जेटीजी

जेटीएजी (जॉइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप के नाम पर रखा गया है जिसने इसे संहिताबद्ध किया है) निर्माण के बाद मुद्रित परिपथ बोर्डों के डिजाइन और परीक्षण के सत्यापन के लिए एक प्रौद्योगिक मानक है।

जेटीएजी तर्क अनुकरण के पूरक उपकरण के रूप में इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन (ईडीए) में ऑन-चिप उपकरण के लिए मानकों को प्रायुक्त करता है।^[1] यह प्रणाली एड्रेस और डेटा बसों के लिए सीधे बाहरी एक्सेस की आवश्यकता के बिना लो-ओवरहेड एक्सेस के लिए धारावाहिक संचार इंटरफेस को प्रायुक्त करने वाले एक समर्पित डिबग पोर्ट के उपयोग को निर्दिष्ट करता है। इंटरफ़ेस एक ऑन-चिप टेस्ट एक्सेस पोर्ट (टीएपी) से जुड़ता है जो परीक्षण रजिस्टरों के एक सेट तक पहुंचने के लिए एक राज्य (कंप्यूटर विज्ञान) प्रोटोकॉल को प्रायुक्त करता है जो चिप तर्क स्तर और विभिन्न भागों की डिवाइस क्षमताओं को प्रस्तुत करता है।

निर्माण के बाद मुद्रित परिपथ बोर्डों के डिजाइन और परीक्षण की पुष्टि करने की एक विधि विकसित करने के लिए 1985 में ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप का गठन किया गया। 1990 में इंस्टीट्यूट ऑफ़ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स ने प्रयास के परिणामों को आईईईई मानक 1149.1-1990 में संहिताबद्ध किया, जिसका शीर्षक मानक टेस्ट एक्सेस पोर्ट और सीमा-स्कैन आर्किटेक्चर था।

जेटीएजी मानकों को कई सेमीकंडक्टर चिप निर्माताओं द्वारा विक्रेता-विशिष्ट सुविधाएँ प्रदान करने के लिए विशेष प्रकार के साथ बढ़ाया गया है।^[2]

इतिहास

1980 के दशक में, बॉल ग्रिड ऐरे और इसी तरह की माउंटिंग विधियों का उपयोग करने वाले मल्टी-लेयर परिपथ बोर्ड और एकीकृत परिपथ (आईसीएस) मानक बन रहे थे, और आईसी के बीच संयोजन बनाए जा रहे थे जो जांच के लिए उपलब्ध नहीं थे। परिपथ बोर्डों में अधिकांश विनिर्माण और फील्ड दोष बोर्डों पर खराब मिलाप जोड़ों, बोर्ड संयोजनों के बीच की खामियों, या आईसी पैड से लीड फ्रेम को पिन करने के लिए बांड और बांड तारों के कारण थे। ज्वाइंट टेस्ट एक्शन ग्रुप (जेटीएजी) का गठन 1985 में एक आईसी पैड से दूसरे में पिन-आउट दृश्य प्रदान करने के लिए किया गया था ताकि इन दोषों का पता लगाया जा सके।

उद्योग मानक 1990 में आईईईई मानक 1149.1-1990^[3] के रूप में प्रारंभिक उपयोग के कई वर्षों के बाद आईईईई मानक बन गया। उसी वर्ष, इंटेल ने जेटीएजी (80486) के साथ अपनी पहली सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट जारी किया, जिसके कारण सभी निर्माताओं ने तेजी से उद्योग को अपना लिया था। 1994 में, एक पूरक जिसमें सीमा स्कैन विवरण भाषा (बीएसडीएल) का विवरण सम्मिलित था, जो जोड़ा गया था। परीक्षा के लिए सभी शून्यों के उपयोग के संबंध में और परिशोधन, मानक के उपयोग को प्रीलोड से अलग करने और केवल अवलोकन के लिए उत्तम कार्यान्वयन के लिए किया गया था और 2001 में जारी किया गया था।^[4] 1990 के बाद से, इस मानक को संसार भर की इलेक्ट्रानिक्स कंपनियों द्वारा अपनाया गया है। सीमा स्कैन अब अधिकतर जेटीएजी का पर्याय बन गया है, किन्तु जेटीएजी का ऐसे निर्माण अनुप्रयोगों से परे आवश्यक उपयोग है।

डिबगिंग

चूंकि जेटीएजी के प्रारंभिक अनुप्रयोगों ने बोर्ड स्तर के परीक्षण को लक्षित किया, यहाँ जेटीएजी मानक को डिवाइस, बोर्ड और प्रणाली परीक्षण, निदान और दोष अलगाव में सहायता के लिए डिज़ाइन किया गया था। आज जेटीएजी का उपयोग एकीकृत परिपथों के उप-ब्लॉकों तक पहुँचने के प्राथमिक साधन के रूप में किया जाता है, जिससे यह अंतः स्थापित प्रणाली को डीबग करने के लिए एक आवश्यक तंत्र बन जाता है जिसमें कोई अन्य डीबग-सक्षम संचार चैनल नहीं हो सकता है।^{[citation needed]} अधिकांश प्रणालियों पर, जेटीएजी-आधारित डिबगिंग सीपीयू रीसेट के बाद पहले निर्देश से उपलब्ध है, जो इसे प्रारंभिक बूट सॉफ़्टवेयर के विकास में सहायता देता है जो कुछ भी सेट होने से पहले चलता है। एक इन-परिपथ एमुलेटर (या, अधिक सही विधि से, एक जेटीएजी एडॉप्टर) जेटीएजी का उपयोग लक्ष्य सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट के अंदर ऑन-चिप डिबग मॉड्यूल तक पहुँचने के लिए परिवहन तंत्र के रूप में करता है। वे मॉड्यूल सॉफ़्टवेयर विकासकर्ता को एक एम्बेडेड प्रणाली के सॉफ़्टवेयर को आवश्यकता पड़ने पर सीधे यंत्र निर्देश स्तर पर, या (अधिक विशिष्ट रूप से) उच्च स्तरीय भाषा स्रोत कोड के संदर्भ में डीबग करने देते हैं।

