SN54BCT8374A與SN74BCT8374A掃描測試設備技術剖析

在電子設計領域，測試設備對于保障電路性能和可靠性起著至關重要的作用。今天我們就來深入探討德州儀器（Texas Instruments）推出的SN54BCT8374A與SN74BCT8374A掃描測試設備，看看它們在實際應用中的特點和優(yōu)勢。

文件下載：SN74BCT8374ADWRG4.pdf

產品概述

SN54BCT8374A和SN74BCT8374A屬于德州儀器SCOPE?可測試性集成電路家族，具備八進制D型邊沿觸發(fā)觸發(fā)器。這兩款設備支持IEEE標準1149.1 - 1990邊界掃描，能有效促進復雜電路板組件的測試。通過4線測試訪問端口（TAP）接口，可實現(xiàn)對測試電路的掃描訪問。

產品特性

• 功能等效：在正常模式下，它們與’F374和’BCT374八進制D型觸發(fā)器功能等效。
• 兼容性：兼容IEEE標準1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構。
• 測試同步：測試操作與測試訪問端口（TAP）同步。
• 可選測試復位：通過識別TMS引腳上的雙高電平電壓（10 V）實現(xiàn)可選測試復位信號。
• 指令集豐富：支持IEEE標準1149.1 - 1990所需指令，以及可選的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令。

封裝選項

提供多種封裝選項，包括塑料小外形（DW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）、標準塑料（NT）和陶瓷（JT）300密耳雙列直插式封裝（DIP）。

工作模式

正常模式

在此模式下，設備的功能與’F374和’BCT374八進制D型觸發(fā)器相同。TAP激活測試電路時，不會影響SCOPE?八進制觸發(fā)器的正常功能。測試電路可用于對設備端子處的數(shù)據(jù)進行快照采樣，或對邊界測試單元進行自檢。

測試模式

該模式下，SCOPE?八進制觸發(fā)器的正常操作被禁止，測試電路啟用，可觀察和控制設備的I/O邊界，執(zhí)行符合IEEE標準1149.1 - 1990的邊界掃描測試操作。

測試架構

TAP控制器

通過符合IEEE標準1149.1 - 1990的4線測試總線（TAP）傳輸串行測試信息。TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號，提取同步和狀態(tài)控制信號，為設備中的測試結構生成片上控制信號。TAP控制器是一個同步有限狀態(tài)機，包含16個狀態(tài)，其中6個穩(wěn)定狀態(tài)和10個不穩(wěn)定狀態(tài)。主要有兩條路徑，分別用于訪問和控制所選數(shù)據(jù)寄存器以及指令寄存器，且一次只能訪問一個寄存器。

測試寄存器

• 指令寄存器（IR）：8位長，決定設備要執(zhí)行的指令，包括操作模式、測試操作、數(shù)據(jù)寄存器選擇和數(shù)據(jù)捕獲源等信息。在Capture - IR狀態(tài)下，捕獲二進制值10000001；在Update - IR狀態(tài)下，更新當前指令。
• 邊界掃描寄存器（BSR）：18位長，為每個正常功能輸入引腳和輸出引腳包含一個邊界掃描單元（BSC），用于存儲測試數(shù)據(jù)和捕獲數(shù)據(jù)。其掃描順序是從TDI經過位17 - 0到TDO。
• 邊界控制寄存器（BCR）：2位長，用于在RUNT指令上下文中實現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的額外測試操作，如PRPG和PSA。在Capture - DR狀態(tài)下，內容不變；上電或處于Test - Logic - Reset狀態(tài)時，復位為二進制值10。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可縮短系統(tǒng)掃描路徑長度，減少完成測試操作所需的測試模式位數(shù)。在Capture - DR狀態(tài)下，捕獲邏輯0。

指令與操作

指令集

設備支持多種指令，每種指令對應不同的操作和功能，例如：

• 邊界掃描（Boundary Scan）：符合IEEE標準1149.1 - 1990的EXTEST和INTEST指令，選擇BSR進行掃描，捕獲輸入和輸出數(shù)據(jù)，設備處于測試模式。
• 旁路掃描（Bypass Scan）：符合IEEE標準1149.1 - 1990的BYPASS指令，選擇旁路寄存器，設備處于正常模式。
• 采樣邊界（Sample Boundary）：符合IEEE標準1149.1 - 1990的SAMPLE/PRELOAD指令，選擇BSR進行掃描，捕獲輸入和輸出數(shù)據(jù)，設備處于正常模式。

BCR指令操作

BCR指令根據(jù)其位1 - 0的編碼進行解碼，對應不同的測試操作：

• 采樣輸入/翻轉輸出（TOPSIP）：在每個TCK上升沿捕獲輸入數(shù)據(jù)并更新到輸入BSC的影子鎖存器，同時翻轉輸出BSC的移位寄存器數(shù)據(jù)并更新到影子鎖存器和輸出端子。
• 偽隨機模式生成（PRPG）：在每個TCK上升沿在BSC的移位寄存器元素中生成偽隨機模式，并更新到影子鎖存器和輸出端子。
• 并行簽名分析（PSA）：在每個TCK上升沿將輸入數(shù)據(jù)壓縮成16位并行簽名，并更新到輸入BSC的影子鎖存器。
• 同時進行PSA和PRPG（PSA/PRPG）：在每個TCK上升沿將輸入數(shù)據(jù)壓縮成8位并行簽名，同時在輸出BSC的移位寄存器元素中生成8位偽隨機模式。

電氣特性與參數(shù)

絕對最大額定值

• 電源電壓范圍：需注意不同引腳的輸入電壓范圍和電流限制，如輸入電壓范圍除TMS外為 - 0.5 V至VCC ，輸入鉗位電流等也有相應限制。
• 存儲溫度范圍：SN54BCT8374A為 - 55°C至125°C，SN74BCT8374A為0°C至70°C。

推薦工作條件

涵蓋電源電壓、輸入電壓、輸出電流等參數(shù)，不同型號在不同溫度范圍下有具體的推薦值。

電氣特性

在推薦的工作溫度和電源電壓范圍內，對輸入輸出電壓、電流等參數(shù)有詳細的規(guī)定，例如不同負載條件下的輸出高電平電壓、低電平電壓等。

時序要求

正常模式和測試模式下的時鐘頻率、脈沖持續(xù)時間、建立時間、保持時間等時序參數(shù)有所不同，在設計時需要根據(jù)具體模式進行考慮。

開關特性

包括最大時鐘頻率、傳播延遲時間等參數(shù)，反映了設備在不同輸入輸出情況下的信號切換速度。

應用與注意事項

應用場景

這兩款設備適用于需要進行邊界掃描測試的復雜電路板設計，可有效提高測試效率和準確性，保障電路的可靠性。

注意事項

在使用過程中，要注意絕對最大額定值的限制，避免設備因超出額定條件而損壞。同時，要根據(jù)推薦工作條件進行設計，確保設備正常運行。另外，對于不同的指令和操作，要理解其具體功能和適用場景，以充分發(fā)揮設備的性能。

SN54BCT8374A和SN74BCT8374A掃描測試設備憑借其豐富的功能和良好的兼容性，為電子工程師在電路板測試和設計方面提供了有力的支持。在實際應用中，我們需要深入理解其工作原理和特性，合理運用各種指令和操作，以實現(xiàn)高效、準確的測試和設計。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。