JTAG下载程序工作原理

简介：
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。 **