一、JTAG接口

JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如ARM、DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线:TMS、 TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。 相关JTAG引脚的定义为:

  • TMS:测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;
  • TCK:测试时钟输入;
  • TDI:测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;
  • TDO:测试数据输出,数据通过TDO引 脚从JTAG接口输出;
  • TRST:JTAG复位,连接到目标CPU的nTRST引脚,用于复位CPU调试接口的TAP控制器;目标板上应将此脚上拉到高电位,避免意外复位
  • RTCK:目标CPU提供给仿真器的时钟信号。有些目标要求JTAG的输入与其内部时钟同步。仿真器利用此引脚的输入可动态地控制自己的TCK速率。若不使用此功能,在目标板上将此脚接地,有些芯片可能要求上拉;
  • RESET:仿真器输出至目标CPU的系统复位信号。

JTAG协议在定义时,由于当时的计算机(PC机)普遍带有并口,因而在连接计算机端是定义使用的并口。而计算机到了今天,不要说笔记本电脑,现在台式计算机上面有并口的都很少了,取而代之的是越来越多的USB接口。所以,目前市场上已经很少看到它的身影了。

 

JTAG,SWD与仿真器_调试器

如上图所示。

JTAG,SWD与仿真器_仿真器_02

上图是正点原子的STM32开发板接口。注意,接口是反的。

 

二、SWD接口

串行调试(Serial Wire Debug),应该可以算是一种和JTAG不同的调试模式,使用的调试协议也应该不一样,所以最直接的体现在调试接口上,与JTAG的20个引脚相比,SWD只需要4个(或者5个)引脚,结构简单,但是使用范围没有JTAG广泛,主流调试器上也是后来才加的SWD调试模式。

SWD和传统的调试方式区别:

  • SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败,但是SWD发生的几率会小很多。基本使用JTAG仿真模式的情况下是可以直接使用SWD模式的,只要你的仿真器支持,所以推荐大家使用这个模式。
  • 在大家GPIO刚好缺一个的时候,可以使用SWD仿真,这种模式支持更少的引脚。
  • 在大家板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式,它需要的引脚少,当然需要的PCB空间就小啦!比如你可以选择一个很小的2.54间距的5芯端子做仿真接口。

 

三、JLINK仿真器

J-Link是德国SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。简单地说,是给一个JTAG协议转换盒,即一个小型USB到JTAG的转换盒,其连接到计算机用的是USB接口,而到目标板内部用的还是jtag协议。它完成了一个从软件到硬件转换的工作。

JLINK是一个通用的开发工具,可以用于KEIL、IAR、ADS 等平台。速度,效率,功能都很好,据说是众多仿真器里最强悍的。

 

四、ULINK仿真器

ULINK是ARM/KEIL公司推出的仿真器,目前网上可找到的是其升级版本,ULINK2和ULINK Pro仿真器。ULINK/ULINK2可以配合Keil软件实现仿真功能,并且仅可以在Keil软件上使用,增加了串行调试(SWD)支持,返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2,可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG,SWD和OCDS)、Flash编程。

但是要注意的是,ULINK是KEIL公司开发的仿真器,专用于KEIL平台下使用,ADS、IAR下不能使用。

 

五、ST-LINK仿真器

ST-LINK是专门针对意法半导体STM8和STM32系列芯片的仿真器。ST-LINK /V2指定的SWIM标准接口和JTAG / SWD标准接口,其主要功能有:

  • 编程功能:可烧写FLASH ROM、EEPROM、AFR等;
  • 仿真功能:支持全速运行、单步调试、断点调试等各种调试方法,可查看IO状态,变量数据等;
  • 仿真性能:采用USB2.0接口进行仿真调试,单步调试,断点调试,反应速度快;
  • 编程性能:采用USB2.0接口,进行SWIM / JTAG / SWD下载,下载速度快;