3.3-V ABT掃描測試設(shè)備：SN54/74LVTH18502A和SN54/74LVTH182502A深度解析

在電子設(shè)備的設(shè)計與測試領(lǐng)域，德州儀器（Texas Instruments）的SN54LVTH18502A、SN54LVTH182502A、SN74LVTH18502A和SN74LVTH182502A這幾款3.3-V ABT掃描測試設(shè)備，憑借其卓越的性能和豐富的功能，成為了眾多工程師的得力助手。今天，我們就來深入探討這些設(shè)備的特點、工作模式以及相關(guān)的技術(shù)細節(jié)。

文件下載：SN74LVTH18502APMG4.pdf

產(chǎn)品概述

這幾款設(shè)備屬于德州儀器SCOPE?可測試性集成電路家族，同時也是Widebus?家族的成員。它們采用了先進的3.3-V ABT設(shè)計，支持混合模式信號操作，能夠在3.3-V (V_{CC})的情況下實現(xiàn)5-V的輸入和輸出電壓，并且支持低至2.7 V的非穩(wěn)壓電池操作。此外，設(shè)備還具備通用總線收發(fā)器（UBT?）功能，結(jié)合了D型鎖存器和D型觸發(fā)器，可在透明、鎖存或時鐘模式下工作。

產(chǎn)品特性亮點

1. 兼容JTAG標準

這些設(shè)備與IEEE標準1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)兼容，支持SCOPE?指令集，包括IEEE標準要求的指令以及可選的CLAMP和HIGHZ指令，還具備并行簽名分析、偽隨機模式生成等功能。

2. 減少外部元件需求

數(shù)據(jù)輸入的總線保持功能消除了對外部上拉電阻的需求，而’LVTH182502A設(shè)備的B端口輸出內(nèi)置了等效的25-Ω串聯(lián)電阻，無需額外的外部電阻。

3. 多模式操作

在正常模式下，它們是18位通用總線收發(fā)器，可作為兩個9位收發(fā)器或一個18位收發(fā)器使用；在測試模式下，可通過測試訪問端口（TAP）激活測試電路，對設(shè)備引腳的數(shù)據(jù)進行快照采樣或?qū)吔鐪y試單元進行自檢。

工作模式詳解

正常模式

在正常模式下，設(shè)備作為18位通用總線收發(fā)器工作。數(shù)據(jù)在A - B和B - A兩個方向的流動由輸出使能（OEAB和OEBA）、鎖存使能（LEAB和LEBA）和時鐘（CLKAB和CLKBA）輸入控制。例如，當LEAB為高時，設(shè)備在透明模式下工作；當LEAB為低時，A總線數(shù)據(jù)在CLKAB保持靜態(tài)低或高邏輯電平時被鎖存，或者在CLKAB從低到高的轉(zhuǎn)換時存儲。當OEAB為低時，B輸出有效；當OEAB為高時，B輸出處于高阻抗狀態(tài)。B - A數(shù)據(jù)流動與A - B類似，只是使用OEBA、LEBA和CLKBA輸入。

測試模式

在測試模式下，設(shè)備的正常操作被抑制，測試電路被啟用，用于觀察和控制設(shè)備的I/O邊界。測試電路根據(jù)IEEE標準1149.1 - 1990的協(xié)議執(zhí)行邊界掃描測試操作。通過四個專用測試引腳（TDI、TDO、TMS和TCK）來觀察和控制測試電路的操作，同時還能執(zhí)行并行簽名分析和偽隨機模式生成等測試功能。

測試架構(gòu)與狀態(tài)機

測試架構(gòu)

設(shè)備的串行測試信息通過符合IEEE標準1149.1 - 1990的4線測試總線或TAP傳輸。TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號，從中提取同步和狀態(tài)控制信號，并為設(shè)備中的測試結(jié)構(gòu)生成相應(yīng)的片上控制信號。

狀態(tài)機

TAP控制器是一個同步有限狀態(tài)機，共有16個狀態(tài)，其中6個是穩(wěn)定狀態(tài)，10個是不穩(wěn)定狀態(tài)。主要有兩條路徑用于訪問和控制數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器，每次只能訪問一個寄存器。狀態(tài)機從Test - Logic - Reset狀態(tài)開始，在不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換以執(zhí)行各種測試操作。

