JTAG ICE（JTAGデバッガ）

JTAG ICEの背景やアクセス等を記載します。

JTAG ICEの背景

高性能なマイコンはJTAG I/F（IEEE1149.1）をサポートしています。もともとJTAGはバウンダリ・スキャンといって、マイコンとプリント基板の実装状態（マイコンがプリント基板にちゃんと「はんだ付け」されているか）を確認する機能から始まった。その後、マイコンの高速化が進むにつれ、2000年頃から、JTAGを介したソフトウェアのデバッグ機能が追加。マイコンにJTAG ICEと呼ばれるJTAGデバッガを接続すると、JTAGを介して、プログラムの途中にブレイク・ポイントを設定して（プログラムを止めて）、マイコン内のレジスタや外部メモリのデータが意図した値かを確認できるようになった（図1）。なお、図1の赤線はレジスタへのアクセスになるが、外部メモリのRAMへも同様にアクセスできる。

JTAG ICEのI/F（端子）

・JTCLK（JTAGクロック入力。～40MHz）
・JTMS（JTAG制御入力。JTCLKの立上りでマイコンに取り込まれる）
・JTDI（JTAGデータ入力。JTCLKの立上りでマイコンに取り込まれる）
・JTDO（JTAGデータ出力。JTCLKの立下りでマイコンから出力）
・JTRST#（JTAGリセット入力）
補足…マイコンによっては、JTAG ICEからのブレイクを許可するJTAGブレイク信号（入力端子）を持つものもある。またJTAG I/Fではないが、マイコンが実行した命令やデータを吐き出すトレースI/Fもある。

図1：JTAG ICEとマイコン

JTAG ICEのアクセス

JTAGはTAPコントローラ（図2）で動作している。下記説明は図2と一緒に確認頂きたい。
・ステートが「Run-Test/Idle」にあり、32bitの命令を実行させたい場合、JTMS＝1で「Select-DR-Scan」、JTMS＝1で「Select-IR-Scan」、JTMS＝0で「Capture-IR」、JTMS＝0で「Shift-IR」にして32回のJTMS＝0後、JTMS＝1で「Exit-IR」、JTMS＝1で「Update-IR」にして命令実行、JTMS＝0で「Run-Test/Idle」に戻る。
・マイコンがJTRST#端子を実装していなくても、最大5回、JTMS＝1をマイコンに入力すれば、JTAGはリセットされる。
例えば、「Run-Test/Idle」にいる場合、JTMS＝1で「Select-DR-Scan」、JTMS＝1で「Select-IR-Scan」、JTMS＝1で「Test-Logic-Reset」に移動し、3回でJTAGリセットになる。このようにTAPコントローラ内のどのステートにいても最大5回でJTAGはリセットされる。

図2：TAPコントローラ