JTAGって、そもそもナニ？

はじめに

みなさんは「JTAG（ジェイタグ）」という言葉を聞いたことがありますか？電子工作やマイコン開発をしていると、回路図やチップのデータシートに出てくるあの4本（または5本）ピン ―― TDI / TDO / TCK / TMS /（TRST）。
でも、「なんかデバッグ用のやつでしょ？」くらいで止まっている人も多いかもしれません。

今日はそんな JTAG の正体を、なるべくわかりやすく覗いてみましょう。

JTAGは「テスト」が出発点

JTAGは「Joint Test Action Group」の略です。これは1980年代に、各国の企業や団体が「電子基板のテストをもっと簡単にしよう！」と作ったグループの名前でした。やがて、そのグループが作った仕組みそのものが「JTAG」と呼ばれるようになったのです。

では、何を“テスト”するのか？
それは 基板に載っているIC同士がちゃんとつながっているか？ ということ。
昔は、プローブをピンに押し当てて通電を調べていましたが、集積度が上がるとそんな方法では手が届きません。そこで登場したのが、「チップの中にテスト回路を仕込んでおく」というアイデアです。

チップの中に「自己診断用の通路」がある

JTAG対応のICには、「バウンダリスキャンチェイン」という特殊な回路が埋め込まれています。
簡単に言えば、各ピンの入出力状態をずらっと鎖のようにつないで、外部から1ビットずつ読み書きできる仕組みです。

この“鎖”にデータを送り込むための入口と出口が、冒頭に出てきた4本ピン：

ピン名	意味（ざっくり）
TDI	テストデータの入口（Test Data In）
TDO	テストデータの出口（Test Data Out）
TCK	テスト用クロック（Test Clock）
TMS	モード選択信号（Test Mode Select）
TRST	（オプション）リセット信号（Test Reset）

これらを専用ツールで制御することで、ピンの状態を読んだり、擬似的に信号を出したりできます。
つまり、外から基板を触らなくても“中身を診断”できるわけですね。

いつのまにか「デバッグ用」にも使われるように

当初は“テスト用”だったJTAGですが、マイコンやFPGAなどの高度なICが登場するにつれ、「これ、CPUの中身（レジスタやメモリ）にもアクセスできるようにしたら便利じゃない？」という流れに。

こうしてJTAGは、開発者が「プログラムの書き込み」や「ステップ実行（デバッグ）」を行うための標準インタフェースとしても広まりました。
たとえば、ARMコアを使ったマイコンでは、JTAG（あるいはその派生のSWD）を使って、PCからプログラムを転送したり、ブレークポイントを設定したりできます。

つまりJTAGは・・・

• 製造現場では → 回路検査のための“テストポート”
• 開発現場では → ソフト開発のための“デバッグポート”
  という、まさに“両刀使い”の仕組みなのです。

まとめ：JTAGは「中を覗くための窓」

JTAGをひとことで言うなら、

電子機器の中をのぞいたり操作したりするための共通の“窓口”

と言うことができます。

実際に扱うには専用アダプター（JTAGデバッガ）やツールが必要ですが、仕組みを理解しておくと、開発中のトラブル解析やハードの理解にとても役立ちます。

最近ではJTAGをベースにした簡易化プロトコル「SWD（Serial Wire Debug）」も一般的です。
基本の考え方は同じですが、ピン数を減らして省スペースにした進化形と捉えるといいでしょう。

最後に

JTAGは、普段は地味な存在ですが、ハードウェアを開発・テスト・修理する上では欠かせない「裏方ヒーロー」です。 もしマイコンボードに“JTAG”と書かれたピンが並んでいたら、
「これは中をのぞくための秘密の扉なんだな」と思い出してみてください。