JTAG接口：電子產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)中的“萬能鑰匙”

JTAG（Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組）接口是一種國際標(biāo)準(zhǔn)的電子電路測試協(xié)議，最初是為了便于芯片級的測試和調(diào)試而開發(fā)的。JTAG技術(shù)主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中，尤其是對于那些具有復(fù)雜可編程邏輯器件（如FPGA、CPLD）和微控制器的電路板。

JTAG接口通常由四個必要信號線組成：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。JTAG接口廣泛應(yīng)用于硬件調(diào)試、固件升級、電路測試等領(lǐng)域，是現(xiàn)代電子設(shè)計和制造中不可或缺的一部分。

一、JTAG接口的介紹

JTAG是一種用于測試芯片和Debug的接口技術(shù)，它可以讓開發(fā)者通過JTAG接口訪問CPU內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線上的設(shè)備，如FLASH、RAM、SOC等內(nèi)置模塊的寄存器，如UART、Timers、GPIO等等的寄存器。含有JTAG Debug接口模塊的CPU只要時鐘正常，就可以通過JTAG接口訪問這些寄存器。

要使用JTAG接口下載程序到RAM，需要先設(shè)置RAM的基地址、總線寬度、訪問速度等等。有些SOC可能還需要Remap才能正常工作。如果使用JTAG接口，相關(guān)的寄存器可能還處在上電值或錯誤值，RAM不能正常工作，所以下載必然要失敗。因此，在使用JTAG接口之前，需要先設(shè)置RAM（在ADW中，可以在Console窗口通過Let命令設(shè)置；在AXD中可以在Console窗口通過Set命令設(shè)置）。

二、JTAG接口引腳定義

JTAG接口有許多不同種類，包括4針腳、6針腳、10針腳、14針腳、20針腳等。這里以JTAG接口的20針腳為例，參考下圖引腳定義表格。

以上是20針JTAG接口的引腳定義，其中包含了TCK、TMS、TDI、TDO、TRST等測試相關(guān)的信號，以及JTAG輸入輸出、用戶自定義輸入、電源和編程電壓等。

三、JTAG接口PCB設(shè)計

1、確定JTAG接口的規(guī)格要求，例如JTAG信號的數(shù)量、電平范圍等。根據(jù)規(guī)格要求，選擇合適的JTAG連接器和PCB封裝。

2、在PCB上預(yù)留JTAG連接器的位置，并確保連接器的接腳與PCB布線邊緣預(yù)留足夠的距離，以避免信號完整性問題和EMC輻射問題。

3、為了方便燒錄程序，布局時通常擺放在板邊， 并盡量靠近CPU。一般是1腳朝外布局。

4、放置TEST、JATA接口的上下拉或串接電阻靠近接口。

5、布線注意走在同一層，時鐘線與其他信號線保持4w以上間距。

6、根據(jù)JTAG連接器的規(guī)格書和PCB布線規(guī)則，設(shè)計JTAG連接器的焊盤布局和信號線寬、線距等。

7、考慮JTAG連接器與周邊組件和電源的交互，設(shè)計相應(yīng)的電源和地平面，以提供穩(wěn)定的電源電壓和良好的信號完整性。

四、PCB可制造性設(shè)計

JTAG是一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用于測試和調(diào)試嵌入式系統(tǒng)中的集成電路。在進行PCB設(shè)計時，需要考慮JTAG接口的制造性設(shè)計方面。

1、走線寬度

JTAG接口的信號線寬度應(yīng)該根據(jù)信號的電流和負(fù)載要求進行設(shè)計，此時需考慮生產(chǎn)的蝕刻公差，避免線寬被蝕刻線幼。

2、走線間距

JTAG接口的信號線間距應(yīng)該足夠大，以保證信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性。此時需考慮生產(chǎn)的制成能力，避免因間距小導(dǎo)致信號質(zhì)量差或短路。

3、焊盤設(shè)計

JTAG接口的焊盤應(yīng)該足夠大，以便于焊接和連接，同時應(yīng)該避免與其他信號焊盤沖突。

4、元件布局

JTAG接口的元件應(yīng)該盡量靠近板邊，方便測試與程序燒錄。同時應(yīng)該避免元件布局過于密集，造成組裝焊接不方便。

這里推薦一款可制造性檢查的工藝軟件：華秋DFM，對于JTAG接口的PCB可制造性，可以檢查走線是否合理、焊盤的大小是否合適，還可以檢查JTAG接口可組裝性問題；并且還能提前預(yù)防JTAG接口的PCB是否存在可制造性的問題。

華秋DFM軟件是國內(nèi)首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件，擁有600萬+元件庫，可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能，開發(fā)了29大項，100+細(xì)項檢查規(guī)則，PCBA組裝的分析功能，開發(fā)了14大項，800+細(xì)項檢查規(guī)則。

基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題，能幫助設(shè)計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題，且能夠滿足工程師需要的多種場景，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本。

● 華秋DFM軟件下載地址（復(fù)制到電腦瀏覽器打開）：

https://dfm.elecfans.com/dl/software/hqdfm.zip?from=fsyzlh

華秋DFM軟件新客福利

首次下單不限金額，立返1000元優(yōu)惠券；

首次下單金額超500元，立返2000元優(yōu)惠券。

審核編輯 黃宇