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

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)與測(cè)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(cè)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(lái)深入探討這些設(shè)備的特點(diǎn)、工作模式以及相關(guān)的技術(shù)細(xì)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(cè)試性集成電路家族，同時(shí)也是Widebus?家族的成員。它們采用了先進(jìn)的3.3-V ABT設(shè)計(jì)，支持混合模式信號(hào)操作，能夠在3.3-V (V_{CC})的情況下實(shí)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(shí)鐘模式下工作。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

1. 兼容JTAG標(biāo)準(zhǔn)

這些設(shè)備與IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990（JTAG）測(cè)試訪問(wèn)端口和邊界掃描架構(gòu)兼容，支持SCOPE?指令集，包括IEEE標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(duì)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(wú)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(gè)9位收發(fā)器或一個(gè)18位收發(fā)器使用；在測(cè)試模式下，可通過(guò)測(cè)試訪問(wèn)端口（TAP）激活測(cè)試電路，對(duì)設(shè)備引腳的數(shù)據(jù)進(jìn)行快照采樣或?qū)吔鐪y(cè)試單元進(jìn)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(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，當(dāng)LEAB為高時(shí)，設(shè)備在透明模式下工作；當(dāng)LEAB為低時(shí)，A總線數(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為低時(shí)，B輸出有效；當(dāng)OEAB為高時(shí)，B輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。B - A數(shù)據(jù)流動(dòng)與A - B類(lèi)似，只是使用OEBA、LEBA和CLKBA輸入。

測(cè)試模式

在測(cè)試模式下，設(shè)備的正常操作被抑制，測(cè)試電路被啟用，用于觀察和控制設(shè)備的I/O邊界。測(cè)試電路根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的協(xié)議執(zhí)行邊界掃描測(cè)試操作。通過(guò)四個(gè)專(zhuān)用測(cè)試引腳（TDI、TDO、TMS和TCK）來(lái)觀察和控制測(cè)試電路的操作，同時(shí)還能執(zhí)行并行簽名分析和偽隨機(jī)模式生成等測(cè)試功能。

測(cè)試架構(gòu)與狀態(tài)機(jī)

測(cè)試架構(gòu)

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

狀態(tài)機(jī)

TAP控制器是一個(gè)同步有限狀態(tài)機(jī)，共有16個(gè)狀態(tài)，其中6個(gè)是穩(wěn)定狀態(tài)，10個(gè)是不穩(wěn)定狀態(tài)。主要有兩條路徑用于訪問(wèn)和控制數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器，每次只能訪問(wèn)一個(gè)寄存器。狀態(tài)機(jī)從Test - Logic - Reset狀態(tài)開(kāi)始，在不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換以執(zhí)行各種測(cè)試操作。

寄存器詳解

指令寄存器（IR）

IR為8位長(zhǎng)，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(cè)試模式）、要執(zhí)行的測(cè)試操作、要選擇的四個(gè)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(lái)源。在Capture - IR期間，IR捕獲二進(jìn)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(zhǎng)，用于存儲(chǔ)要應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳的測(cè)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(lái)源由當(dāng)前指令決定。在電源啟動(dòng)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(zhǎng)，用于在邊界運(yùn)行測(cè)試（RUNT）指令中實(shí)現(xiàn)額外的測(cè)試操作，如PRPG、PSA和二進(jìn)制計(jì)數(shù)等。在電源啟動(dòng)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，可用于縮短系統(tǒng)掃描路徑的長(zhǎng)度。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)，用于識(shí)別設(shè)備的制造商、部件號(hào)和版本。不同型號(hào)的設(shè)備在Capture - DR狀態(tài)下捕獲不同的二進(jìn)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(shí)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(shí)別讀取指令用于讀取設(shè)備的識(shí)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(cè)試操作，包括采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）、偽隨機(jī)模式生成（PRPG）、并行簽名分析（PSA）等。不同的操作碼對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試算法和操作流程。

電氣特性與時(shí)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(fù)載條件下，輸出電壓和電流有相應(yīng)的規(guī)格要求。

時(shí)序要求

正常模式和測(cè)試模式下的時(shí)序要求不同。在正常模式下，時(shí)鐘頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、建立時(shí)間和保持時(shí)間等參數(shù)有明確的規(guī)定；在測(cè)試模式下，TCK的時(shí)鐘頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間以及輸入信號(hào)的建立和保持時(shí)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(xiàng)，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(shí)，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(pán)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(cè)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(cè)試和設(shè)計(jì)中提供了強(qiáng)大的支持。了解這些設(shè)備的特點(diǎn)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(jì)和測(cè)試的效率和質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師還需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景，合理選擇和配置這些設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和效果。你在使用這些設(shè)備的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。