu)?qiáng)行加入的測(cè)試數(shù)據(jù)串行第移入邊界掃描單元,，捕獲的數(shù)據(jù)串行移出并在器件外不同預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出掃描狀態(tài),，以提示用戶(hù)電路設(shè)計(jì)是否正確,。典型邊界掃描測(cè)試電路的結(jié)構(gòu)如圖所示。

3．JTAG電路時(shí)序

 JTAG電路的時(shí)序如圖所示,，所有基于JTAG的操作都必須同步于JTAG時(shí)鐘信號(hào)TCK,。在TCK的上升沿讀取或輸出有效數(shù)據(jù)，有嚴(yán)格的建立,、保持時(shí)間要求,，因此一般情況下JTAG的時(shí)鐘不會(huì)太高。

4．FPGA芯片中JTAG掃描電路的工作流程

   JTAG邊界掃描測(cè)試由測(cè)試訪問(wèn)端口的控制器管理,，只要FPGA上電后電壓正確,，且JTAG鏈路完整，則JTAG電路可立即正常工作,，清空J(rèn)TAG配置寄存器等待外界響應(yīng),，整體流程如圖所示。

  TMS,、TRST 和TCK引腳管理TAP控制器的操作,，TDI和TDO為數(shù)據(jù)寄存器提供串行通道。TDI也為指令寄存器提供數(shù)據(jù)，然后為數(shù)據(jù)寄存器產(chǎn)生控制邏輯,。對(duì)于選擇寄存器,、裝載數(shù)據(jù)、檢測(cè)和將結(jié)果移出的控制信號(hào),，由測(cè)試時(shí)鐘（TCK）和測(cè)試模式（TMS）選擇兩個(gè)控制信號(hào)決定,。在四線接口標(biāo)準(zhǔn)中，利用TDI,，TDO,，TCK，TMS四個(gè)信號(hào),，它們合成為TAP測(cè)試處理端口（Test Access Port）,，測(cè)試復(fù)位信號(hào)（TRST,一般以低電平有效）一般作為可選的第五個(gè)端口信號(hào)。

每個(gè)JTAG,，都并聯(lián)0歐姆電阻，電阻選焊,。當(dāng)JTAG鏈掃描不通時(shí),，通過(guò)焊上電阻，并且斷開(kāi)TDO的輸出33歐姆電阻,?？梢蕴^(guò)損壞器件。