德州儀器 3.3-V ABT 掃描測(cè)試設(shè)備深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，測(cè)試設(shè)備對(duì)于確保復(fù)雜電路板組件的功能和可靠性至關(guān)重要。德州儀器（TI）的 SN54LVTH18512、SN54LVTH182512、SN74LVTH18512 和 SN74LVTH182512 這幾款 3.3-V ABT 掃描測(cè)試設(shè)備，憑借其卓越的性能和豐富的功能，成為眾多工程師的首選。今天，我們就來深入剖析這些設(shè)備的特性、功能和應(yīng)用。

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產(chǎn)品概述

這幾款設(shè)備屬于德州儀器 SCOPE? 可測(cè)試性集成電路家族，支持 IEEE Std 1149.1 - 1990 邊界掃描標(biāo)準(zhǔn)，能極大地便利復(fù)雜電路板組件的測(cè)試工作。它們通過 4 線測(cè)試訪問端口（TAP）接口實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試電路的掃描訪問。這些設(shè)備專為低電壓（3.3-V）VCC 操作而設(shè)計(jì)，同時(shí)具備為 5-V 系統(tǒng)環(huán)境提供 TTL 接口的能力，這一特性使其具有更廣泛的適用性。

工作模式

正常模式

在正常模式下，這些設(shè)備作為 18 位通用總線收發(fā)器，結(jié)合了 D 型鎖存器和 D 型觸發(fā)器，允許數(shù)據(jù)在透明、鎖存或時(shí)鐘模式下流動(dòng)。它們既可以作為兩個(gè) 9 位收發(fā)器使用，也能當(dāng)作一個(gè) 18 位收發(fā)器。數(shù)據(jù)在每個(gè)方向的流動(dòng)由輸出使能（OEAB 和 OEBA）、鎖存使能（LEAB 和 LEBA）和時(shí)鐘（CLKAB 和 CLKBA）輸入控制。例如，對(duì)于 A 到 B 的數(shù)據(jù)流，當(dāng) LEAB 為高電平時(shí)，設(shè)備工作在透明模式；當(dāng) LEAB 為低電平時(shí)，A 數(shù)據(jù)在 CLKAB 保持靜態(tài)低或高邏輯電平時(shí)被鎖存，或者在 CLKAB 從低到高的轉(zhuǎn)換時(shí)存儲(chǔ)。當(dāng) OEAB 為低電平時(shí)，B 輸出有效；當(dāng) OEAB 為高電平時(shí)，B 輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。B 到 A 的數(shù)據(jù)流與 A 到 B 類似，只是使用 OEBA、LEBA 和 CLKBA 輸入。

測(cè)試模式

在測(cè)試模式下，SCOPE? 通用總線收發(fā)器的正常操作被禁止，測(cè)試電路被啟用，用于觀察和控制設(shè)備的 I/O 邊界。啟用后，測(cè)試電路會(huì)根據(jù) IEEE Std 1149.1 - 1990 中描述的協(xié)議執(zhí)行邊界掃描測(cè)試操作。四個(gè)專用測(cè)試引腳（測(cè)試數(shù)據(jù)輸入 TDI、測(cè)試數(shù)據(jù)輸出 TDO、測(cè)試模式選擇 TMS 和測(cè)試時(shí)鐘 TCK）用于觀察和控制測(cè)試電路的操作。此外，測(cè)試電路還能執(zhí)行其他測(cè)試功能，如對(duì)數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行并行簽名分析（PSA）和從數(shù)據(jù)輸出生成偽隨機(jī)模式（PRPG）。所有測(cè)試和掃描操作都與 TAP 接口同步。