प्रणाली सॉफ़्टवेयर डिबग समर्थन कई सॉफ़्टवेयर विकासकर्ता के लिए जेटीएजी में रुचि रखने का मुख्य कारण है। कई सिलिकॉन आर्किटेक्चर जैसे कि पावरपीसी, एमआईपीएस, एआरएम, और एक्स86 ने मूल जेटीएजी प्रोटोकॉल के आसपास एक संपूर्ण सॉफ़्टवेयर डीबग, निर्देश ट्रेसिंग और डेटा ट्रेसिंग इन्फ्रास्ट्रक्चर का निर्माण किया। अधिकांशतः व्यक्तिगत सिलिकॉन विक्रेता इन एक्सटेंशनों के कुछ हिस्सों को ही प्रायुक्त करते हैं। कुछ उदाहरण एआरएम कोरसाइट और नेक्सस (मानक) के साथ-साथ इंटेल के बीटीएस (ब्रांच ट्रेस स्टोरेज), एलबीआर (लास्ट ब्रांच रिकॉर्ड), और आईपीटी (इंटेल प्रोसेसर ट्रेस) कार्यान्वयन हैं। ऐसे कई अन्य सिलिकॉन विक्रेता-विशिष्ट एक्सटेंशन हैं, जिन्हें गैर-प्रकटीकरण समझौते के अतिरिक्त प्रलेखित नहीं किया जा सकता है। जेटीएजी मानक को अपनाने से जेटीएजी-केंद्रित डिबगिंग वातावरण को प्रारंभिक प्रोसेसर-विशिष्ट डिज़ाइनों से दूर करने में सहायता मिली। प्रोसेसर को सामान्य रूप से रोका जा सकता है, एकल स्टेप किया जा सकता है, या स्वतंत्र रूप से चलने दिया जा सकता है। रैम में कोड के लिए (अधिकांशतः एक विशेष यंत्र निर्देश का उपयोग करके) और रैम/फ़्लैश दोनों में कोड ब्रेकप्वाइंट सेट कर सकते हैं। डेटा ब्रेकप्वाइंट अधिकांशतः उपलब्ध होते हैं, जैसा कि रैम में बल्क डेटा डाउनलोड होता है। अधिकांश डिज़ाइनों में हाल्ट मोड डिबगिंग है, किन्तु कुछ डिबगर्स को रजिस्टरों और डेटा बसों तक पहुंचने की अनुमति देते हैं, बिना कोर को डिबग किए रोकने की आवश्यकता होती है। कुछ टूलचेन एआरएम एंबेडेड ट्रेस मैक्रोसेल (ईटीएम) मॉड्यूल या अन्य आर्किटेक्चर में समकक्ष कार्यान्वयन का उपयोग कर सकते हैं, जो तर्क विश्लेषक जैसे जटिल हार्डवेयर घटनाओं पर डिबगर (या ट्रेसिंग) गतिविधि को ट्रिगर करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है, जो एक विशेष सबरूटीन से एक रजिस्टर में पहले सात एक्सेस को अनदेखा करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है।

कभी-कभी एफपीजीए डेवलपर डीबगिंग टूल विकसित करने के लिए जेटीएजी का भी उपयोग करते हैं।^[5] सीपीयू के अंदर चलने वाले सॉफ़्टवेयर को डिबग करने के लिए उपयोग की जाने वाली वही जेटीएजी विधि एफपीजीए के अंदर अन्य डिजिटल डिज़ाइन ब्लॉक को डीबग करने में सहायता कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, कस्टम जेटीएजी निर्देश एफपीजीए के अंदर संकेतों के इच्छानुसार सेट से निर्मित पठन रजिस्टरों को अनुमति देने के लिए प्रदान किए जा सकते हैं, जो उन व्यवहारों के लिए दृश्यता प्रदान करते हैं जो सीमा स्कैन संचालन के लिए अदृश्य हैं। इसी तरह, ऐसे रजिस्टर लिखने से नियंत्रणीयता मिल सकती है जो अन्यथा उपलब्ध नहीं है।

फर्मवेयर भंडारण

जेटीएजी प्रोग्रामर (हार्डवेयर) को डेटा को आंतरिक गैर-वाष्पशील डिवाइस मेमोरी (जैसे जटिल प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस ) में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। कुछ डिवाइस प्रोग्रामर प्रोग्रामिंग के साथ-साथ डिवाइस को डिबग करने के लिए एक दोहरे उद्देश्य की पूर्ति करते हैं। एफपीजीए के मामले में, सामान्य रूप से विकास कार्य के समय जेटीएजी पोर्ट के माध्यम से अस्थिर स्मृति उपकरणों को भी प्रोग्राम किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, आंतरिक निगरानी क्षमताओं (तापमान, वोल्टेज और करंट) को जेटीएजी पोर्ट के माध्यम से एक्सेस किया जा सकता है।

