JTAG: पिन कॉन्फ़िगरेशन, कार्य, प्रोटोकॉल विश्लेषक, समय आरेख और इसके अनुप्रयोग

JTAG (ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप) एक अच्छी तरह से स्थापित IEEE 1149.1 मानक है जिसे वर्ष 1980 में इलेक्ट्रॉनिक बोर्डों के भीतर उत्पन्न होने वाले निर्माण मुद्दों को हल करने के लिए विकसित किया गया था। प्रिंटेड सर्किट बोर्ड्स . जब परीक्षण पहुंच कम हो रही थी तब प्रत्येक जटिल बोर्ड के लिए पर्याप्त परीक्षण पहुंच प्रदान करने के लिए इस तकनीक का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, सीमा स्कैन तकनीक शुरू की गई और JTAG मानक या JTAG विनिर्देश: स्थापित है। इलेक्ट्रॉनिक्स की जटिलता दिन-प्रतिदिन बढ़ती जा रही है, इसलिए JTAG विनिर्देश जटिल और कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक्स इकाइयों का परीक्षण करने के लिए स्वीकृत परीक्षण प्रारूप बन गया है। यह लेख a . के एक सिंहावलोकन पर चर्चा करता है जेटीजी प्रोटोकॉल - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

JTAG क्या है?

IEEE 1149.1 स्टैंडर्ड टेस्ट एक्सेस पोर्ट के साथ-साथ बाउंड्री-स्कैन आर्किटेक्चर को जो नाम दिया गया है, उसे JTAG (ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप) के रूप में जाना जाता है। यह सीमा स्कैन आर्किटेक्चर ज्यादातर कंप्यूटर के भीतर प्रयोग किया जाता है प्रोसेसर क्योंकि JTAG वाला पहला प्रोसेसर Intel द्वारा जारी किया गया था। यह आईईईई मानक केवल यह परिभाषित करता है कि कंप्यूटर की सर्किटरी का परीक्षण कैसे किया जाता है ताकि यह पुष्टि की जा सके कि यह निर्माण की प्रक्रिया के बाद सही तरीके से काम कर रहा है या नहीं। सर्किट बोर्डों पर, सोल्डर जोड़ों की जांच के लिए परीक्षण किए जाते हैं।

संयुक्त परीक्षण कार्य समूह प्रत्येक आईसी पैड के साथ परीक्षकों के लिए एक पिन-आउट दृश्य प्रदान करता है जो सर्किट बोर्ड के भीतर किसी भी दोष की पहचान करने में मदद करता है। एक बार जब यह प्रोटोकॉल एक चिप से जुड़ जाता है, तो यह एक डेवलपर को चिप को नियंत्रित करने के साथ-साथ अन्य चिप्स के साथ इसके कनेक्शन को नियंत्रित करने की अनुमति देकर चिप को एक जांच संलग्न कर सकता है। इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस में फर्मवेयर को गैर-वाष्पशील मेमोरी में कॉपी करने के लिए डेवलपर्स द्वारा संयुक्त टेस्ट एक्शन ग्रुप के साथ इंटरफेस का भी उपयोग किया जा सकता है।

विन्यास/पिन आउट

ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप में 20-पिन शामिल हैं जहां प्रत्येक पिन और उसके कार्य के बारे में नीचे चर्चा की गई है।

पिन1 (VTref): यह लक्ष्य संदर्भ वोल्टेज पिन है जिसका उपयोग लक्ष्य की मुख्य बिजली आपूर्ति से कनेक्ट करने के लिए किया जाता है जो 1.5 से 5.0VDC तक होता है।

पिन 2 (बनाम आपूर्ति): यह लक्ष्य आपूर्ति वोल्टेज है जिसका उपयोग लक्ष्य 1.5VDC - 5.0VDC की मुख्य वोल्टेज आपूर्ति को जोड़ने के लिए किया जाता है।