寄存器詳解

指令寄存器

指令寄存器（IR）為 8 位長(zhǎng)，用于告知設(shè)備要執(zhí)行的指令。指令包含的信息有操作模式（正常模式或測(cè)試模式）、要執(zhí)行的測(cè)試操作、在數(shù)據(jù)寄存器掃描期間要選擇包含在掃描路徑中的四個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的哪一個(gè)，以及在 Capture - DR 期間要捕獲到所選數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)來源。在 Capture - IR 期間，IR 捕獲二進(jìn)制值 10000001；在 Update - IR 期間，移入 IR 的值被加載到影子鎖存器中，此時(shí)當(dāng)前指令更新，任何指定的模式更改生效。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：48 位長(zhǎng)，每個(gè)正常功能輸入引腳和每個(gè)正常功能 I/O 引腳都有一個(gè)邊界掃描單元（BSC）。它用于存儲(chǔ)要外部應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳的測(cè)試數(shù)據(jù)，和/或捕獲在正常片上邏輯輸出內(nèi)部和/或設(shè)備輸入引腳上外部出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。在 Capture - DR 期間捕獲到 BSR 中的數(shù)據(jù)來源由當(dāng)前指令決定。在電源開啟或 Test - Logic - Reset 狀態(tài)下，BSCs 47 - 44 被重置為邏輯 1，確?？刂?A 端口和 B 端口輸出的這些單元設(shè)置為良性值。
• 邊界控制寄存器（BCR）：3 位長(zhǎng)，用于在邊界運(yùn)行測(cè)試（RUNT）指令的上下文中實(shí)現(xiàn)基本 SCOPE? 指令集未包含的額外測(cè)試操作，如 PRPG、PSA 和二進(jìn)制計(jì)數(shù)（COUNT）。在電源開啟或 Test - Logic - Reset 狀態(tài)下，BCR 被重置為二進(jìn)制值 010，選擇 PSA 測(cè)試操作。
• 旁路寄存器：1 位掃描路徑，可選擇以縮短系統(tǒng)掃描路徑的長(zhǎng)度，減少完成測(cè)試操作必須應(yīng)用的每個(gè)測(cè)試模式的位數(shù)。在 Capture - DR 期間，旁路寄存器捕獲邏輯 0。
• 設(shè)備識(shí)別寄存器（IDR）：32 位長(zhǎng)，可選擇并讀取以識(shí)別設(shè)備的制造商、部件號(hào)和版本。對(duì)于 ’LVTH18512，在 Capture - DR 狀態(tài)期間捕獲二進(jìn)制值 00000000000000111011000000101111（0003B02F，十六進(jìn)制）；對(duì)于 ’LVTH182512，捕獲二進(jìn)制值 00000000000000111100000000101111（0003C02F，十六進(jìn)制）。

指令操作

不同的指令操作實(shí)現(xiàn)了多樣化的測(cè)試功能，如邊界掃描、識(shí)別讀取、樣本邊界等。例如，邊界掃描指令符合 IEEE Std 1149.1 - 1990 EXTEST 指令，選擇 BSR 進(jìn)入掃描路徑，捕獲設(shè)備輸入和 I/O 引腳的數(shù)據(jù)，并將掃描到 I/O BSCs 中的數(shù)據(jù)應(yīng)用到設(shè)備 I/O 引腳；識(shí)別讀取指令符合 IEEE Std 1149.1 - 1990 IDCODE 指令，選擇 IDR 進(jìn)入掃描路徑，設(shè)備工作在正常模式。

電氣特性與時(shí)序要求

電氣特性

在推薦的工作自由空氣溫度范圍內(nèi)，這些設(shè)備具有明確的電氣特性，如輸入輸出電壓、電流等參數(shù)。例如，在不同的 VCC 電壓和輸出電流條件下，輸出電壓（VOH 和 VOL）有相應(yīng)的取值范圍；輸入電流（II）在不同的輸入電壓和引腳類型下也有明確的規(guī)定。這些電氣特性為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。

時(shí)序要求

所有測(cè)試操作都與 TCK 信號(hào)同步。數(shù)據(jù)在 TDI、TMS 和正常功能輸入上的捕獲發(fā)生在 TCK 的上升沿，數(shù)據(jù)在 TDO 和正常功能輸出引腳上的出現(xiàn)發(fā)生在 TCK 的下降沿。在正常模式和測(cè)試模式下，時(shí)鐘頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、設(shè)置時(shí)間和保持時(shí)間等時(shí)序參數(shù)都有明確的要求。例如，在正常模式下，CLKAB 或 CLKBA 的時(shí)鐘頻率在不同的 VCC 電壓下有不同的最大值；在測(cè)試模式下，TCK 的時(shí)鐘頻率也有相應(yīng)的限制。

封裝與應(yīng)用

封裝選項(xiàng)

提供 64 引腳塑料薄收縮小外形（DGG）和 64 引腳陶瓷雙扁平（HKC）封裝，引腳中心間距為 0.5 毫米。不同的封裝形式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)需求。

應(yīng)用領(lǐng)域

這些設(shè)備廣泛應(yīng)用于需要對(duì)復(fù)雜電路板進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證的領(lǐng)域，如通信設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天等。其支持的邊界掃描功能和多樣化的測(cè)試操作，能夠有效提高電路板的測(cè)試效率和準(zhǔn)確性，降低開發(fā)成本和時(shí)間。

德州儀器的 SN54LVTH18512、SN54LVTH182512、SN74LVTH18512 和 SN74LVTH182512 3.3 - V ABT 掃描測(cè)試設(shè)備以其豐富的功能、良好的電氣特性和多樣化的封裝選項(xiàng)，為電子工程師在復(fù)雜電路板測(cè)試和設(shè)計(jì)方面提供了強(qiáng)大的支持。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求和應(yīng)用場(chǎng)景，合理選擇和使用這些設(shè)備，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。大家在使用這些設(shè)備的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。