जेटीएजी प्रोग्रामर का उपयोग सॉफ्टवेयर और डेटा को फ्लैश मेमोरी में लिखने के लिए भी किया जाता है। यह सामान्यतः उसी डेटा बस एक्सेस का उपयोग करके किया जाता है जिसका सीपीयू उपयोग करेगा, और कभी-कभी सीपीयू द्वारा नियंत्रित किया जाता है। अन्य स्थितियों में मेमोरी चिप्स में स्वयं जेटीएजी इंटरफेस होता है। कुछ आधुनिक डिबग आर्किटेक्चर सीपीयू को रोकने और लेने की आवश्यकता के बिना आंतरिक और बाहरी बस मास्टर एक्सेस प्रदान करते हैं। सबसे खराब स्थिति में, सीमा स्कैन सुविधा का उपयोग करके बाहरी बस संकेतों को चलाना सामान्यतः संभव है।

एक व्यावहारिक मामले के रूप में, एक एम्बेडेड प्रणाली विकसित करते समय, निर्देश स्टोर का अनुकरण करना डिबग चक्र (संपादन, संकलन, डाउनलोड, परीक्षण और डिबग) को प्रायुक्त करने का सबसे तेज़ विधि है।^{[citation needed]} इसका कारण यह है कि इन-परिपथ इम्यूलेटर एक इंस्ट्रक्शन स्टोर का अनुकरण करता है, जिसे यूएसबी के माध्यम से डेवलपमेंट होस्ट से बहुत जल्दी अपडेट किया जा सकता है। फ्लैश पर फर्मवेयर अपलोड करने के लिए सीरियल यूएआरटी पोर्ट और बूटलोडर का उपयोग करना इस डीबग चक्र को उपकरणों के मामले में काफी धीमा और संभवतः महंगा बनाता है; जेटीएजी के माध्यम से फर्मवेयर को फ्लैश (या फ्लैश के अतिरिक्त एसरैम) में स्थापित करना इन चरम सीमाओं के बीच एक मध्यवर्ती समाधान है।

सीमा स्कैन परीक्षण

जेटीएजी सीमा स्कैन विधि डिवाइस पिन सहित एक जटिल एकीकृत परिपथ के कई तर्क संकेतों तक पहुंच प्रदान करती है। टीएपी के माध्यम से सुलभ सीमा स्कैन रजिस्टर (बीएसआर) में संकेतों का प्रतिनिधित्व किया जाता है। यह परीक्षण और डिबगिंग के लिए संकेतों की स्थिति को नियंत्रित करने के साथ-साथ परीक्षण की अनुमति देता है। इसलिए, सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर (निर्माण) दोनों दोषों का पता लगाया जा सकता है और एक ऑपरेटिंग डिवाइस की निगरानी की जा सकती है।

अंतर्निहित स्व-परीक्षण (बिल्ट-इन सेल्फ-टेस्ट) के साथ संयुक्त होने पर, जेटीएजी स्कैन चेन कुछ स्थैतिक दोषों (शॉर्ट्स, ओपन्स और लॉजिक एरर्स) के लिए आईसी का परीक्षण करने के लिए कम ओवरहेड, एम्बेडेड समाधान को सक्षम करती है। स्कैन श्रृंखला तंत्र सामान्यतः होने वाले समय, तापमान या अन्य गतिशील परिचालन त्रुटियों के निदान या परीक्षण में सहायता नहीं करता है। परीक्षण मामला अधिकांशतः मानकीकृत प्रारूपों जैसे सीरियल वेक्टर प्रारूप, या इसके बाइनरी सिबलिंग एक्सएसवीएफ में प्रदान किए जाते हैं, और उत्पादन परीक्षणों में उपयोग किए जाते हैं। तैयार बोर्डों पर इस तरह के परीक्षण करने की क्षमता आज के उत्पादों में परीक्षण के लिए डिजाइन का एक अनिवार्य हिस्सा है, जिससे ग्राहकों को उत्पाद भेजने से पहले पाए जाने वाले दोषों की संख्या बढ़ जाती है।

विद्युत विशेषताएँ

जेटीएजी इंटरफ़ेस चिप में जोड़ा गया एक विशेष इंटरफ़ेस है। जेटीएजी के संस्करण के आधार पर, दो, चार या पाँच पिन जोड़े जाते हैं। चार और पांच पिन इंटरफेस को डिज़ाइन किया गया है कि यदि विशिष्ट शर्तें पूरी होती हैं तो एक बोर्ड पर कई चिप्स अपनी जेटीएजी लाइनों को एक साथ डेज़ी चेन (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) से जोड़ सकते हैं।^[6] दो पिन इंटरफ़ेस को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि एक तारक संस्थिति में कई चिप्स को जोड़ा जा सकता है। किसी भी मामले में एक परिपथ बोर्ड पर सभी चिप्स तक पहुंच के लिए एक परीक्षण जांच को केवल एक जेटीएजी पोर्ट से कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है।

डेज़ी-जंजीर जेटीएजी (आईईईई 1149.1)

कनेक्टर पिन हैं:

टीडीआई (टेस्ट डेटा इन)
टीडीओ(टेस्ट डेटा आउट)
टीकेके (परीक्षण घड़ी)
टीएमएस (टेस्ट मोड सेलेक्ट)
टीआरएसटी (टेस्ट रीसेट) वैकल्पिक।

