用于MAXQ处理器的串行转JTAG板

本应用笔记讨论了串行转JTAG板接受的命令。该板用于与MAXQ微控制器连接。这里描述的命令允许开发人员读写MAXQ的存储器（代码和数据），读写寄存器，并利用在线调试器。

介绍

MAXQ微控制器集成了一个测试访问端口（TAP），用于通过4线同步串行接口与主机设备通信。该TAP用于支持在系统编程和在线调试。TAP与JTAG IEEE标准1149兼容。为了连接到TAP，达拉斯半导体公司开发了一种串行到JTAG板和固件，通过标准RS-232串行端口接受命令，并将这些命令与适当的JTAG信号协调。本应用笔记描述了固件实现的命令协议。

注意：本应用笔记假定熟悉MAXQ微控制器的TAP和基本的JTAG通信。有关这些主题的详细信息，请参阅MAXQ系列用户指南。

与固件接口

要与串行转JTAG板建立通信，请使用115200个数据位、无奇偶校验和8个停止位以1波特率连接到该板的串行端口。连接后，您可以通过以下两种模式之一与固件接口：ASCII 或二进制。固件默认为 ASCII 模式，在该模式下，人类可读的文本命令被发送到电路板，结果以文本字符串的形式返回。在二进制模式下，所有传输都是一系列 8 位字节。有一些命令允许随时在两种模式之间切换。在 ASCII 模式下，表 1 中列出的命令始终可用。所有命令都区分大小写。可以在一行中输入命令组，也可以一次输入一个命令。

 

Command	描述
h	通过保持MAXQ复位来停止MAXQ。
H	释放复位，允许MAXQ运行。
I	将系统置于旁路模式并重置 TAP，使其返回到运行-测试-空闲状态。
JB	指示固件开始接受后台模式命令。该命令不会切换目标MAXQ上的模式，也不会向目标器件发送任何JTAG命令。它只是为了指示固件MAXQ已经通过其他方式改变了模式。
JD	指示固件开始接受调试模式命令。该命令不会切换目标MAXQ上的模式，也不会向目标器件发送任何JTAG命令。它只是为了指示固件MAXQ已经通过其他方式改变了模式。
JL	指示固件开始接受引导加载程序命令。该命令不会切换目标MAXQ上的模式，也不会向目标器件发送任何JTAG命令。它只是为了指示固件MAXQ已经通过其他方式改变了模式。
JX	指示固件开始接受旁路模式命令。该命令不会切换目标MAXQ上的模式，也不会向目标器件发送任何JTAG命令。它只是为了指示固件MAXQ已经通过其他方式改变了模式。
Q	查询 JTAG 板的接口版本号。版本号将输出为两个十六进制字符。只要任何命令的格式或其输出发生变化，此版本就会更改。编写本文档时的界面版本为 01。
q	查询 JTAG 板的固件版本号。版本号将输出为两个十六进制字符。此版本将在固件更改时随时更改。编写本文档时的固件版本为 02。
Vtxxyy	设置 JTAG 板的 Timer0。由于JTAG时钟必须小于目标时钟的1/8，固件使用Timer0来控制JTAG时钟的速度。固件等待定时器溢出，然后再生成JTAG时钟的每个边沿。将“t”替换为用于计时器 T0M 位的值，将“xx”替换为用于 TH0 的值，将“yy”替换为用于 TL0 的值。所有值都应以十六进制格式输入。有关这些值用途的详细信息，请参阅《超高速闪存微控制器用户指南》。
Yrbbdd	将值直接发送到 TAP。将“r”替换为要写入的 TAP 寄存器：0 表示 DR，1 表示 IR。“bb”是要写入的位数（不包括状态位），“dd”是要发送的数据。所有值都应以十六进制格式输入。
Z	将固件切换到二进制传输。
z	执行JTAG时钟的单个脉冲。
+	对JTAG板执行简单的硬件测试。CLK、TMS 和 TDI 引脚均被置位，TDO的状态被读取并输出为“0”或“1”。然后可以测量引脚上的电压，以确保它们正常工作。
	对JTAG板执行简单的硬件测试。CLK、TMS 和 TDI 引脚均设置为逻辑低电平，TDO的状态被读取并输出为“0”或“1”。然后可以测量引脚上的电压，以确保它们正常工作。

