ST40 自制 JTAG 适配器

// 文章首发于 https://zhuanlan.zhihu.com/p/28762429

// 但是不知道为什么搜索引擎还没有收录，便在博客再次发布。

0. 引言

意法半导体生产的 SH4 架构的 ST40 CPU 被广泛地用于机顶盒中。

对于DIY家庭硬件来说，救砖途径十分重要，尤其是在 FLASH 由于误操作被清空时，不能使用 u-boot 之类的 bootloader，JTAG 几乎就成了唯一较方便的救转方式。

（当然还可以用编程器直接写 FLASH，不过贴片的 FLASH 芯片用烙铁拆还是有点小怕。）

而对于 ST40 CPU 来说，需要购买 ST 官方的 ST Micro Connect 仿真器，才可使用 JTAG 进行调试与运行程序，价格比较昂贵，其实这样的一个 JTAG 适配器，是可以自己DIY制作的。

1. 准备

FT4232 或者 FT2232 系列模块
双母头杜邦线若干
目标板（此处为 STb7100 板子）
PC（Fedora 14 x86 与 Windows）
万用表

2. 操作

2.1 目标板 JTAG

首先在目标板上，找到 JTAG 针脚（一般为20针），可以利用 Google 搜索一下板子的 Datasheet，比如我的 STb7100 板子可以在这找到：

http://www.avi-plus.com/download/STb7100MB.pdf

翻阅找到有关 JTAG 的一页，可以看到针脚是这样定义的，如下图。

由于板子上的 JTAG 针脚没有标记，而偶数针脚均为 GND，因此利用万用表测试各针脚与 GND 的连通性，能够找到所有偶数针脚，便可确定各针脚的定义。

（注意：第 7 针应为nASEBRK；第 17 针也可叫nRST）

2.2 FTDI 模块

对于 FTDI 的芯片，国内存在着大量山寨芯片，一般淘宝上比较便宜的那种，十拿九稳就是山寨芯片了，虽然功能没有影响，但性能有不同，还是强烈建议购买正版。

比较方便的模块之一是 UM232H，国内淘宝存在如下两种：前者应为国内小厂商自己山寨的模块，后者应为 FTDI 官方版本，都可以用。

一般来说，模块购买后，应该是空的，即没有进行烧写程序的；当然如果有，也不影响。

基本的思路就是将 FTDI 模块的 VID 和 PID 修改为 ST Micro Connect 对应的值，达到欺骗的效果。

将购买的模块连接至 PC，前往 FTDI 官网下载驱动后安装，下载使用 MProg 对其进行烧写。首先扫描设备 Device -> Scan，然后读取数据 Tools -> Read and Parse，进入编辑模式后，可修改其数据，修改后如下图。

之后使用闪电图标进行烧写，就完成了欺骗第一步，如果你发现烧写后发现信息错误，可以在 FTDI 的驱动 INF 文件中，加入你设备当前的 VID 和 PID，对你的设备重新安装该驱动，即可识别为 FTDI 设备，便可再次使用 MProg 进行烧写操作。

下图为连线图，使用了 FTDI 官方模块作为图例。对于 FTDI 官方模块来说，需要使用跳线帽对其电源进行设置：VIO 与 3V3，5V0 和 USB 连接；而对于山寨模块来说，一般不需要考虑电源，厂商都已经设置好，因此可直接看左下侧的连线。

根据下图将 UM232H 模块与目标板 JTAG 相连。

（注意：GND 在此可不连）

2.3 工具集

目前暂未找到 Windows 下的 ST Micro Connect 驱动程序，估计 ST 官方的 FTP 有，不过前些年流传的用户名和密码失效了。

ST 其实有个专用的 Toolset 和 Package 的，Toolset 的下载地址（Windows）：

ST40 Micro Toolset R5.3.0. Get the software safe and easy.

目前我的解决方案是使用 STLinux 内置的工具集，需要安装 STLinux，下载地址：

http://archive.stlinux.com/stlinux/2.4/iso/STLinux-2.4-sh4-20141119.iso

也就是说 Windows 有工具集但缺驱动，而 Linux 下要安装一个大东西。

这玩意儿坑的我非常厉害，等有空了我再单独发一篇文章。

2.4 工具集使用

如果安装了 STLinux 或者 Toolset 并有驱动，可以打开其提供的 gdb。

对于我的 STb7100 来说，使用 mb411 的包，

Windows 下使用

(gdb) sh4tp STMCLT2333A:mb411:st40

Linux 下使用

(gdb) sh4tp STMCLT2333_A:mb411:st40

接下来就可以加载程序了，可以加载 ELF 格式的程序

(gdb) load /home/st/bootloader/u-boot

继续执行

(gdb) continue

理论上现在的串口就可以使用了。

A. 参考资料

[1] How to JTAG Interface STMCLT Clone (Rev 2) http://www.avi-plus.com/images/fbfiles/files/HOWTO_JTAG_Interface_STMCLT_Clone_REV2.pdf

[2] ST40 / STb71xx JTAG interfacing