टीआरएसटी पिन परीक्षण तर्क के लिए एक वैकल्पिक सक्रिय-निम्न रीसेट है, सामान्यतः एसिंक्रोनस, किन्तु कभी-कभी सिंक्रोनस, चिप पर निर्भर करता है। यदि पिन उपलब्ध नहीं है, तो टीसीके और टीएमएस का उपयोग करके समकालिक रूप से रीसेट स्थिति में स्विच करके परीक्षण तर्क को रीसेट किया जा सकता है। ध्यान दें कि टेस्ट लॉजिक को रीसेट करने का अर्थ किसी और चीज को रीसेट करना अवश्यक नहीं है। सामान्यतः कुछ प्रोसेसर-विशिष्ट जेटीएजी ऑपरेशन होते हैं जो डिबग किए जा रहे चिप के सभी या हिस्से को रीसेट कर सकते हैं।

चूंकि केवल एक डेटा लाइन उपलब्ध है, प्रोटोकॉल सीरियल संचार है। क्लॉक इनपुट टीकेके पिन पर है। एक बिट डेटा टीडीआई से स्थानांतरित किया जाता है, और टीडीओप्रति टीकेके राइजिंग क्लॉक एज में स्थानांतरित किया जाता है। विभिन्न निर्देश लोड किए जा सकते हैं। विशिष्ट आईसी के लिए निर्देश चिप आईडी, नमूना इनपुट पिन, ड्राइव (या फ्लोट) आउटपुट पिन पढ़ सकते हैं, चिप कार्यों या बाईपास (कई चिप्स की श्रृंखला को तार्किक रूप से छोटा करने के लिए टीडीओ को पाइप टीडीआई) में हेरफेर कर सकते हैं।

किसी भी क्लॉक्ड सिग्नल की तरह, टीडीआई को प्रस्तुत किया गया डेटा कुछ चिप-विशिष्ट सेटअप समय से पहले और प्रासंगिक (यहाँ, बढ़ते हुए) क्लॉक एज के बाद होल्ड समय के लिए मान्य होना चाहिए। टीडीओडेटा टीकेके के गिरने के बाद कुछ चिप-विशिष्ट समय के लिए मान्य है।

टीसीके की अधिकतम ऑपरेटिंग आवृत्ति श्रृंखला में सभी चिप्स के आधार पर भिन्न होती है (न्यूनतम गति का उपयोग किया जाना चाहिए), किन्तु यह सामान्यतः 10-100 मेगाहर्ट्ज (100-10 एनएस प्रति बिट) है। साथ ही टीकेके आवृत्तियाँ बोर्ड लेआउट और जेटीएजी अडैप्टर क्षमताओं और स्थिति पर निर्भर करती हैं। एक चिप में 40 मेगाहर्टज जेटीएजी घड़ी हो सकती है, किन्तु केवल तभी जब वह गैर-जेटीएजी संचालन के लिए 200 मेगाहर्टज घड़ी का उपयोग कर रही हो; और कम पावर मोड में होने पर इसे बहुत धीमी घड़ी का उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है। तदनुसार, कुछ जेटीएजी एडेप्टरों में Rटीकेके (रिटर्न टीकेके) सिग्नल का उपयोग करते हुए अनुकूली क्लॉकिंग होती है। तेज़ टीकेके फ़्रीक्वेंसी सबसे अधिक उपयोगी होती है जब जेटीएजी का उपयोग बहुत अधिक डेटा स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि किसी प्रोग्राम को निष्पादन योग्य फ्लैश मेमोरी में संग्रहीत करना।

एक मानकीकृत जेटीएजी राज्य यंत्र के माध्यम से टीएमएस चरणों पर क्लॉकिंग परिवर्तन। जेटीएजी स्टेट यंत्र रीसेट कर सकती है, एक इंस्ट्रक्शन रजिस्टर को एक्सेस कर सकती है, या इंस्ट्रक्शन रजिस्टर द्वारा चुने गए डेटा को एक्सेस कर सकती है।

जेटीएजी प्लेटफॉर्म अधिकांशतः आईईईई 1149.1 विनिर्देश द्वारा परिभाषित मुट्ठी भर संकेतों को जोड़ते हैं। एक प्रणाली रीसेट (एसआरएसटी) सिग्नल काफी सामान्य है, डिबगर्स को पूरे प्रणाली को रीसेट करने देता है, न कि केवल जेटीएजी समर्थन वाले हिस्से को रीसेट करता है। कभी-कभी होस्ट द्वारा गतिविधि को ट्रिगर करने के लिए या जेटीएजी या संभवतः अतिरिक्त नियंत्रण रेखाओं के माध्यम से मॉनिटर किए जा रहे डिवाइस द्वारा ईवेंट सिग्नल का उपयोग किया जाता है।

तथापि कुछ उपभोक्ता उत्पाद एक स्पष्ट जेटीएजी पोर्ट कनेक्टर प्रदान करते हैं, संयोजन अधिकांशतः मुद्रित परिपथ बोर्ड पर विकास प्रोटोटाइप और/या उत्पादन के अवशेष के रूप में उपलब्ध होते हैं। उपयोग किए जाने पर, ये संयोजन अधिकांशतः रिवर्स इंजीनियरिंग के लिए सबसे व्यवहार्य साधन प्रदान करते हैं।

कम पिन काउंट जेटीएजी (आईईईई 1149.7)