पिन3 (एनटीआरएसटी): यह एक परीक्षण रीसेट पिन है जिसका उपयोग टीएपी नियंत्रक की राज्य मशीन को रीसेट करने के लिए किया जाता है।

पिन (4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 और 20): ये सामान्य GND पिन हैं।

पिन5 (टीडीआई): यह पिन में टेस्ट डेटा है। यह डेटा लक्ष्य डिवाइस में स्थानांतरित कर दिया गया है। इस पिन को लक्ष्य बोर्ड पर एक निर्धारित स्थिति में ऊपर खींचा जाना चाहिए।

पिन7 (टीएमएस): यह टेस्ट मोड स्टेट पिन है जिसे TAP कंट्रोलर की स्टेट मशीन की अगली स्थिति निर्धारित करने के लिए खींचा जाता है।

पिन9 (टीसीके): यह एक परीक्षण घड़ी पिन है जो TAP नियंत्रक में आंतरिक स्थिति मशीन संचालन को सिंक्रनाइज़ करता है।

पिन 11 (आरटीसीके): यह इनपुट रिटर्न टीसीके पिन है जिसका उपयोग उन उपकरणों में किया जाता है जो अनुकूली क्लॉकिंग का समर्थन करते हैं।

पिन13 (टीडीओ): यह टेस्ट डेटा आउट पिन है, इसलिए डेटा को लक्ष्य डिवाइस से फ्लाईस्वाटर में ले जाया जाता है।

पिन15 (एनएसआरएसटी): यह टारगेट सिस्टम रीसेट पिन है जो लक्ष्य के मुख्य रीसेट सिग्नल से जुड़ा है।

पिन 17 और 19 (एनसी): ये जुड़े हुए पिन नहीं हैं।

JTAG कार्य

JTAG का मूल उपयोग सीमा परीक्षण के लिए है। यहाँ, एक साधारण मुद्रित सर्किट बोर्ड है जिसमें दो IC जैसे CPU और एफपीजीए . एक ठेठ बोर्ड में कई आईसी शामिल हो सकते हैं। सामान्य तौर पर, IC में कई पिन शामिल होते हैं जो कई कनेक्शनों के साथ संयुक्त रूप से जुड़े होते हैं। यहां, निम्नलिखित आरेख में, केवल चार कनेक्शन दिखाए गए हैं।

इसलिए यदि आप कई बोर्ड डिजाइन करते हैं जहां हर बोर्ड में हजारों कनेक्शन होते हैं। उसमें कुछ खराब बोर्ड हैं। इसलिए हमें यह जांचना होगा कि कौन सा बोर्ड काम कर रहा है और कौन सा नहीं। उसके लिए ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप तैयार किया गया था।

यह प्रोटोकॉल सभी चिप्स के नियंत्रण पिन का उपयोग कर सकता है लेकिन निम्नलिखित आरेख में, संयुक्त परीक्षण कार्य समूह सीपीयू के सभी आउटपुट पिन और एफपीजीए के सभी इनपुट पिन बनाने जा रहा है। उसके बाद, सीपीयू के पिन से कुछ मात्रा में डेटा संचारित करके और एफपीजीए से पिन के मूल्यों को पढ़कर, जेटीएजी बताता है कि पीसीबी बोर्ड के कनेक्शन ठीक हैं।

दरअसल, ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप में चार लॉजिक सिग्नल टीडीआई, टीडीओ, टीएमएस और टीसीके शामिल हैं। और इन संकेतों को एक खास तरीके से जोड़ने की जरूरत है। सबसे पहले, TMS और TCK JTAG के सभी IC के समानांतर जुड़े हुए हैं।

उसके बाद, TDI और TDO दोनों को एक श्रृंखला बनाने के लिए जोड़ा जाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रत्येक JTAG अनुरूप IC में 4-पिन शामिल होते हैं जो JTAG के लिए उपयोग किए जाते हैं जहाँ 3-पिन इनपुट होते हैं और चौथा पिन आउटपुट होता है। TRST जैसा पाँचवाँ पिन वैकल्पिक है। आमतौर पर, JTAG पिन को अन्य उद्देश्यों के लिए साझा नहीं किया जाता है।

ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप का उपयोग करके, सभी आईसी सीमा परीक्षण का उपयोग करते हैं जिसका मूल कारण JTAG द्वारा बनाया गया है। वर्तमान में, इस प्रोटोकॉल का उपयोग FPGAs को कॉन्फ़िगर करने जैसी विभिन्न चीजों की अनुमति देने के लिए बढ़ाया गया है और उसके बाद JTAG का उपयोग FPGA कोर में डीबगिंग उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

JTAG आर्किटेक्चर

JTAG आर्किटेक्चर नीचे दिखाया गया है। इस आर्किटेक्चर में, डिवाइस के कोर लॉजिक और पिन के बीच के सभी सिग्नल बीएसआर या बाउंड्री स्कैन रजिस्टर नामक सीरियल स्कैन पथ के माध्यम से बाधित होते हैं। इस बीएसआर में विभिन्न सीमा स्कैन 'सेल' शामिल हैं। आम तौर पर, ये सीमा स्कैन कोशिकाएं दिखाई नहीं देती हैं, लेकिन इनका उपयोग डिवाइस पिन से परीक्षण मोड के भीतर मान सेट करने या पढ़ने के लिए किया जा सकता है।

JTAG इंटरफ़ेस जिसे TAP या टेस्ट एक्सेस पोर्ट कहा जाता है, सीमा स्कैन ऑपरेशन जैसे TCK, TMS, TDI, TDO, और TRST का समर्थन करने के लिए विभिन्न संकेतों का उपयोग करता है।

• टीसीके या टेस्ट क्लॉक सिग्नल केवल एक राज्य मशीन के अंदरूनी संचालन को सिंक्रनाइज़ करता है।
• टीएमएस या टेस्ट मोड सिलेक्ट सिग्नल को अगली अवस्था तय करने के लिए टेस्ट क्लॉक सिग्नल के बढ़ते किनारे पर सैंपल किया जाता है।
• TDI या टेस्ट डेटा इन सिग्नल टेस्ट डिवाइस में शिफ्ट किए गए डेटा को दर्शाता है अन्यथा प्रोग्रामिंग लॉजिक। एक बार इनसाइड स्टेट मशीन सही स्थिति में होने के बाद टीसीके के बढ़ते किनारे पर इसका नमूना लिया जाता है।
• TDO या टेस्ट डेटा आउट सिग्नल टेस्ट डिवाइस के शिफ्ट किए गए डेटा को अन्यथा प्रोग्रामिंग लॉजिक को दर्शाता है। एक बार इनसाइड स्टेट मशीन सही स्थिति में होने के बाद यह TCK के घटते किनारे पर मान्य होती है
• TRST या टेस्ट रीसेट एक वैकल्पिक पिन है जिसका उपयोग TAP कंट्रोलर की स्टेट मशीन को रीसेट करने के लिए किया जाता है।

टैप नियंत्रक

JTAG के आर्किटेक्चर में टेस्ट एक्सेस प्वाइंट एक TAP कंट्रोलर, एक इंस्ट्रक्शन रजिस्टर और टेस्ट डेटा रजिस्टर से बना होता है। इस नियंत्रक में परीक्षण राज्य मशीन शामिल है जो टीएमएस और टीसीके संकेतों को पढ़ने के लिए जवाबदेह है। यहां, डेटा आई/पी पिन का उपयोग केवल आईसी कोर और भौतिक पिन के बीच सीमा कोशिकाओं में डेटा लोड करने के लिए किया जाता है, और डेटा रजिस्टरों में से एक में या निर्देश रजिस्टर में डेटा लोड भी किया जाता है। डेटा ओ/पी पिन का उपयोग रजिस्टरों या सीमा कोशिकाओं से डेटा पढ़ने के लिए किया जाता है।

