摘要：通过jtag实现对flash在线编程。首先，介绍jtag的定义、结构及引脚的定义，并阐述jtag状态机的工作原理。然后，介绍jtag口的边界扫描寄存器，给出实现jtag在线写flash的电路，和如何通过jtag实现flash的编程及程序流程图。

关键词：jtag flash 在线编程

随着嵌入式技术的发展，在一些高端的掌上设备中，都使用了flash芯片，如compaq的ipaq、联想的天祺系列等产品。但对于研发人员来说，在开发阶段需要大量的程序调试，就意味着要对flash进行擦除和改写的工作，因此，如何对flash进行在线编程是问题的关键所在。本文介绍一种通过jtag对flash进行的在线编程方法。

1 jtag简介

jtag（joint test action group）是1985年制定的检测pcb和ic芯片的一个标准，1990年被修改后成为ieee的一个标准，即ieee1149.1-1990。通过这个标准，可对具有jtag口芯片的硬件电路进行边界扫描和故障检测。

图1 tap控制器的状态机框图

具有jtag口的芯片都有如下jtag引脚定义：

tck——测试时钟输入；

tdi——测试数据输入，数据通过tdi输入jtag口；

tdo——测试数据输出，数据通过tdo从jtag口输出；

tms——测试模式选择，tms用来设置jtag口处于某种特定的测试模式。

可选引脚trst——测试复位，输入引脚，低电平有效。

含有jtag口的芯片种类较多，如cpu、dsp、cpld等。

jtag内部有一个状态机，称为tap控制器。tap控制器的状态机通过tck和tms进行状态的改变，实现数据和指令的输入。图1为tap控制器的状态机框图。

2 jtag芯片的边界扫描寄存器

jtag标准定义了一个串行的移位寄存器。寄存器的每一个单元分配给ic芯片的相应引脚，每一个独立的单元称为bsc（boundary-scan cell）边界扫描单元。这个串联的bsc在ic内部构成jtag回路，所有的bsr（boundary-scan register）边界扫描寄存器通过jtag测试激活，平时这些引脚保持正常的ic功能。图2为具有jtag口的ic内部bsr单元与引脚的关系。

3 jtag在线写flash的硬件电路设计和与pc的连接方式

以含jtag接口的strongarm sa1110为例，flash为intel 28f128j32 16mb容量。sa1110的jtag的tck、tdi、tms、tdo分别接pc并口的2、3、4、11线上，通过程序将对jtag口的控制指令和目标代码从pc的并口写入jtag的bsr中。在设计pcb时，必须将sa1110的数据线和地址线及控制线与flash的地线线、数据线和控制线相连。因sa1110的数据线、地址线及控制线的引脚上都有其相应bsc，只要用jtag指令将数据、地址及控制信号送到其bsc中，就可通过bsc对应的引脚将信号送给flash，实现对flash的操作。jtag的系统板设计和连线关系如图3所示。

4 通过使用tap状态机的指令实行对flash的操作

通过tck、tms的设置，可将jtag设置为接收指令或数据状态。jtag常用指令如下：

sample/preload——用此指令采样bsc内容或将数据写入bsc单元；

extest——当执行此指令时，bsc的内容通过引脚送到其连接的相应芯片的引脚，我们就是通过这种指令实现在线写flash的；

bypass——此指令将一个一位寄存器轩于bsc的移位回路中，即仅有一个一位寄存器处于tdi和tdo之间。

在pcb电路设计好后，即可用程序先将对jtag的控制指令，通过tdi送入jtag控制器的指令寄存器中。再通过tdi将要写flash的地址、数据及控制线信号入bsr中，并将数据锁存到bsc中，用extest指令通过bsc将写入flash。

5 软件编程

在线写flash的程序用turbo c编写。程序使用pc的并行口，将程序通过含有jtag的芯片写入flash芯片。程序先对pc的并口初始化，对jtag口复位和测试，并读flash，判断是否加锁。如加锁，必须先解锁，方可进行操作。写flash之前，必须对其先擦除。将jtag芯片设置在extest