कम पिन संख्या के साथ जेटीएजी का उदाहरण

कम पिन काउंट जेटीएजी केवल दो तारों, एक क्लॉक वायर और एक डेटा वायर का उपयोग करता है। इसे आईईईई 1149.7 मानक के भाग के रूप में परिभाषित किया गया है।^[7]कनेक्टर पिन हैं:

टीएमएससी (टेस्ट सीरियल डेटा)
टीकेके (परीक्षण घड़ी)

कॉम्पैक्ट जेटीएजी के लिए इसे सीजेटीएजी कहा जाता है।

दो वायर इंटरफेस ने पिनों की संख्या पर दबाव कम कर दिया, और उपकरणों को स्टार टोपोलॉजी में जोड़ा जा सकता है।^[8] स्टार टोपोलॉजी प्रणाली के कुछ हिस्सों को संचालित करने में सक्षम बनाती है, जबकि अन्य को अभी भी जेटीएजी पर एक्सेस किया जा सकता है; एक डेज़ी श्रृंखला के लिए सभी जेटीएजी इंटरफेस को संचालित करने की आवश्यकता होती है। अन्य दो-तार इंटरफेस उपस्थित हैं, जैसे समान इंटरफ़ेस मानक।

संचार मॉडल

जेटीएजी में, डिवाइस एक या अधिक टेस्ट एक्सेस पोर्ट्स (टीएपी) को प्रकाशित करते हैं। ऊपर दी गई तस्वीर तीन टीएपी दिखाती है, जो अलग-अलग चिप्स हो सकती हैं या एक चिप के अंदर मॉड्यूल हो सकती हैं। टीएपी की एक डेज़ी श्रृंखला को स्कैन श्रृंखला या (शिथिल रूप से) लक्ष्य कहा जाता है। स्कैन चेन इच्छानुसार विधि से लंबी हो सकती हैं, किन्तु व्यवहार में बीस टीएपी असामान्य रूप से लंबी होती हैं।^{[citation needed]}

जेटीएजी का उपयोग करने के लिए, एक होस्ट लक्ष्य के जेटीएजी सिग्नल (टीएमएस, टीकेके, टीडीआई, टीडीओ, आदि) से किसी प्रकार के जेटीएजी एडॉप्टर के माध्यम से जुड़ा होता है, जिसे लेवल शिफ्टिंग और विद्युत अपघटन जैसे मुद्दों को संभालने की आवश्यकता हो सकती है। एडॉप्टर कुछ इंटरफ़ेस जैसे यूएसबी, पीसीआई, ईथरनेट, और इसके आगे के उपयोग से होस्ट से जुड़ता है।

प्राचीन

होस्ट टीएपी के साथ संचार करता है टीसीएस और टीडीआई को टीसीके के संयोजन के साथ जोड़कर, और टीडीओ (जो केवल मानक होस्ट-साइड इनपुट है) के माध्यम से परिणाम पढ़ता है। टीएमएस/टीडीआई/टीकेके आउटपुट ट्रांज़िशन मूल जेटीएजी संचार प्राचीन बनाता है जिस पर उच्च परत प्रोटोकॉल का निर्माण होता है:

स्टेट स्विचिंग ... सभी टीएपी एक ही स्थिति में हैं, और टीकेके ट्रांज़िशन पर वह स्थिति बदल जाती है। यह जेटीएजी स्टेट यंत्र जेटीएजी स्पेक का हिस्सा है, और इसमें सोलह राज्य सम्मिलित हैं। छह स्थिर अवस्थाएँ हैं जहाँ टीएमएस को स्थिर रखना अवस्था को बदलने से रोकता है। अन्य सभी राज्यों में, टीसीके सदैव उस स्थिति को बदलता है। इसके अतिरिक्त, टीआरएसटी को जोर देकर उन स्थिर अवस्थाओं (टेस्ट_लॉजिक_रीसेट) में से एक में प्रवेश करने के लिए बाध्य करता है, जो टीएमएस को पांच बार ऊपर रखने और टीसीके को साइकिल चलाने के विकल्प की तुलना में थोड़े तेज विधि से करता है।
स्थानांतरण ... जेटीएजी राज्य यंत्र के अधिकांश भाग दो स्थिर अवस्थाओं का समर्थन करते हैं जिनका उपयोग डेटा स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। प्रत्येक टीएपी में एक निर्देश रजिस्टर (आईआर) और एक डेटा रजिस्टर (डीआर) होता है। उन रजिस्टरों का आकार टीएपी के बीच भिन्न होता है, और उन रजिस्टरों को टीडीआई और टीडीओके माध्यम से जोड़कर एक बड़ा शिफ्ट रजिस्टर बनाया जाता है। (डीआर का आकार उस टीएपी के वर्तमान आईआर में मान का एक कार्य है, और संभवतः स्कैन_एन निर्देश द्वारा निर्दिष्ट मान का है।) उस शिफ्ट रजिस्टर पर परिभाषित तीन ऑपरेशन हैं:
- एक अस्थायी मान पर अधिकृत
  - शिफ्ट में स्थिर स्थिति में प्रवेश कैप्चर आईआर स्थिति में जाता है, शिफ्ट रजिस्टर को आंशिक रूप से निश्चित मान (वर्तमान निर्देश नहीं) के साथ लोड करता है।
  - शिफ्ट_डीआर स्थिर स्थिति में प्रवेश कैप्चर_डीआर स्थिति से होकर जाता है, टीएपी के वर्तमान आईआर द्वारा निर्दिष्ट डेटा रजिस्टर के मान को लोड करता है।
- शिफ्ट_आईआर या शिफ्ट_डीआर स्थिर अवस्था में उस मान को बिट-दर-बिट स्थानांतरित करना टीसीके ट्रांज़िशन शिफ्ट रजिस्टर को टीडीआई से टीडीओ की ओर एक बिट शिफ्ट करता है, ठीक उसी तरह जैसे सीरियल पेरिफेरल इंटरफेस बस मोड 1 डेटा ट्रांसफर उपकरणों की डेज़ी श्रृंखला (टीएमएस = 0 के साथ चिप सेलेक्ट सिग्नल की तरह काम करता है, टीडीआई एमओएसआई, आदि के रूप में) के माध्यम से होता है।
- अपडेट_आईआर या अपडेट_डीआर स्थिति के माध्यम से संक्रमण पर स्थानांतरित किए गए अस्थायी मान से आईआर या डीआर को अपडेट करना। ध्यान दें कि एक रजिस्टर को बिना लिखे (अपडेट) और इसके विपरीत पढ़ना (कैप्चर) करना संभव नहीं है। एक सामान्य मुहावरा यह कहने के लिए फ्लैग बिट्स जोड़ता है कि क्या अपडेट के साइड इफेक्ट होने चाहिए या हार्डवेयर ऐसे साइड इफेक्ट्स को निष्पादित करने के लिए तैयार है या नहीं हैं।
चल रहा है ... एक स्थिर अवस्था को रन_टेस्ट/निष्क्रिय कहा जाता है। भेद टीएपी-विशिष्ट है। निष्क्रिय स्थिति में टीसीके को क्लॉक करने का कोई विशेष साइड इफेक्ट नहीं है, किन्तु इसे रन_परीक्षण स्थिति में क्लॉक करने से प्रणाली की स्थिति बदल सकती है। उदाहरण के लिए, कुछ एआरएम9 कोर डिबगिंग मोड का समर्थन करते हैं जहां रन_परीक्षण अवस्था में टीसीके चक्र निर्देश पाइपलाइन को चलाते हैं।

