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Hardware Hacking

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JTAG

JTAG ermöglicht eine Boundary-Scan-Durchführung. Der Boundary-Scan analysiert bestimmte Schaltkreise, einschließlich eingebetteter Boundary-Scan-Zellen und Register für jeden Pin.

Der JTAG-Standard definiert spezifische Befehle für die Durchführung von Boundary-Scans, darunter:

• BYPASS ermöglicht es Ihnen, einen bestimmten Chip zu testen, ohne den Overhead durch andere Chips zu durchlaufen.
• SAMPLE/PRELOAD nimmt eine Stichprobe der Daten auf, die das Gerät beim normalen Betrieb eingeben und verlassen.
• EXTEST setzt und liest Pin-Zustände.

Es kann auch andere Befehle unterstützen, wie:

• IDCODE zur Identifizierung eines Geräts
• INTEST für den internen Test des Geräts

Sie könnten auf diese Anweisungen stoßen, wenn Sie ein Tool wie den JTAGulator verwenden.

Der Testzugriffsport

Boundary-Scans umfassen Tests des vieradrigen Testzugriffsports (TAP), einem universellen Port, der Zugriff auf die in ein Bauteil integrierten JTAG-Testunterstützungsfunktionen bietet. TAP verwendet die folgenden fünf Signale:

• Testtakt-Eingang (TCK) Der TCK ist die Taktfrequenz, die definiert, wie oft der TAP-Controller eine einzelne Aktion ausführt (sprich, zum nächsten Zustand in der Zustandsmaschine springt).
• Testmodusauswahl (TMS) Eingang TMS steuert die endliche Zustandsmaschine. Bei jedem Takt des Takts überprüft der JTAG-TAP-Controller des Geräts die Spannung am TMS-Pin. Wenn die Spannung unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, wird das Signal als niedrig betrachtet und als 0 interpretiert, während es als hoch und als 1 interpretiert wird, wenn die Spannung über einem bestimmten Schwellenwert liegt.
• Testdateneingang (TDI) TDI ist der Pin, der Daten über die Scan-Zellen in den Chip sendet. Jeder Hersteller ist dafür verantwortlich, das Kommunikationsprotokoll über diesen Pin zu definieren, da JTAG dies nicht vorgibt.
• Testdatenausgang (TDO) TDO ist der Pin, der Daten aus dem Chip sendet.
• Testreset (TRST) Eingang Der optionale TRST setzt die endliche Zustandsmaschine auf einen bekannten guten Zustand zurück. Alternativ, wenn das TMS für fünf aufeinanderfolgende Taktzyklen auf 1 gehalten wird, ruft es einen Reset auf, genauso wie der TRST-Pin, weshalb TRST optional ist.

Manchmal werden Sie diese Pins auf der Leiterplatte markiert finden. In anderen Fällen müssen Sie sie finden.

Identifizierung von JTAG-Pins

Der schnellste, aber teuerste Weg, JTAG-Ports zu erkennen, ist die Verwendung des JTAGulators, eines speziell für diesen Zweck erstellten Geräts (obwohl es auch UART-Pinbelegungen erkennen kann).

Es verfügt über 24 Kanäle, die Sie mit den Pins der Boards verbinden können. Anschließend führt es einen BF-Angriff aller möglichen Kombinationen durch, indem es IDCODE- und BYPASS-Boundary-Scan-Befehle sendet. Wenn es eine Antwort erhält, zeigt es den Kanal für jedes JTAG-Signal an.

Ein kostengünstigerer, aber viel langsamerer Weg, JTAG-Pinbelegungen zu identifizieren, besteht darin, das JTAGenum auf einem Arduino-kompatiblen Mikrocontroller zu laden.

Mit JTAGenum würden Sie zunächst die Pins des Prüfgeräts definieren, die Sie für die Auflistung verwenden werden. Sie müssten das Pinout-Diagramm des Geräts konsultieren und dann diese Pins mit den Testpunkten auf Ihrem Zielgerät verbinden.

Ein dritter Weg, um JTAG-Pins zu identifizieren, besteht darin, die Leiterplatte auf eine der Pinbelegungen zu überprüfen. In einigen Fällen könnten Leiterplatten bequemerweise die Tag-Connect-Schnittstelle bereitstellen, was ein deutlicher Hinweis darauf ist, dass die Platine auch einen JTAG-Anschluss hat. Sie können sehen, wie diese Schnittstelle aussieht unter https://www.tag-connect.com/info/. Darüber hinaus könnten die Datenblätter der Chipsätze auf der Leiterplatte Pinbelegungsdiagramme enthalten, die auf JTAG-Schnittstellen hinweisen.

SDW

SWD ist ein ARM-spezifisches Protokoll, das für das Debuggen entwickelt wurde.

Die SWD-Schnittstelle erfordert zwei Pins: ein bidirektionales SWDIO-Signal, das dem JTAG-Äquivalent von TDI und TDO-Pins entspricht, und einen Takt, SWCLK, der dem TCK in JTAG entspricht. Viele Geräte unterstützen den Serial Wire oder JTAG Debug Port (SWJ-DP), eine kombinierte JTAG- und SWD-Schnittstelle, die es ermöglicht, entweder eine SWD- oder JTAG-Sonde mit dem Ziel zu verbinden.

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