2024年6月7日发(作者：)

jtag debug cpu原理

JTAG（Joint Test Action Group）调试是一种用于调试和测试集成

电路的标准接口。在CPU的调试中，JTAG被广泛应用于调试处理

器的内部状态和执行流程。本文将介绍JTAG调试在CPU调试中的

原理和应用。

JTAG调试接口是一种用于与集成电路进行通信的标准接口。它由四

条信号线组成，分别是TCK（Test Clock）、TMS（Test Mode

Select）、TDI（Test Data In）和TDO（Test Data Out）。通过这

四条信号线，调试器可以控制和读取CPU的内部状态和寄存器。在

JTAG调试中，CPU被称为被测试对象（Target），调试器被称为测

试控制器（Controller）。

在JTAG调试中，CPU的调试功能是通过在硬件设计中添加一个名

为调试模块（Debug Module）来实现的。这个调试模块是一个独

立的硬件单元，与CPU核心相连。调试模块中包含了与JTAG接口

相连的调试逻辑电路，用于与测试控制器进行通信。

在调试过程中，测试控制器通过TCK信号控制调试模块的时钟，通

过TMS信号控制调试模块的状态转换，通过TDI信号向调试模块

发送调试指令和数据，通过TDO信号从调试模块读取调试信息。调

试指令包括读写寄存器、设置断点、单步执行等。

当测试控制器需要读取CPU的内部状态时，它会向调试模块发送特

定的调试指令，并通过TDO信号从调试模块读取对应的状态信息。

这些状态信息可以包括CPU寄存器的值、程序计数器的值、程序执

行状态等。通过读取这些信息，测试控制器可以了解CPU的内部状

态，从而进行调试和分析。

在JTAG调试中，最常用的功能之一是设置断点。断点是在程序运

行到指定地址时触发的一个调试事件。通过向调试模块发送设置断

点的指令，测试控制器可以在指定的地址处设置断点。当程序执行

到这个地址时，CPU会暂停执行并通知测试控制器。这样，测试控

制器就可以在断点处对程序进行调试和分析。

除了断点功能，JTAG调试还支持单步执行功能。单步执行是指逐条

执行程序指令并观察执行结果。通过向调试模块发送单步执行的指

令，测试控制器可以控制CPU按照指令的粒度进行执行，并在每一

条指令执行完成后暂停执行并通知测试控制器。这样，测试控制器

就可以逐条执行程序指令，并观察执行结果，从而进行调试和分析。

JTAG调试不仅可以用于调试CPU的硬件问题，还可以用于调试软

件问题。在调试软件问题时，测试控制器可以通过向调试模块发送

读写寄存器的指令，直接读写CPU内部的寄存器。通过读写寄存器，

测试控制器可以修改CPU的内部状态，从而影响程序的执行流程，

以实现调试和分析的目的。

JTAG调试是一种在CPU调试中广泛应用的技术。通过JTAG调试

接口，测试控制器可以控制和读取CPU的内部状态和寄存器，从而

进行调试和分析。在调试过程中，断点和单步执行是最常用的功能。

通过设置断点和单步执行，测试控制器可以精确地控制程序的执行

流程，并观察执行结果，从而进行调试和分析。JTAG调试在CPU

调试中发挥着重要的作用，为开发人员提供了强大的调试工具和能

力。