이번 강의는 TAP(Test Access Port)에 대하여 좀더 상세하게 설명하고자 합니다.

 1.TAP( Test Access Port ) Controller

    TMS와 TCK(그리고 옵션으로 TRST*)는 다양한 컨트롤 신호를 발생하는 유한-상태 machine Controller에

    연결됩니다.

    TAP Controller 신호에는 명령 레지스터로의 전용 신호[ClockIR, ShiftIR, UpdateIR]와 모든

    데이터 레지스터로의 일반적인 신호[ClockDR, ShiftDR, UpdateDR]를 포함하고 있습니다.

    명령 레지스터는 현재 명령으로부터 생성된 제어 신호에 의해 활성화된 데이터 레지스터만이 제어신호에

    응답합니다.

    이외의 신호들, Reset, Select, Enable은 아래의 설명과 같습니다.

    ■   Reset은 명령 레지스터와 목적 데이터 레지스터에 인가됩니다.

    ■   Select는 출력 멀티플렉서에 인가됩니다.

    ■   Enable은 출력 구동 증폭기(output driver amplifier)에 인가됩니다.

   주의: 표준에서 Data Register 라는 용어는 명령 레지스터를 제외한 임의의 목적 레지스터를 의미합니다.

 2.TAP Controller State Diagram

    아래의 그림은 TAP에 어떻게 명령 레지스터와 데이터 레지스터를 인가하는지를 보여 줍니다.

    이 부분은 JTAG를 이해하기 위한 상당히 중요한 부분이므로 반드시 이해를 하시고 넘어가시기 바랍니다.

<그림 1>

    위의 그림은 TAP 제어를 위한 16-상태의 상태 표를 표현 해놓은 것이며, 각 화살표에 표시된 0, 1의 숫자는

    TMS의 값의 변화를 의미합니다. 즉, 0일때는 TMS값이 LOW 상태이며, 1일때는 TMS값이 HIGH 상태입니다.

    TCK가 positive edge에서 상태 전이가 일어나며, TCK가 negative edge에서 제어 출력값이 교체 됩니다.

    [ 참고:  TMS : Test Mode Select     TCK : Test Clock  ]

    이제는 위의 그림을 자세히 설명하도록 하겠습니다.

 1) 명령 레지스터[  IR : Instruction Register ]

1-1) Test_Logic Reset

  ■   TAP를 초기화합니다. [ “잠든”상태]

  ■   TMS가 1로 유지되는 동안, TAP의 상태는 교체되지 않습니다. [ Default Value : 1 ]

  ■   Test_Logic Reset 상태에서 활성[선택된] 레지스터는 명령 레지스터의 Hold 섹션 내용에 의해

        결정됩니다.

  ■   활성(선택된) 레지스터는 Identification 레지스터가 선택되지만, Identification 레지스터가 존재하지

        않을 경우에는 Bypass 레지스터가 선택됩니다.

  ■   TAP를 초기화 하기 위해서는 현재 위치가 어디에 있든 TMS가 1인 상태에서 TCK를 5번 이상 Low에서

        High 상태로 바꿈으로써 TPA를 Test_Logic Reset 상태로 만들 수 있습니다.

  [ 첫강좌의 내용 중 :  TMS가 1로 유지되는 동안, 연속적으로 최대 5번 TCK를 인가하면 TAP Controller는

  항상 리셋 상태가 됩니다.

                이것을 TMS = 1, 5 * TCK Snychronous Reset이라 합니다. ]

1-2) Run_Test/Idle

  ■   시험을 시작하기 위한 대기 상태입니다. [ “깨어났으나, 아무일도 하지 않는” 상태 ]

  ■   Test_Logic Reset 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Run_Test/Idle 상태로 전이 됩니다. [ 그림 2 참고 ]

1-3) Select IR_Scan

  ■   명령 레지스터를 선택합니다. 여기서부터 Capture-IR, Shift-IR, Updata-IR상태로 이동이 가능합니다.

  ■   Run_Test/Idle 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 바꾸고, TCK를 2회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Select IR_Scan 상태로 전이 됩니다. [ 그림 2 참고 ]

1-4) Capture-IR

  ■   명령 레지스터의 Boundary-Scan Cell의 PI단자 값을 내부 Shift 레지스터쪽으로 적용되게 합니다.

        [ 첫 강의에서 설명한 [ 2.1. Boundary Scan의 원리 ] 참고 ]

  ■   Select IR_Scan 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Capture-IR 상태로 전이 됩니다. [ 그림 2 참고 ]

1-5) Shift-IR

  ■   명령 레지스터의Boundary-Scan Cell의 내부 값을 SO에 출력 시키고, SI 값을 내부에 적용할 수 있게

        합니다.