寄存器詳解

指令寄存器（IR）

IR為8位長，用于指示設(shè)備要執(zhí)行的指令，包括操作模式（正常模式或測試模式）、要執(zhí)行的測試操作、要選擇的四個數(shù)據(jù)寄存器以及在Capture - DR期間要捕獲到所選數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)來源。在Capture - IR期間，IR捕獲二進制值10000001；在Update - IR期間，新的指令被加載到影子鎖存器中。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：48位長，用于存儲要應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳的測試數(shù)據(jù)，以及捕獲設(shè)備輸入和輸出引腳的數(shù)據(jù)。在Capture - DR期間，其數(shù)據(jù)來源由當前指令決定。在電源啟動或Test - Logic - Reset狀態(tài)下，BSR的47 - 44位被重置為邏輯1。
• 邊界控制寄存器（BCR）：3位長，用于在邊界運行測試（RUNT）指令中實現(xiàn)額外的測試操作，如PRPG、PSA和二進制計數(shù)等。在電源啟動或Test - Logic - Reset狀態(tài)下，BCR被重置為二進制值010，選擇PSA測試操作。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可用于縮短系統(tǒng)掃描路徑的長度。在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0。
• 設(shè)備識別寄存器（IDR）：32位長，用于識別設(shè)備的制造商、部件號和版本。不同型號的設(shè)備在Capture - DR狀態(tài)下捕獲不同的二進制值。

指令與操作

指令寄存器操作碼

設(shè)備支持多種指令，如邊界掃描（EXTEST）、識別讀?。?a target="_blank">IDCODE）、采樣邊界（SAMPLE/PRELOAD）、旁路掃描（BYPASS）等。每種指令都有其特定的功能和操作模式，例如邊界掃描指令用于捕獲設(shè)備輸入和I/O引腳的數(shù)據(jù)，并將掃描到的I/O BSCs數(shù)據(jù)應(yīng)用到設(shè)備I/O引腳；識別讀取指令用于讀取設(shè)備的識別信息。

邊界控制寄存器操作碼

BCR的操作碼決定了在RUNT指令執(zhí)行期間要執(zhí)行的測試操作，包括采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）、偽隨機模式生成（PRPG）、并行簽名分析（PSA）等。不同的操作碼對應(yīng)不同的測試算法和操作流程。

電氣特性與時序要求

電氣特性

設(shè)備在推薦的工作溫度范圍內(nèi)具有特定的電氣特性，包括輸入輸出電壓、電流、功耗等參數(shù)。例如，在不同的電源電壓和負載條件下，輸出電壓和電流有相應(yīng)的規(guī)格要求。

時序要求

正常模式和測試模式下的時序要求不同。在正常模式下，時鐘頻率、脈沖持續(xù)時間、建立時間和保持時間等參數(shù)有明確的規(guī)定；在測試模式下，TCK的時鐘頻率、脈沖持續(xù)時間以及輸入信號的建立和保持時間也有相應(yīng)的要求。

封裝與包裝信息

這些設(shè)備提供多種封裝選項，如64引腳塑料薄四方扁平（PM）封裝和68引腳陶瓷四方扁平（HV）封裝。同時，文檔還提供了不同封裝的包裝信息，包括磁帶和卷軸、管子、托盤等的尺寸和規(guī)格。

總結(jié)

德州儀器的SN54LVTH18502A、SN54LVTH182502A、SN74LVTH18502A和SN74LVTH182502A 3.3-V ABT掃描測試設(shè)備以其豐富的功能、良好的兼容性和可靠的性能，為電子工程師在復(fù)雜電路測試和設(shè)計中提供了強大的支持。了解這些設(shè)備的特點和工作原理，有助于工程師更好地應(yīng)用它們，提高電路設(shè)計和測試的效率和質(zhì)量。在實際應(yīng)用中，工程師還需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇和配置這些設(shè)備，以實現(xiàn)最佳的性能和效果。你在使用這些設(shè)備的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。