 

如上述命令所示，MAXQ JTAG引擎有几种不同的模式：旁路模式、自举加载器模式、后台模式和调试模式。JTAG引擎在每种模式下的功能都不同。因此，除了上面列出的命令之外，当JTAG引擎进入这些不同的模式时，其他命令变得可用。

旁路模式

TAP在上电复位期间初始化为旁路模式。在这种模式下，TAP被禁用，并且不与MAXQ微控制器的其余部分交互。要激活 TAP，请输入此模式下可用的两个附加命令之一：“D”和“L”。“D”命令激活在线调试器，“L”命令激活引导加载程序。

引导加载程序模式

当使用“L”命令激活自举加载程序后，可以将字节直接发送到MAXQ的实用程序ROM。 以两个十六进制字符的形式输入每个值。（有关实用程序 ROM 接受的字节数的详细信息，请联系技术支持。）对于输入的每个字节，固件输出加载程序返回的字节和从TAP接收的状态位。输出的格式将为“00xx：ss”，其中“xx”是输出字节，“ss”是状态位。输入“退出加载器”命令（0x01）后，必须使用表1中列出的“J”命令之一来指示JTAG板，MAXQ不再处于自举加载器模式。

后台模式

在JTAG引擎的后台模式下，可以读写JTAG断点寄存器（BP0-BP5），读写在线调试寄存器（ICDC、ICDF、ICDA和ICDD），确定断点匹配何时发生，并手动调用调试模式。表 2 中列出了支持这些操作的命令。对于此模式下具有输出的所有命令，格式将为“xxyy：ss”，其中“xx”是输出数据的MSB，“yy”是LSB，“ss”是TAP返回的状态位。

 

Command	描述
A	阅读ICDA寄存器。
axxyy	写入 ICDA 寄存器，其中“xx”是新值的 MSB，“yy”是新 LSB。值应以两个十六进制字符的形式输入。
Bi	读取 6 个断点寄存器中的任何一个，其中“i”是要读取的断点寄存器的索引（0 到 5）。
bixxyy	写入 6 个断点寄存器中的任何一个，其中“i”是要写入的断点寄存器的索引（0 到 5），“xx”是新值的 MSB，“yy”是 LSB。MSB 和 LSB 值应以两个十六进制字符的形式输入。
C	阅读 ICDC 寄存器。
CXX	写入 ICDC 寄存器，其中“xx”是新值。值应以两个十六进制字符的形式输入。
D	阅读ICDD寄存器。
dxxyy	写入 ICDD 寄存器，其中“xx”是新值的 MSB，“yy”是新 LSB。值应以两个十六进制字符的形式输入。
E	进入调试模式。
F	阅读ICDF寄存器。
N	无操作。

 

调试模式

JTAG引擎可以通过两种方式进入调试模式。第一种方法是在后台模式下输入“进入调试模式”命令（“E”）。激活调试的第二种方式发生在断点匹配发生时。在这种情况下，您应该输入“JD”命令以通知固件模式已更改。一旦进入调试模式，就可以读写MAXQ寄存器，读取程序栈，读写数据存储器，单步操作MAXQ CPU，返回后台模式，并执行密码匹配以解锁某些命令。表 3 列出了支持此功能的命令。

 

