关于JTAG协议

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；TMS信号在TCK的上升沿有效。TMS在IEEE1149.1标准里是强制要求的。TMS信号用来控制TAP状态机的转换。通过TMS信号，可以控制TAP在不同的状态间相互转换。

TCK：测试时钟输入；TCK为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号，TAP的所有操作都是通过这个时钟信号来驱动的。

TDI：测试数据输入接口，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；所有要输入到特定寄存器的数据都是通过TDI接口一位一位串行输入的（由TCK驱动）。

TDO：测试数据输出接口，数据通过TDO引 脚从JTAG接口输出；所有要从特定的寄存器中输出的数据都是通过TDO接口一位一位串行输出的（由TCK驱动）。

stm32的两种程序烧录方法：

1.JTAG模式

一般有10pin的、14pin的和20pin的，尽管引脚数和引脚的排列顺序不同，但是其中有一些引脚是一样的。值得注意的是，不同的IC公司会自己定义自家产品专属的Jtag头，来下载或调试程序。

JTAG经常使用排线连接，为了增强抗干扰能力，在每条信号线间加上地线就出现了这种20针的接口。但事实上，RTCK、USER IN、USER OUT一般都不使用，于是还有一种14针的接口。对于实际开发应用来说，由于实验室电源稳定，电磁环境较好，干扰不大。

JTAG模式需要连接的接口如下：

Test Clock Input (TCK) -----强制要求1
Test Mode Selection Input (TMS) -----强制要求2
Test Data Input (TDI) -----强制要求3
Test Data Output (TDO) -----强制要求4

Test Reset Input (TRST) ----可选项1：这个信号接口在IEEE 1149.1标准里是可选的，并不是强制要求的。TRST可以用来对TAPController进行复位（初始化）。因为通过TMS也可以对TAP Controll进行复位（初始化）。所以有四线JTAG与五线JTAG之分。

(VTREF) -----强制要求5：接口信号电平参考电压一般直接连接Vsupply。这个可以用来确定ARM的JTAG接口使用的逻辑电平（比如3.3V还是5.0V?）

Return Test Clock ( RTCK) ----可选项2：可选项，由目标端反馈给仿真器的时钟信号,用来同步TCK信号的产生,不使用时直接接地。

System Reset ( nSRST)----可选项3：可选项,与目标板上的系统复位信号相连,可以直接对目标系统复位。同时可以检测目标系统的复位情况，为了防止误触发应在目标端加上适当的上拉电阻。

USER IN：用户自定义输入。可以接到一个IO上，用来接受上位机的控制。

USER OUT：用户自定义输出。可以接到一个IO上，用来向上位机的反馈一个状态

上述Jtag头的管脚名称是对IC而言的。实际上10针的只需要接4根线。4号是自连回路，不需要接。1和2号接的都是1管脚 ；而8和10接的是GND，也可以不接。

结论：JTAG接线方式：1（电源）、3（复位TRST）、4（接地）、5（TDI）、7（TMS）、9（TCK）、13（TDO）、15（nSRST/Reset）

2.SWD模式

采用SWD模式Jlink(一种基于JTAG的仿真器)，只需要三根线即可与目标板实现通讯，可实现程序下载，单步调试等功能，除了不能检测目标板电压、不能给目标板供电、速度有所降低之外，与完整版JLink的功能是一样的。

结论：20脚JTAG底座， 只需要 SWDIO(TMS)、SWCLK（TCK）、GND三根线，即 7号、9号及GND 中的任意一根针。SWD模式接线：1(电源)、4（接地）、7（SWDIO）和9（SWCLK）。

关于jlink:

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。

对于全功能JLink，1号针脚（电源）的功能有两个：检测目标板电压；为内部的电平转换芯片提供输出端参考电压。

也就是说，如果目标板电压为3.3V，那么这里也必须给1号针脚提供3.3V电压，才能保证正常输出。由上图可知，20针JTAG的2号针可以提供VCC供电。打开J-Link Commander输入power on时，发现2号针脚输出的是5V电压，无法通过直接短路1、2号针来解决问题。所以必须给目标板上Jlink连接器的1号管脚提供3.3V的电压，可以在Jlink中获取，也可以在待烧写的板子中获得，这与三线SWD下载模式无关。

JTAG模式与SWD模式对比：

SWD接线与JTAG接线：

烧写程序接线顺序：插杜邦排针，原始JLink上电，待编程、烧写器上电（USB）。断开时步骤相反，切不可颠倒！尤其不能在上电时断开上图中的连接，否则会烧坏器件！

各类调试接口科普：

1.JTAG 接口

2.SWD接口

串行调试（Serial Wire Debug），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模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。只要你的仿真器支持，所以推荐使用这个模式。

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。

3.RDI接口

远程调试接口（Remote Debug Interface），ARM公司提出的标准调试接口，主要用于ARM芯片的仿真，由于各个IDE厂商使用的调试接口各自独立，硬件无法进行跨平台的调试。

现在众多的IDE厂家都逐步采用标准RDI作为ARM仿真器的调试接口，因此使跨平台的硬件调试成为可能。

EasyJTAG由于使用标准RDI调试接口，因此在任何使用标准RDI接口的IDE调试环境中都可以使用，例如ARM公司的ADS1.2/IAR公司的EWARM 3.30 。

4.JLINK仿真器

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。

5.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。

6.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；