एक मुलभुत स्तर पर, जेटीएजी के उपयोग में निर्देश पढ़ना और लिखना और उनसे जुड़े डेटा रजिस्टर सम्मिलित हैं; और कभी-कभी इसमें कई परीक्षण चक्र चलाना सम्मिलित होता है। उन रजिस्टरों के पीछे हार्डवेयर है जो जेटीएजी द्वारा निर्दिष्ट नहीं है, और जिसके अपने राज्य हैं जो जेटीएजी गतिविधियों से प्रभावित हैं।

अधिकांश जेटीएजी होस्ट दो राज्यों के बीच सबसे छोटे रास्ते का उपयोग करते हैं, संभवतः एडॉप्टर की विचित्रताओं से विवश। (उदाहरण के लिए, एक एडेप्टर^[which?] केवल उन पथों को संभालता है जिनकी लंबाई सात बिट्स के गुणक हैं।) जेटीएजी के शीर्ष पर निर्मित कुछ परतें राज्य के संक्रमणों की निगरानी करती हैं, और उच्च स्तर के संचालन को ट्रिगर करने के लिए असामान्य पथों का उपयोग करती हैं। कुछ एआरएम कोर दो-तार (गैर-जेटीएजी) सीरियल वायर डिबग मोड में प्रवेश करने और बाहर निकलने के लिए ऐसे अनुक्रमों का उपयोग करते हैं। आईईईई 1149.7 में जीरो बिट स्कैन (जेडबीएस) अनुक्रम का उपयोग किया जाता है^[7] उन्नत कार्यक्षमता तक पहुँचने के लिए जैसे टीएपी को स्कैन चेन, पावर प्रबंधन और एक अलग दो-तार मोड में स्विच करना और बाहर करना।

जेटीएजी आईईईई Std 1149.1 (सीमा स्कैन) निर्देश

निर्देश रजिस्टर का आकार छोटा होता है, संभवतः चार या सात बिट चौड़ा। बाईपास और परीक्षा को छोड़कर, सभी निर्देश ऑपकोड को टीएपी कार्यान्वयनकर्ता द्वारा परिभाषित किया गया है, जैसा कि उनके संबंधित डेटा रजिस्टर हैं; अपरिभाषित निर्देश कोड का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। दो प्रमुख निर्देश हैं:

बाईपास निर्देश, टीएपी के निर्देश रजिस्टर आकार की परवाह किए बिना सभी का एक ओपकोड, सभी टीएपी द्वारा समर्थित होना चाहिए। निर्देश एक बिट डेटा रजिस्टर (जिसे बायपास भी कहा जाता है) का चयन करता है। निर्देश इस उपकरण को बायपास करने की अनुमति देता है (कुछ नहीं करें) जबकि स्कैन पथ में अन्य उपकरणों का प्रयोग किया जाता है।^[4]
वैकल्पिक आईडीकोड निर्देश, एक कार्यान्वयनकर्ता-परिभाषित ओपकोड के साथ। आईडीकोड 32-बिट रजिस्टर (आईडीकोड) से जुड़ा है। इसका डेटा एक मानकीकृत प्रारूप का उपयोग करता है जिसमें एक निर्माता कोड (जेईडीईसी मानक निर्माता की पहचान कोड मानक, JEP-106 से प्राप्त), निर्माता द्वारा निर्दिष्ट एक भाग संख्या और एक भाग संस्करण कोड सम्मिलित होता है। आईडीकोड व्यापक रूप से समर्थित है, किन्तु सार्वभौमिक रूप से समर्थित नहीं है।

