JTAG下载程序是一种用于芯片调试和编程的技术,通过特定的标准接口实现硬件检测、验证及软件加载等功能。本文将介绍其基本工作原理与应用。
### JTag下载程序原理
#### 一、概述
本段落旨在深入探讨通过JTag技术将二进制文件下载至ARM处理器的原理与实践方法。在这一过程中,我们将关注于JTag接口的基本概念及其如何与ARM处理器交互,特别是针对使用S3C2440 CPU和K9F1208 NandFlash的硬件配置。此外,我们还将通过分析JFlash源代码中的关键部分来加深理解。
#### 二、NandFlash知识
##### 2.1 总览
**2.1.1 存储结构**
NAND Flash存储单元由多个记忆单元(cell)组成,每个cell通常存储一个比特(bit)的信息。这些cell以8个或16个一组的形式连接起来形成所谓的bitline,进而组成一个byte或word,这就是NAND设备的位宽。这些bitline进一步组合成page,而多个page则构成block。例如,在K9F1208中,每个page大小为528字节,其中包括512字节的数据区和16字节的备用区(Spare Area)。每32个page构成一个block,因此:
1 Block = 32 Page = 32 * 528 Byte = 32 * (512 Byte + 16 Byte) = 16 KByte 的存储容量。
K9F1208总共可以存储64 MByte的数据(不含Spare Area):
64 MByte = 4 KBlock = 4096 * 32 * 528 Byte = 67,108,864 Byte
**2.1.2 寻址**
NAND Flash采用线性寻址方式,每个block都有一个唯一的地址,而每个page则在所属的block内部具有唯一编号。这种寻址机制使得能够精确地定位到每一个存储单元。
**2.1.3 管脚**
NAND Flash的主要管脚包括:
- **CE#(Chip Enable)**:芯片使能信号,低电平有效。
- **OE#(Output Enable)**:输出使能信号,低电平有效。
- **WE#(Write Enable)**:写入使能信号,低电平有效。
- **A0-A19**:地址输入线,用于选择特定的block和page。
- **D0-D7**:数据输入输出线,根据操作的不同进行数据交换。
- **RB#(ReadyBusy)**:就绪忙状态指示,低电平表示忙。
**2.1.4 支持的命令**
NAND Flash支持以下几种基本命令:
- **Read Command**:用于从指定位置读取数据。
- **Write Command**:用于向指定位置写入数据。
- **Erase Command**:用于擦除整个block中的所有数据。
- **Status Register Read**:用于读取设备的状态寄存器信息。
- **Feature Set Command**:用于设置特性寄存器值。
**2.1.5 操作时序**
NAND Flash的操作时序对于正确执行命令至关重要。典型的时序包括读取时序、写入时序和擦除时序,这些时序必须严格按照制造商的数据手册中的规定执行。
##### 2.2 实际读写源码
**2.2.1 读操作过程**
1. **设置地址**:通过地址线设置要读取的block和page。
2. **发出读命令**:发送读取命令到NAND Flash。
3. **等待就绪**:监控RB#管脚直到其变为高电平,表明设备已准备好。
4. **读取数据**:从D0-D7管脚读取数据。
**2.2.2 写操作过程**
1. **设置地址**:设置要写入的block和page。
2. **发送写命令**:发送写入命令。
3. **写入数据**:将数据通过D0-D7管脚送入NAND Flash。
4. **等待完成**:监视RB#管脚,确保写操作完成。
**2.2.3 注意事项**
- 在执行任何写入或擦除操作之前,必须确保目标block处于未使用状态。
- NAND Flash的擦除操作只能按block进行,而读写操作则可以按page进行。
- 由于NAND Flash具有有限的擦写次数,在设计软件时应考虑磨损均衡算法。
#### 三、JTAG协议
**3.1 概览**
**3.1.1 边界扫描**
边界扫描是一种用于测试集成电路(IC)之间互连的技术。它允许通过一个特殊的串行接口访问IC的内部测试寄存器,从而进行故障诊断。
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