TAP कंट्रोलर की स्टेट मशीन TMS द्वारा नियंत्रित होती है और इसे TCK द्वारा क्लॉक किया जाता है। स्टेट मशीन दो अलग-अलग मोड जैसे इंस्ट्रक्शन मोड और डेटा मोड को दर्शाने के लिए दो रास्तों का उपयोग करती है।

रजिस्टर

सीमा स्कैन के भीतर दो प्रकार के रजिस्टर उपलब्ध हैं। प्रत्येक अनुपालन डिवाइस में न्यूनतम दो या उससे अधिक डेटा रजिस्टर और एक निर्देश रजिस्टर शामिल होता है।

निर्देश रजिस्टर

निर्देश रजिस्टर का उपयोग वर्तमान निर्देश को रखने के लिए किया जाता है। तो इसके डेटा का उपयोग टीएपी नियंत्रक द्वारा यह तय करने के लिए किया जाता है कि प्राप्त संकेतों के साथ क्या निष्पादित किया जाए। सबसे अधिक बार, निर्देश रजिस्टर डेटा यह वर्णन करेगा कि कौन से डेटा रजिस्टर संकेतों को पारित किया जाना चाहिए।

डेटा रजिस्टर

डेटा रजिस्टर तीन प्रकार के बीएसआर (सीमा स्कैन रजिस्टर), बायपास और आईडी कोड रजिस्टर में उपलब्ध हैं। और साथ ही, अन्य डेटा रजिस्टर भी हो सकते हैं, हालांकि वे JTAG मानक के एक तत्व के रूप में आवश्यक नहीं हैं।

सीमा स्कैन रजिस्टर (बीएसआर)

BSR मुख्य परीक्षण डेटा रजिस्टर है जिसका उपयोग डेटा को I/O पिन से और डिवाइस में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है।

उपमार्ग

बाईपास एक सिंगल-बिट रजिस्टर है जिसका उपयोग टीडीआई - टीडीओ से डेटा पास करने के लिए किया जाता है। तो यह एक सर्किट के भीतर अतिरिक्त उपकरणों को न्यूनतम ओवरहेड द्वारा परीक्षण करने की अनुमति देता है।

आईडी कोड

इस प्रकार के डेटा रजिस्टर में डिवाइस के लिए आईडी कोड के साथ-साथ संशोधन संख्या भी शामिल होती है। तो यह डेटा डिवाइस को अपनी बीएसडीएल (सीमा स्कैन विवरण भाषा) फ़ाइल से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। इस फ़ाइल में डिवाइस के लिए सीमा स्कैन कॉन्फ़िगरेशन विवरण शामिल था।

JTAG की कार्यप्रणाली, प्रारंभ में, निर्देश मोड को चुना जाता है, जहां इस मोड में राज्यों में से एक 'पथ' ऑपरेटर को TDI द्वारा एक निर्देश के भीतर घड़ी देता है। उसके बाद, राज्य मशीन तब तक विकसित होती है जब तक कि वह पुनर्व्यवस्थित न हो जाए। अधिकांश निर्देशों के लिए अगला चरण डेटा मोड चुनना है। तो इस मोड में, टीडीओ से पढ़ने के लिए डेटा को टीडीआई के माध्यम से लोड किया जाता है। टीडीआई और टीडीओ के लिए, डेटा पथों को उस निर्देश के अनुपालन में व्यवस्थित किया जाएगा जिसे क्लॉक किया गया है। एक बार रीड/राइट ऑपरेशन हो जाने के बाद, स्टेट मशीन फिर से रीसेट स्थिति में विकसित हो जाती है।

