JTAG的性能對(duì)比 - jtag工作原理詳解

　　2 仿真器與簡(jiǎn)易JTAG的性能對(duì)比

　　2.1 仿真器硬件連接

　　PC機(jī)配置：1.66 GHz，256 MB內(nèi)仔。

　　調(diào)試軟件：ADS1.2。

　　目標(biāo)板：JD44B0X。

　　完成任務(wù)：文件的下載。

　　硬件連接如圖4所示。通過(guò)主機(jī)的并口與仿真器相連接，再將仿真器與目標(biāo)板的JTAG調(diào)試接口連接。

　　2.2 性能對(duì)比

　　如表2所列，雖然通過(guò)不同的調(diào)試代理所需的下載時(shí)間有所不同，但是兩種仿真器所存在的性能差異仍然很明顯。在選剛簡(jiǎn)易JTAG下載文件的過(guò)程中，效 率最高的調(diào)試代理所需的時(shí)間仍將近是仿真器的6倍，這就是仿真器的優(yōu)勢(shì)所在。性能的提高必然要付出更多的代價(jià)，對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)這個(gè)代價(jià)就是成本。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的 考察，仿真器的價(jià)格一般在千元左右，而簡(jiǎn)易JTAG的價(jià)格一般在百元左右，也就是存在將近10倍的差別。另外，還需要考慮的就是其兼容性。兼容性包括與目 標(biāo)板的兼容和與調(diào)試代理的兼容。在與目標(biāo)板的兼容方面，后面的內(nèi)容中會(huì)有詳細(xì)說(shuō)明；在與調(diào)試代理的兼容方面也有所反映。簡(jiǎn)易JTAG能夠與多個(gè)調(diào)試代理兼 容，而仿真器只能使用其自帶的調(diào)試代理，具有一定的局限性。

　　2.3 原因分析

　　既然所有JTAG的基奉原理都是一樣的，為什么這兩種仿真器的速度會(huì)存在如此大的差異，而且并不是所有的仿真器都是通用的呢？

　　首先介紹一下 ARM7掃描鏈架構(gòu)，如圖5所示。

　　與簡(jiǎn)易JTAG比較，在掃描過(guò)程中，STR710的仿真器為ARM7TDMI添 加了一個(gè)專門的指針通道以及相應(yīng)的存儲(chǔ)空間store-multiple（STM）。因此在調(diào)試狀態(tài)下，仿真器不再利用系統(tǒng)除了邊界掃描寄存器外的任何其 他資源，而是通過(guò)JTAG-style接口直接獲取系統(tǒng)的狀態(tài)信息，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)以及調(diào)試，進(jìn)而大大提高調(diào)試速度。

　　在STR710目標(biāo)板中，ARM7TDMI可以通過(guò)外部信號(hào)和內(nèi)部電路模塊（ICE）進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。當(dāng)目標(biāo)板一旦進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)后，內(nèi)核就將其與存儲(chǔ)器分離開(kāi)來(lái)，這樣內(nèi)核就可以保證在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)作的狀態(tài)下對(duì)系統(tǒng)的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)試。同時(shí)，ARM7TDMI內(nèi)部狀態(tài)的檢測(cè)是通過(guò)JTAG-style接口進(jìn)行的，這個(gè)接口允許指令不通過(guò)數(shù)據(jù)線直接進(jìn)入到內(nèi)核的掃描通道。這樣在調(diào)試狀態(tài)下，STM就可以直接嵌入到指令通道并存儲(chǔ)ARM7TDMI寄存器的內(nèi)容，在不影響系統(tǒng)工作的情況下將這些內(nèi)容移位出來(lái)，使仿真器獲得目標(biāo)板的狀態(tài)信息。

　　與仿真器比較，簡(jiǎn)易JTAG完成的工作就要少得多。它只是完成了對(duì)主機(jī)信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換，也就是相當(dāng)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。上面提到的所有工作都要交給CPU 去做，因此在使用簡(jiǎn)易JTAG下載文件時(shí)目標(biāo)板自然會(huì)相應(yīng)地降低速度。尤其是當(dāng)程序相對(duì)較大時(shí)，其速度就會(huì)大大降低，對(duì)于一些開(kāi)發(fā)人員來(lái)講，這是相當(dāng)致命 的缺點(diǎn)。

　　關(guān)于仿真器與日標(biāo)板的兼容問(wèn)題，現(xiàn)在市場(chǎng)上的部分仿真器出現(xiàn)不同程度的不兼容問(wèn)題，其產(chǎn)生的主要原因是對(duì)RTCK信號(hào)（DBGRQ信號(hào)極不常見(jiàn)，這 里不作介紹）的處理情況存在一些差異（不包括周立功系列的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，它們的仿真器使用的是單片機(jī)，與大多數(shù)的仿真器都不能兼容）。例如，在STR710 中是將STCK信號(hào)與TCK信號(hào)直接相連了，而在nano2410A實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板中是將STCK信號(hào)直接接地，因此造成了ARM JTAG Emulator在nano2410A實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板中的不兼容。在對(duì)nano2410A主板的JTAG進(jìn)行了小小的改動(dòng)后就完成了仿真器兼容性的擴(kuò)展。