रीसेट स्थिति से बाहर निकलने पर, निर्देश रजिस्टर या तो बाईपास या आईडीकोड के साथ पहले से लोड होता है। यह जेटीएजी होस्टों को स्कैन श्रृंखला के आकार और कम से कम आंशिक रूप से सामग्री की पहचान करने की अनुमति देता है जिससे वे जुड़े हुए हैं। (वे रीसेट स्थिति में प्रवेश कर सकते हैं और फिर डेटा रजिस्टर को तब तक स्कैन कर सकते हैं जब तक कि वे अपने द्वारा लिखे गए डेटा को वापस न पढ़ लें। एक बाईपास रजिस्टर में केवल एक शून्य बिट होता है, जबकि एक आईडीकोड रजिस्टर 32-बिट होता है और एक से प्रारंभ होता है। इसलिए बिट्स द्वारा नहीं लिखा जाता है। होस्ट को आसानी से टीएपी में मैप किया जा सकता है।) इस तरह की पहचान अधिकांशतः मानवीकृत व्यवस्था का प्रारूप की जांच करने के लिए उपयोग की जाती है, क्योंकि आईडीकोड अधिकांशतः विशिष्ट नहीं होता है। उदाहरण के लिए यह माइक्रोकंट्रोलर विक्रेता या मॉडल को निर्दिष्ट किए बिना एआरएम कॉर्टेक्स-एम3 आधारित माइक्रोकंट्रोलर की पहचान कर सकता है; या एक विशेष एफपीजीए, किन्तु यह नहीं कि इसे कैसे प्रोग्राम किया गया है।

एक सामान्य मुहावरे में बायपास को एक को छोड़कर सभी टीएपी के निर्देश रजिस्टरों में स्थानांतरित करना सम्मिलित है, जो कुछ अन्य निर्देश प्राप्त करता है। इस तरह एक को छोड़कर सभी टीएपी एक बिट डेटा रजिस्टर को प्रकाशित करते हैं, और मानों को किसी अन्य टीएपी को प्रभावित किए बिना श्रेष्ठ रूप से उस एक टीएपी के डेटा रजिस्टर में या उससे बाहर स्थानांतरित किया जा सकता है।

आईईईई 1149.1 (जेटीएजी) मानक सीमा स्कैन अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए कई निर्देशों का वर्णन करता है। इनमें से कुछ निर्देश अनिवार्य हैं, किन्तु सीमा स्कैन परीक्षण के अतिरिक्त डिबग के लिए उपयोग किए जाने वाले टीएपी कभी-कभी इन निर्देशों के लिए न्यूनतम या कोई समर्थन नहीं देते हैं। वे अनिवार्य निर्देश सीमा स्कैन विवरण भाषा फ़ाइल में परिभाषित सीमा स्कैन रजिस्टर (बीएसआर) पर काम करते हैं और इसमें सम्मिलित हैं:

बाह्य परीक्षण के लिए परीक्षा, जैसे कि बोर्ड स्तर के व्यवहारों की जांच के लिए पिन का उपयोग करना
परीक्षा से पहले लोड हो रहे पिन आउटपुट मानों को प्रीलोड करें (कभी-कभी मानक के साथ संयुक्त)
बाउंड्री स्कैन रजिस्टर में सैंपल रीडिंग पिन मान

आईईईई-परिभाषित वैकल्पिक निर्देशों में सम्मिलित हैं:

बाईपास के एक वैरिएंट को क्लैंप करें जो प्रीलोडेड मानों का उपयोग करके आउटपुट पिन को ड्राइव करता है
हाईज़ सभी पिनों के आउटपुट को निष्क्रिय कर देता है
आंतरिक परीक्षण के लिए रुचि, जैसे ऑन-चिप व्यवहार की जांच के लिए पिन का उपयोग करना
रनबिस्ट चिप को सेल्फ-टेस्ट मोड में रखता है
यूजरकोड उपयोगकर्ता-परिभाषित कोड लौटाता है, उदाहरण के लिए यह पहचानने के लिए कि कौन सी एफपीजीए छवि सक्रिय है

उपकरण अधिक निर्देशों को परिभाषित कर सकते हैं, और वे परिभाषाएँ निर्माता द्वारा प्रदान की गई बीएसडीएल फ़ाइल का हिस्सा होनी चाहिए। उन्हें अधिकांशतः केवल निजी के रूप में चिह्नित किया जाता है।

सीमा स्कैन रजिस्टर

डिवाइस इनपुट और आउटपुट पिन के एक सेट के माध्यम से संसार से संवाद करते हैं। अपने आप में, ये पिन डिवाइस की कार्यप्रणाली में सीमित दृश्यता प्रदान करते हैं। चूंकि, सीमा स्कैन का समर्थन करने वाले उपकरणों में डिवाइस के प्रत्येक सिग्नल पिन के लिए एक शिफ्ट-रजिस्टर सेल होता है। ये रजिस्टर डिवाइस की सीमा (इसलिए नाम) के चारों ओर समर्पित पथ में जुड़े हुए हैं। पथ एक वर्चुअल एक्सेस क्षमता बनाता है जो सामान्य इनपुट और आउटपुट को उपमार्गन करता है, डिवाइस का सीधा नियंत्रण प्रदान करता है और सिग्नल के लिए विस्तृत दृश्यता प्रदान करता है।^[9]