  ■   Capture-IR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 유지하고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Shift-IR 상태로 전이 됩니다.

  ■   Shift-IR 상태에서 TCK에 한 클럭을 줄 때 마다 TDI값이 명령 레지스터 Boundary-Scan Cell의 SI에

        연결되고, SO의 값이 TDO에 연결됩니다.

                 <그림 2>

1-6) Exit1-IR

  ■   Shift_IR 탈출 명령으로 특별한 기능은 없습니다.

  ■   Shift-IR 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면 Exit1-IR

        상태로 전이 됩니다. [ 그림 2 참고 ]

1-7) Updata-IR

  ■   명령 레지스터에 의해 선택된 Boundary-Scan Cell의 PO단자 값에 내부 Shift-레지스터의 내용을 적용

       시킵니다. 즉, TCK가 negative edge에서 현재 명령을 명령 레지스터의 병렬 출력( PO )에 래치합니다.

  ■   Update-IR이 마지막 동작이며, 이 때, IR의 shift 섹션으로 로드되었던 인스트럭션이 Hold 섹션으로

       전달되어 현재 명령어가 됩니다.

       이것은 TDI와 TDO 사이에 명령 레지스터 대신 현재 명령어에 따르는 새로운 데이터 레지스터가

       선택되도록 합니다. (즉, 명령이 Bypass이면, 데이터 레지스터로 Bypass 레지스터가 선택됩니다).

  ■   Exit1-IR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면 Updata-IR  

       상태로 전이 됩니다. [ 그림 2 참고 ]

  ■   Updata-IR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 유지하고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Run_Test/Idle 상태로 전이 됩니다. [ 그림 2 참고 ]

  2) 데이터 레지스터[ DR : Test Data Register ]

    2-1) Select DR_Scan

  ■   TDI와 TDO 사이의 직렬 경로에 위치한 데이터 레지스터를 선택한다.

  ■   Run_Test/Idle 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Select DR_Scan 상태로 전이 됩니다. [ 그림 3 참고 ]

        2-2) Capture-DR

                ■   명령 레지스터에 의해 선택된 Boundary-Scan Cell의 PI단자 값을 내부 Shift 레지스터쪽으로 적용되게

        합니다. [ 첫 강의에서 설명한 [ 2.1. Boundary Scan의 원리 ] 참고 ]

  ■   Select DR_Scan 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

        Capture-DR 상태로 전이 됩니다. [ 그림 3 참고 ]

      2-3) Shift-DR

           ■   명령 레지스터에 의해 선택된 Boundary-Scan Cell의 내부 값을 SO에 출력 시키고, SI 값을 내부에

                 적용 할 수 있게 합니다.

     ■   Capture-DR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 유지하고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

      Shift-DR 상태로 전이 됩니다.

                 ■   Shift-IR 상태에서 TCK에 한 클럭을 줄 때 마다 TDI값이 명령 레지스터에 의해 선택된 

                       Boundary-Scan Cell의 SI에 연결되고, SO의 값이 TDO에 연결됩니다.

<그림 3>

2-4) Exit1-DR

   ■   Shift_DR 탈출 명령으로 특별한 기능은 없습니다.

   ■   Shift-DR 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

         Exit1-DR 상태로 전이 됩니다. [ 그림 3 참고 ]

2-5) Updata-DR

         적용시킵니다. 즉, TCK가 negative edge에서 현재 명령을 명령 레지스터의 병렬 출력( PO )에

         래치합니다.

   ■   Exit1-DR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 바꾸고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

         Updata-DR 상태로 전이 됩니다. [ 그림 3참고 ]

   ■   Updata-DR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 유지하고, TCK를 1회 Low에서 High 상태로 바꾸면

         Run_Test/Idle 상태로 전이 됩니다. [ 그림 3참고 ]

       위의 내용을 아래 예제를 통하여 다시 한번 정리해 보도록 하겠습니다.

       EX1) 명령 레지스터에 제품의 IDCODE를 읽어라는 IDCODE명령인 00010을 입력하도록 하겠습니다.

     1) TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 만들고, TCK를 5회 이상 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로

     2) Test-Logic-Reset 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 만들고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로

         클럭을 주면, Rune-Test/Idle 상태가 됩니다.

     3) Rune-Test/Idle 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 만들고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로

         클럭을 주면, Select-DR-Scan 상태가 됩니다.

     4) Select-DR-Scan 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태를 유지하고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로

         클럭을 주면, Select-IR-Scan 상태가 됩니다.

      5) Select-IR-Scan 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 만들고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로

          클럭을 주면, Capture-IR 상태가 됩니다.