JTAG बनाम UART . के बीच अंतर

JTAG और UART के बीच अंतर में निम्नलिखित शामिल हैं।

JTAG प्रोटोकॉल विश्लेषक

JTAG प्रोटोकॉल एनालाइजर जैसे PGY-JTAG-EX-PD एक तरह का प्रोटोकॉल एनालाइजर है जिसमें टेस्ट के तहत होस्ट और डिजाइन के बीच कम्युनिकेशन को कैप्चर और डिबग करने के लिए कुछ फीचर शामिल हैं। इस प्रकार का विश्लेषक प्रमुख उपकरण है जो परीक्षण और डिजाइन इंजीनियरों को JTAG के विशेष डिजाइनों के परीक्षण के लिए इसकी विशिष्टताओं के लिए PGY-JTAG-EX-PD जैसे मास्टर या स्लेव की व्यवस्था करके JTAG ट्रैफ़िक उत्पन्न करने और डिकोड पैकेट को डिकोड करने की अनुमति देता है। ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप प्रोटोकॉल।

विशेषताएँ

JTAG प्रोटोकॉल विश्लेषक की विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं।

• यह JTAG आवृत्तियों के 25MH तक का समर्थन करता है।
• यह एक साथ बस के लिए JTAG ट्रैफिक और प्रोटोकॉल डिकोड जेनरेट करता है।
• इसमें JTAG मास्टर क्षमता है।
• परिवर्तनीय JTAG डेटा गति और कर्तव्य चक्र।
• उपयोगकर्ता-परिभाषित TDI और TCK विलंब।
• होस्ट कंप्यूटर USB 2.0 या 3.0 इंटरफ़ेस।
• प्रोटोकॉल डिकोड के भीतर त्रुटि विश्लेषण
• प्रोटोकॉल डीकोडेड बस टाइमिंग डायग्राम।
• एक बड़ा बफर प्रदान करने के लिए मेजबान कंप्यूटर पर निरंतर प्रोटोकॉल डेटा स्ट्रीमिंग।
• प्रोटोकॉल गतिविधि सूची।
• विभिन्न गति से, एकाधिक डेटा फ़्रेम पीढ़ी के संयोजन के लिए एक व्यायाम स्क्रिप्ट लिखी जा सकती है।

समय आरेख

JTAG का समय आरेख प्रोटोकॉल नीचे दिखाया गया है। निम्नलिखित आरेख में, टीडीओ पिन शिफ्ट-आईआर/शिफ्ट-डीआर नियंत्रक स्थिति को छोड़कर उच्च प्रतिबाधा स्थिति में रहता है।
शिफ्ट-आईआर और शिफ्ट-डीआर नियंत्रक स्थितियों में, टीडीओ पिन को लक्ष्य के माध्यम से टीसीके के घटते किनारे पर अद्यतन किया जाता है और मेजबान के माध्यम से टीसीके के बढ़ते किनारे पर नमूना लिया जाता है।

TDI और TMS दोनों पिनों को लक्ष्य के माध्यम से TCK के बढ़ते किनारे पर बस नमूना लिया जाता है। घटते किनारे पर अपडेट किया गया अन्यथा होस्ट के माध्यम से टीसीके।

अनुप्रयोग

JTAG अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• जॉइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप का उपयोग अक्सर प्रोसेसर में उनके एमुलेशन या डिबग फंक्शन में प्रवेश का अधिकार प्रदान करने के लिए किया जाता है।
• सभी सीपीएलडी और एफपीजीए अपने प्रोग्रामिंग कार्यों तक पहुंच प्रदान करने के लिए एक इंटरफेस के रूप में इसका इस्तेमाल करते हैं।
• इसका उपयोग भौतिक पहुंच के बिना पीसीबी परीक्षण के लिए किया जाता है
• इसका उपयोग बोर्ड स्तर के विनिर्माण परीक्षणों के लिए किया जाता है।

इस प्रकार, यह सब के बारे में है JTAG का एक सिंहावलोकन - पिन कॉन्फ़िगरेशन, अनुप्रयोगों के साथ काम करना। उद्योग मानक JTAG का उपयोग डिजाइन सत्यापन के साथ-साथ निर्माण के बाद पीसीबी परीक्षण के लिए किया जाता है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, JTAG का अर्थ है?