सीमा स्कैन रजिस्टर की सामग्री, सिग्नल I/O क्षमताओं सहित, सामान्यतः निर्माता द्वारा भाग-विशिष्ट सीमा स्कैन विवरण भाषा फ़ाइल का उपयोग करके वर्णित की जाती है। बोर्ड निर्माण में उपयोग किए जाने वाले परीक्षणों को विकसित करने के लिए सीएडी/ईडीए प्रणाली से डिजाइन 'नेटलिस्ट' के साथ इनका उपयोग किया जाता है। एक पूर्ण प्रणाली के लिए वाणिज्यिक परीक्षण प्रणालियों में अधिकांशतः कई हजार डॉलर खर्च होते हैं, और इसमें खुले परिपथ और शॉर्ट्स जैसे दोषों को इंगित करने के लिए नैदानिक विकल्प सम्मिलित होते हैं। वे ग्राफिकल विधि से गलती को चित्रित करने के लिए योजनाबद्ध या लेआउट दर्शकों को भी प्रस्तुत कर सकते हैं।

सीमा स्कैनिंग को सक्षम करने के लिए, आईसी विक्रेता प्रत्येक सिग्नल पिन के लिए स्कैन सेल सहित अपने प्रत्येक डिवाइस में तर्क जोड़ते हैं। इन कोशिकाओं को फिर सीमा स्कैन शिफ्ट रजिस्टर (बीएसआर) बनाने के लिए एक साथ जोड़ा जाता है, जो एक टीएपी नियंत्रक से जुड़ा होता है। ये डिज़ाइन अधिकांश वेरिलॉग या वीएचडीएल पुस्तकालयों के भाग हैं। इस अतिरिक्त तर्क के लिए ओवरहेड न्यूनतम है, और सामान्यतः बोर्ड स्तर पर कुशल परीक्षण को सक्षम करने के लिए कीमत के लायक है।

उदाहरण: एआरएम11 डिबग टीएपी

एक उदाहरण वास्तविक प्रणालियों में जेटीएजी के संचालन को दिखाने में सहायता करता है। यहाँ उदाहरण एआरएम11 प्रोसेसर, एआरएम1136 कोर का डिबग टीएपी है।^[10] प्रोसेसर में स्वयं व्यापक जेटीएजी क्षमता है, जो कि अन्य सीपीयू कोर में पाई जाती है, और इसे जेटीएजी के माध्यम से और भी व्यापक क्षमताओं के साथ चिप्स में एकीकृत किया गया है।

यह एक गैर-तुच्छ उदाहरण है, जो जेटीएजी-सक्षम प्रणाली के एक महत्वपूर्ण क्रॉस सेक्शन का प्रतिनिधि है। इसके अतिरिक्त, यह दिखाता है कि जेटीएजी के रजिस्टर रीड/राइट प्राचीन का उपयोग करके नियंत्रण तंत्र कैसे बनाए जाते हैं, और कैसे वे जटिल तर्क तत्वों के परीक्षण और डिबगिंग की सुविधा के लिए संयोजन करते हैं; सीपीयू सामान्य हैं, किन्तु एफपीजीए और एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत परिपथ में अन्य जटिल तत्व सम्मिलित हैं जिन्हें डीबग करने की आवश्यकता है।

इस कोर के लाइसेंसधारी इसे चिप्स में एकीकृत करते हैं, सामान्यतः इसे अन्य टीएपी के साथ-साथ कई बाह्य उपकरणों और मेमोरी के साथ जोड़ते हैं। उन अन्य टीएपी में से एक संपूर्ण चिप के लिए सीमा स्कैन परीक्षण को संभालता है; यह डीबग टीएपी द्वारा समर्थित नहीं है। ऐसे चिप्स के उदाहरणों में सम्मिलित हैं:

टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ओएमएपी ओएमएपी, जिसमें सीमा स्कैन टीएपी, एआरएम1136 डिबग टीएपी, ईटीबी11 ट्रेस बफर टीएपी, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स टीएमएस320, और एआरएम7 टीडीएमआई-आधारित इमेजिंग इंजन के लिए एक टीएपी सम्मिलित है, सीमा स्कैन टीएपी (आईसीईपिक-बी) के साथ ) टीएपी को जेटीएजी स्कैन श्रृंखला के अंदर और बाहर विभाजित करने की क्षमता रखता है।^[11]

i.MX31 प्रोसेसर, जो समान है, चूंकि इसका प्रणाली जेटीएजी बाउंड्री स्कैन टीएपी है,^[12] जो आईसीईपिक से बहुत अलग है, और इसमें डीएसपी और इमेजिंग इंजन के अतिरिक्त इसके डीएमए इंजन के लिए टीएपी सम्मिलित है।

वे प्रोसेसर दोनों वायरलेस हैंडसेट जैसे सेल फोन में उपयोग के लिए अभिप्रेत हैं, जो इस कारण का हिस्सा है कि वे टीएपी नियंत्रकों को सम्मिलित करते हैं जो जेटीएजी स्कैन श्रृंखला को संशोधित करते हैं: कम बिजली के संचालन को डिबग करने के लिए चिप्स तक पहुँचने की आवश्यकता होती है जब वे बड़े पैमाने पर संचालित होते हैं, और इस प्रकार जब नहीं सभी टीएपी चालू हैं। वह स्कैन चेन संशोधन आगामी आईईईई 1149.7 मानक का एक विषय है।^[7]