JTAGとは何か

JTAGとは、シリアル通信でICの内部回路と通信する仕組みです。

最初にJTAGが登場したときは、「基板検査」のための標準規格でした。

しかし、その手軽さゆえに、いまでは各メーカーがオプション機能やプライベート命令を使って勝手に拡張し、もはや「総合デバッグインタフェース」として使われています。

JTAGという名前

JTAGとは、規格を策定した団体の名称です。JTAGのGはGroupの意味です。

なお、J-TAGではありません。JTAGと続けて書きます。

JTAGの信号線

4本の信号で、いろいろな信号をやりとりします。

このほかに、TRSTというリセット信号が含まれる場合があります。

JTAG信号の電気的特性

これらの信号の電気的特性は、規格では定められていません。

各デバイスごとに、CMOSだったり、LVTTLだったり、LVCMOS18だったり、まちまちです。

JTAGは何ができるの？

FPGAの書き込みや、CPUのデバッグ、基板検査、ICの内部回路とパソコン間での通信などです。

JTAGのプロトコルは公開されているの？

JTAGの規格(IEEE1149.1)で定められているのは、JTAGのごく基本の手順のみです。最近のJTAG対応Iデバイス、各ICメーカーがプライベート命令を使って拡張し、いろいろなオプション機能をつけています。

例えば、FPGA、CPLDの書き込みやCPUのデバッグはプライベート命令を使って実現します。しかし、それらの拡張機能はデバイスメーカーが公開していないことが多いため、その使い方は簡単にはわかりません。

一応、デバイスプログラミングの標準化規格には「IEEE1532」というのもありますが、全く普及する気配はありません。原則としてデバイスメーカーは不揮発性デバイスの書き込みアルゴリズムは公開したがりません。

CPUのデバッグについてもNEXUSというのがありましたが、これも普及の気配はありません。CPUは品種ごとに中身が相当異なるので、パフォーマンスを保ちつつ一般化するのは難しいのでしょう。

JTAGのプロトコルを通信の階層として考えると、次の図のようになります。

JTAGのプロトコル

実際、ほとんどのJTAGの応用例は拡張機能によるものです。面白いアプリケーションを実現したい場合には、原則としてプライベート命令やオプション機能などをメーカーから開示してもらう必要があります。