Command	描述
E	退出调试模式，返回后台模式。
G	获取所有寄存器。寄存器的顺序取决于MAXQ器件的类型。
Mxxyyiijj	读取数据存储器，其中“xx”是要读取的单词地址的MSB，“yy”是地址的LSB，“ii”是要读取的字数的MSB，“jj”是长度的LSB。所有值都应输入为两个十六进制字符。
MXXYYIIJJ	将一个单词写入数据存储器，其中“xx”是单词地址的MSB，“yy”是地址的LSB，“ii”是要写入的单词的MSB，“jj”是要写入的单词的LSB。所有值都应输入为两个十六进制字符。
n	无操作。
Pxx1...xx32	尝试与给定数据进行密码匹配。所有 32 个值都应输入为两个十六进制字符。
R0iim	读取寄存器，其中“ii”是寄存器的索引，“m”是寄存器的模块。索引应作为两个十六进制字符输入，模块应作为单个十六进制字符输入。
r0iimxxyy	写一个寄存器，其中“ii”是寄存器的索引，“m”是寄存器的模块，“xx”是新值的MSB，“yy”是LSB。新值的索引和每个字节应输入为两个十六进制字符。模块应作为单个十六进制字符输入。
Sxxyyiijj	读取程序栈，其中“xx”是要读取的单词地址的MSB，“yy”是地址的LSB，“ii”是要读取的字数的MSB，“jj”是长度的LSB。所有值都应输入为两个十六进制字符。
T	在当前指令指针处执行指令。
注意：表 2 中列出的所有后台模式命令（“E”除外）也可以在调试模式下使用。

 

二进制传输

表 1、2 和 3 中描述的所有命令都易于手动输入，其输出也易于理解。然而，在许多情况下，会有软件控制JTAG板。由于ASCII命令不便于软件使用，并且在将结果转换回二进制数据时需要进行不必要的处理，因此JTAG固件还支持二进制传输。在二进制传输模式下，通过首先发送指示要发送的字节数的字节将数据发送到 TAP。然后，数据应随之而来。对于发送的每个数据字节，固件输出两个字节。返回的第一个字节是在传输过程中读取的状态位。第二个字节将保存传输过程中从TAP读取的值。在二进制模式下还可以发送特殊命令。表 4 中描述了这些命令。要发送这些特殊命令之一，请发送 0 作为长度字节。这将指示固件将收到的下一个字节视为特殊命令。对于这些特殊命令，将返回单个字节。通常，这只是命令的回显。

 

Command	描述
0x00	退出二进制模式传输并返回到接受 ASCII 命令。
0x01	将 TAP 的 IR 寄存器设置为数据传输的目标。
0x02	将 TAP 的 DR 寄存器设置为数据传输的目标。
0x03	传输数据时仅发送每个字节的最低 3 位。
0x04	将RESET引脚设置为逻辑高电平。
0x05	将RESET引脚清除至逻辑低电平。
0x06	执行JTAG时钟的单个脉冲。
0x07	读取 TDO 引脚的状态。
0x08	传输数据时发送每个字节的所有 8 位。
0x09	将TMS引脚设置为逻辑高电平。
0x0A	将TMS引脚清除至逻辑低电平。
0x0B	将TDI引脚设置为逻辑高电平。
0x0C	将TDI引脚清除至逻辑低电平。
0x0D	设置 T0M 位。有关此位的详细信息，请参阅表 1 中描述的“V”命令。
0x0E	清除 T0M 位。有关此位的详细信息，请参阅表 1 中描述的“V”命令。
0x11	使用收到的下一个字节作为 TL0 的值。此“下一个”字节不需要长度字节或用作特殊命令转义字符的“0”。有关TL0寄存器的更多信息，请参阅表1中描述的“V”命令。
0x12	使用收到的下一个字节作为 TH0 的值。此“下一个”字节不需要长度字节或用作特殊命令转义字符的“0”。有关 TH0 寄存器的更多信息，请参阅表 1 中描述的“V”命令。

 

检测错误

在 ASCII 传输模式和二进制传输模式下，发生的任何错误都由命令的输出指示。在 ASCII 模式下，错误将输出为“*ERR=xx*”，其中 xx 表示发生的错误类型。在二进制模式下，输出错误代码而不是命令 echo。有关可能的错误代码的说明，请参阅表 5。

 

错误代码	描述
0x80	命令无法识别或命令无效。
0x90	收到无效的十六进制字符。
0xA0	收到的输入不足。
0xB0	断点寄存器索引错误。
0xC？	收到意外状态，在哪里？表示接收的状态位。

 

结论

使用本文所述的命令，串行转JTAG板可用于将代码加载到MAXQ处理器中，读写系统寄存器，读写存储器，以及利用在线调试器。此过程既可以通过使用二进制协议的主机软件自动执行，也可以与终端程序交互输入。为完全控制MAXQ系统所需的所有命令提供了构建模块。

审核编辑：郭婷