JTAG接口（Joint Test Action Group，联合测试行动组接口）是一种国际标准化的硬件调试和测试接口（遵循IEEE 1149.1标准），主要用于集成电路（IC）和印刷电路板（PCB）的测试、编程和调试。其核心作用体现在以下几个方面：

主要作用：

1. 边界扫描测试（Boundary Scan Testing）

   • 检测物理缺陷：在不使用物理探针的情况下，通过扫描链（Scan Chain）检测PCB上芯片间的开路、短路、虚焊等制造缺陷。
   • 隔离故障：可精确定位故障位置（如某个引脚或连接线），大幅降低复杂电路板的故障诊断难度。

2. 芯片编程（烧录固件）

   • 烧写Flash/EEPROM：通过JTAG直接对目标芯片的程序存储器（如Flash）进行编程（例如烧录Bootloader、固件、FPGA配置文件）。
   • 初始化配置：用于FPGA/CPLD等可编程逻辑器件的初始配置加载。

3. 在线调试（In-Circuit Debugging）

   • 实时控制CPU：连接调试器（如J-Link、ST-Link）后，可实现断点设置、单步执行、寄存器/内存查看修改等操作。
   • 低层开发支持：对嵌入式系统（ARM、MIPS等内核）进行裸机程序开发、操作系统移植时的底层调试。

4. 生产测试自动化

   • 批量测试工具：在工厂量产中通过自动化测试设备（ATE）批量检测PCB良率。

工作原理简述

• 扫描链（Scan Chain）：JTAG在芯片的每个I/O引脚内部植入边界扫描单元（Boundary Scan Cell），串联成一条虚拟链。
• TAP控制器：通过4~5根基础信号线（TCK、TMS、TDI、TDO，可选TRST）控制测试访问端口（TAP），切换不同操作状态（移位、捕获、更新等）。
• 数据传输：测试指令和数据通过TDI（输入）逐位移入，再从TDO（输出）移出，实现对内部信号的操控与读取。

典型应用场景

• 电路板故障诊断：维修工程师定位焊接或线路故障。
• 嵌入式开发：开发者在Keil、IAR等IDE中调试单片机程序。
• 设备量产：工厂通过JTAG自动测试新生产的电路板。
• FPGA开发：加载和验证可编程逻辑代码。
• 安全研究：逆向分析硬件设备（如读取固件、调试攻击）。

接口物理形式

• 常见连接器：通常采用标准排针（如ARM的20针/14针/10针接口）或特殊插座（如Intel FPGA的调试口）。
• 精简设计：部分设备仅保留关键信号（如SWD协议简化到4线），但依然基于JTAG标准。

✅ 核心价值：解决了高密度、微型化电路板物理测试难以触及的问题，成为现代硬件开发、测试、维修的基础设施级接口。无论是修复手机主板，还是调试火箭控制芯片，JTAG都扮演着底层关键角色。