低速信号设计之 JTAG 篇

一、引言​

在服务器设计领域，随着技术的飞速发展，芯片的集成度越来越高，功能愈发复杂。这使得芯片内部测试以及系统调试的难度大幅增加。JTAG（Joint Test Action Group）总线技术应运而生，作为一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1 兼容），在服务器的研发、生产以及维护过程中发挥着至关重要的作用。本文将深入探讨 JTAG 总线在服务器场景中的各个关键方面。​

二、JTAG 在服务器中的应用场景​

2.1 芯片内部测试​

在服务器所使用的各类复杂芯片，如 CPU、FPGA、ASIC 等的生产制造过程中，JTAG 接口为芯片内部测试提供了高效途径。通过 JTAG，测试设备能够将测试向量输入芯片内部的特定节点，并读取输出结果，以此精准检测芯片内部电路的逻辑功能是否正常、互连是否正确等。例如，在 CPU 生产中，可利用 JTAG 对其内部的运算单元、缓存单元等进行全面测试，确保每一个 CPU 核心都能正常工作，极大提高了芯片出厂的良品率。​

2.2 系统调试​

当服务器系统出现故障或在研发阶段进行功能验证时，JTAG 发挥着不可或缺的调试作用。工程师借助 JTAG 调试器，能够深入访问芯片内部，实时观察 CPU 的运行状态，包括寄存器的值、程序计数器的指向等，从而清晰了解程序的执行流程。同时，还可以对芯片内部的特定模块进行单独调试，快速定位硬件故障点。比如，在服务器主板上，如果某个功能模块出现异常，通过 JTAG 可以对连接该模块的芯片进行详细检查，判断是芯片本身问题还是外围电路问题。​

2.3 固件更新​

在服务器的使用周期内，为了提升性能、修复漏洞或增加新功能，常常需要对固件进行更新。JTAG 接口使得在线编