深入剖析SN54ABT18640與SN74ABT18640掃描測(cè)試設(shè)備

在電子電路設(shè)計(jì)中，測(cè)試與驗(yàn)證是確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們將深入探討德州儀器（Texas Instruments）的SN54ABT18640和SN74ABT18640掃描測(cè)試設(shè)備，這兩款設(shè)備具備18位反相總線收發(fā)器，為復(fù)雜電路板組件的測(cè)試提供了強(qiáng)大的支持。

文件下載：74ABT18640DGGRE4.pdf

產(chǎn)品概述

SN54ABT18640和SN74ABT18640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，采用了先進(jìn)的EPIC - ΙΙB? BiCMOS設(shè)計(jì)，顯著降低了功耗。這兩款設(shè)備有多種封裝形式可供選擇，包括塑料收縮小外形（DL）、薄收縮小外形（DGG）和380密耳細(xì)間距陶瓷扁平（WD）封裝。

產(chǎn)品特性

• 支持IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)：符合JTAG測(cè)試訪問(wèn)端口和邊界掃描架構(gòu)，便于進(jìn)行復(fù)雜電路板的測(cè)試。
• SCOPE?指令集：包含IEEE標(biāo)準(zhǔn)要求的指令以及可選的CLAMP和HIGHZ指令，支持并行簽名分析、偽隨機(jī)模式生成等多種測(cè)試功能。
• 低功耗設(shè)計(jì)：采用EPIC - ΙΙB? BiCMOS設(shè)計(jì)，有效降低了功耗。
• 多種封裝形式：提供多種封裝選擇，滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

工作模式

正常模式

在正常模式下，這兩款設(shè)備作為18位反相總線收發(fā)器工作，可以作為兩個(gè)9位收發(fā)器或一個(gè)18位收發(fā)器使用。數(shù)據(jù)流向由方向控制（DIR）和輸出使能（OE）輸入控制。當(dāng)OE為低電平時(shí)，根據(jù)DIR的邏輯電平，數(shù)據(jù)可以從A總線傳輸?shù)紹總線，或者從B總線傳輸?shù)紸總線；當(dāng)OE為高電平時(shí)，設(shè)備被禁用，總線有效隔離。

測(cè)試模式

在測(cè)試模式下，SCOPE?總線收發(fā)器的正常操作被抑制，測(cè)試電路被啟用，以觀察和控制設(shè)備的I/O邊界。測(cè)試電路可以根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990中描述的協(xié)議執(zhí)行邊界掃描測(cè)試操作。

測(cè)試架構(gòu)

TAP接口

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（TAP）傳輸。TAP控制器監(jiān)控測(cè)試總線上的TCK和TMS信號(hào)，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)生成適當(dāng)?shù)钠峡刂菩盘?hào)。

TAP控制器狀態(tài)圖

TAP控制器是一個(gè)同步有限狀態(tài)機(jī)，包含16個(gè)狀態(tài)，其中6個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和10個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)。主要有兩條路徑：一條用于訪問(wèn)和控制選定的數(shù)據(jù)寄存器，另一條用于訪問(wèn)和控制指令寄存器。

主要狀態(tài)及功能

• Test - Logic - Reset：設(shè)備上電時(shí)處于此狀態(tài)，測(cè)試邏輯被復(fù)位并禁用，設(shè)備執(zhí)行正常邏輯功能。指令寄存器復(fù)位為選擇IDCODE指令的二進(jìn)制值10000001。
• Run - Test/Idle：在執(zhí)行任何測(cè)試操作之前，TAP控制器必須經(jīng)過(guò)此狀態(tài)。在此狀態(tài)下，測(cè)試邏輯可以主動(dòng)運(yùn)行測(cè)試或處于空閑狀態(tài)。
• Select - DR - Scan和Select - IR - Scan：用于選擇數(shù)據(jù)寄存器掃描或指令寄存器掃描。
• Capture - DR和Capture - IR：分別用于捕獲選定數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器的當(dāng)前值。
• Shift - DR和Shift - IR：在穩(wěn)定狀態(tài)下，數(shù)據(jù)或指令通過(guò)選定的寄存器進(jìn)行串行移位。
• Exit1 - DR、Exit2 - DR、Exit1 - IR和Exit2 - IR：用于結(jié)束數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器的掃描。
• Pause - DR和Pause - IR：暫停和恢復(fù)數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器的掃描操作，不丟失數(shù)據(jù)。
• Update - DR和Update - IR：在相應(yīng)狀態(tài)下，更新選定寄存器的內(nèi)容。

寄存器概述

指令寄存器（IR）

指令寄存器為8位，用于告訴設(shè)備要執(zhí)行的指令。指令包含操作模式（正常模式或測(cè)試模式）、要執(zhí)行的測(cè)試操作、要選擇的數(shù)據(jù)寄存器以及在Capture - DR期間要捕獲到選定數(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，移位到IR的值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）：44位長(zhǎng)，包含每個(gè)正常功能輸入引腳、I/O引腳和內(nèi)部解碼輸出使能信號(hào)的邊界掃描單元（BSC）。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)，以及捕獲正常片上邏輯輸出和設(shè)備輸入引腳的數(shù)據(jù)。
• 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?指令集之外的額外測(cè)試操作，如PRPG、PSA和二進(jìn)制計(jì)數(shù)。
• 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，減少完成測(cè)試操作所需的測(cè)試模式位數(shù)。
• 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。

指令集

指令寄存器操作碼

邊界控制寄存器操作碼

總結(jié)

SN54ABT18640和SN74ABT18640掃描測(cè)試設(shè)備為電子工程師提供了強(qiáng)大的測(cè)試工具，通過(guò)支持IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)和豐富的指令集，能夠有效地進(jìn)行復(fù)雜電路板的測(cè)試和驗(yàn)證。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的指令和操作模式，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和性能優(yōu)化。

大家在使用這兩款設(shè)備時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。