      6) Capture-IR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 유지하고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로

          클럭을 주면, Shift-IR 상태가 됩니다.

      7) Shift-IR 상태에서 TDI는 TCK가 positive edge 상태에서 데이터 입력이 유효하기 때문에 다음과 같은

        [ 주의 : TDI에 입력할 값이 00010이지만, 실제 입력은 FIFO[ 먼저 들어간 것이 먼저 나온다 ]

        이기 때문에  뒤에서부터 데이터를 입력하여야 합니다. 즉, 01000순서로 입력하여야 원하는 값이

        정확하게 입력이 됩니다.]

      A.    TCK를 LOW 상태로 만든다.

      B.    TDI에 LOW( 0 ) 한 클럭을 입력한다.    < === 0

      C.    TCK를 HIGH 상태로 만든다.             < === 데이터가 입력됨

      D.    TCK를 LOW 상태로 만든다.

      E.    TDI에 HIGH( 1 ) 한 클럭을 입력한다.   < ===  1

      F.    TCK를 HIGH 상태로 만든다.             < === 데이터가 입력됨

      G.    TCK를 LOW 상태로 만든다.

      H.    TDI에 LOW( 0 ) 한 클럭을 입력한다.    < ===  0

      I.    TCK를 HIGH 상태로 만든다.             < === 데이터가 입력됨

      J.     TCK를 LOW 상태로 만든다.

      K.    TDI에 LOW( 0 ) 한 클럭을 입력한다.    < ===  0

      L.     TCK를 HIGH 상태로 만든다.             < === 데이터가 입력됨

    현재 입력한 데이터는 0100을 입력하였고, 마지막 한 비트는 입력하지 않았습니다..

    이유가 무엇일까요??????/

    [ 그림 2 ]의 타이밍도를 다시 보기 바랍니다.

    여기서, 마지막 TDI의 데이터는 따로 처리를 해 주어야 합니다. 만약 따로 처리하지 않는다면 명령

    레지스터에 1비트를 더 써 넣는 결과를 초래하기 때문입니다.

    그럼, 다시 한번 차근차근 따져 보도록 하겠습니다.

    가정 )  TDI의 데이터를 따로 처리하지 않고, 모든 데이터를 처리하였을 경우

     Exit-IR 상태로 빠져 나오기 위해서 TCK를 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )상태로 만들어 주어야만

     Exit-IR 상태로 빠져 나오게 됩니다. 여기서 명령 레지스터에 1비트를 더 써 넣게 됩니다. 물론

     TDI에는 데이터를 써지 않았기 때문에 어떤 값이 입력 될지는 모르지만, Exit-IR 상태로 가기 위한

     TCK의 한 클럭으로 인하여 이와 같은 문제가 발생하게 됩니다.

     아직도 이해가 되지 않았다면 다음 그림을 참고 하시기 바랍니다.

        위 그림에서 빨간색 굵은 점선부분을 보면, TDI에 필요한 모든 데이터를 입력하고, Shift-IR상태에서 Exit-IR로

가기 위해서 TCK를 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로 한 클럭을 주는 것을 볼 수 있다. 여기서 1비트가 더 추가 되는

문제가 발생하기 때문에 [ 그림 2 ]와 같이 TCK가 LOW( 0 ) 상태에서 TMS를 HIGH( 1 )상태[ 아직 TCK에

HIGH( 1 )를 주지 않았기 때문에 Shift-IR 상태이다. ]로 만들고, TDI의 마지막 데이터를 입력한 후, TCK를

HIGH( 1 )로 만들면, TDI의 마지막 비트가 들어가고, Exit-IR 상태로 전이를 할 수 있는 것이다.[ TMS를 HIGH상

태로 먼저 올려 놓든, TDI의 마지막 데이터를 먼저 입력하든 순서에는 상관이 없습니다. 단지 TCK의 HIGH( 1 )

신호의 출력 시점이 중요합니다. ]

8) TCK를 LOW( 0 )상태로 만들고, TDI에 LOW( 0 )을 입력, TMS를 HIGH 상태로 만든 후, TCK를  HIGH( 1 )

   상태로 만들어 주면 명령 레지스터에 마지막 데이터가 입력됨과 동시에 Exit1-IR 상태로 전이하게 됩니다.

9) Exit1-DR 상태에서 TMS를 HIGH( 1 ) 상태로 만들고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서 HIGH( 1 )로 클럭을 주면,

    Update-IR 상태가 되고, Exit1-DR 상태에서 TMS를 LOW( 0 ) 상태로 만들고, TCK를 1회 LOW( 0 )에서