JTAG协议解析：从TAP状态机入门

"这篇文档是关于JTAG协议的初步学习，特别是关注JTAG Test Access Port (TAP)状态机的理解。文档适合有一定基础的读者，包括熟悉状态机知识、C语言编程、单片机使用经验以及SPI协议原理的人员。JTAG最初用于电路检测，但现在在各种微处理器如ARM、AVR、51等中都有各自的实现，其核心是TAP状态机。文章强调理解JTAG协议的本质，将其与SPI协议进行类比，指出它们都是同步通讯协议，且JTAG协议只依赖四条主要信号线：TMS、TCK、TDI和TDO。此外，尽管JTAG在某些情况下可能仅用于控制信息和少量数据的传输，但其数据操作基于移位寄存器，是一种全双工协议。" 本文档主要讲解了JTAG协议的基础知识，尤其聚焦于JTAG TAP状态机。JTAG协议起源于电路检测，但随着时间的发展，它已经被各半导体制造商扩展用于芯片的下载和仿真，尽管具体实现各有差异，但核心的TAP状态机保持一致。学习JTAG协议，首先需要了解状态机的概念，具备C语言编程基础，特别是位操作、宏定义和数组指针等知识，以及对单片机的使用经验。同时，熟悉SPI协议的物理原理对于理解JTAG协议也是必要的。 JTAG协议的本质被类比为SPI协议，它包含了复杂的状态机和变长的数据移位操作。作为同步通信协议，JTAG协议是全双工的，其通信方式基于“以物易物”的原则，即在发送数据的同时接收相同长度的数据。JTAG协议的核心信号线包括TMS（Test Mode Select）、TCK（Test Clock）、TDI（Test Data Input）和TDO（Test Data Output），对应SPI协议中的SS、SCK、MOSI和MISO。即使在像ARM JTAG这样拥有更多引脚的实现中，真正参与JTAG通信的也是这四条线。 此外，文档指出，即便一个协议被称为JTAG仿真，如果大量数据传输不是通过JTAG接口，而是通过其他引脚完成，那么这个协议的本质已经超出了标准JTAG的范畴。JTAG协议的数据操作基于移位寄存器，这也是其能处理变长数据的关键。 这篇文档为深入理解JTAG协议提供了基础，帮助读者建立起JTAG与SPI的联系，并揭示了JTAG协议在不同应用场景下的特性。对于想要掌握JTAG协议破解的人来说，从TAP状态机入手是至关重要的。