深入解析SN54ABT8543與SN74ABT8543掃描測(cè)試設(shè)備

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，測(cè)試設(shè)備的性能和功能對(duì)于確保電路的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。今天我們來(lái)深入探討德州儀器（Texas Instruments）的SN54ABT8543和SN74ABT8543掃描測(cè)試設(shè)備，它們?cè)趶?fù)雜電路板組件測(cè)試中發(fā)揮著重要作用。

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一、產(chǎn)品概述

SN54ABT8543和SN74ABT8543是德州儀器SCOPE?可測(cè)試性集成電路家族的成員，支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990邊界掃描，便于對(duì)復(fù)雜電路板組件進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)4線測(cè)試訪問(wèn)端口（TAP）接口實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試電路的掃描訪問(wèn)。

• 模式功能：在正常模式下，它們與’F543和’ABT543八進(jìn)制寄存器總線收發(fā)器功能等效。通過(guò)TAP可激活測(cè)試電路，對(duì)設(shè)備引腳數(shù)據(jù)進(jìn)行快照采樣或?qū)吔鐪y(cè)試單元進(jìn)行自測(cè)試，且在正常模式下激活TAP不影響SCOPE?八進(jìn)制寄存器總線收發(fā)器的功能操作。
• 產(chǎn)品特性：具有SCOPE?指令集，支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990所需指令及可選的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令；具備并行簽名分析、偽隨機(jī)模式生成、樣本輸入/輸出切換、二進(jìn)制計(jì)數(shù)等功能；每個(gè)I/O有兩個(gè)邊界掃描單元，提供更大靈活性；采用先進(jìn)的EPIC - ΙΙB? BiCMOS設(shè)計(jì)，顯著降低功耗；提供多種封裝選項(xiàng)，如塑料小外形（DW）、收縮小外形（DL）、陶瓷芯片載體（FK）和標(biāo)準(zhǔn)陶瓷DIP（JT）。

二、工作模式與控制

（一）正常模式

數(shù)據(jù)流向由鎖存使能（LEAB和LEBA）、芯片使能（CEAB和CEBA）和輸出使能（OEAB和OEBA）輸入控制。以A到B數(shù)據(jù)流為例，當(dāng)LEAB和CEAB都為低電平時(shí)，設(shè)備工作在透明模式；當(dāng)LEAB或CEAB為高電平時(shí)，A數(shù)據(jù)被鎖存。當(dāng)OEAB和CEAB都為低電平時(shí)，B輸出有效；當(dāng)OEAB或CEAB為高電平時(shí)，B輸出處于高阻狀態(tài)。B到A數(shù)據(jù)流的控制類似，使用LEBA、CEBA和OEBA。

（二）測(cè)試模式

此時(shí)SCOPE?寄存器總線收發(fā)器的正常操作被抑制，測(cè)試電路啟用，可觀察和控制設(shè)備的I/O邊界。測(cè)試電路由四個(gè)專用測(cè)試引腳控制：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）。同時(shí)，測(cè)試電路還能執(zhí)行并行簽名分析（PSA）和偽隨機(jī)模式生成（PRPG）等測(cè)試功能。

三、測(cè)試架構(gòu)與狀態(tài)機(jī)

（一）測(cè)試架構(gòu)

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)，提取同步和狀態(tài)控制信號(hào)，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)。

（二）TAP控制器狀態(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)，包括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：訪問(wèn)和控制所選數(shù)據(jù)寄存器，以及訪問(wèn)和控制指令寄存器。

• Test - Logic - Reset：設(shè)備上電時(shí)處于此狀態(tài)，測(cè)試邏輯復(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BYPASS指令的二進(jìn)制值11111111，邊界掃描寄存器的每個(gè)位復(fù)位為邏輯0，邊界控制寄存器復(fù)位為二進(jìn)制值00000000010。
• Run - Test/Idle：執(zhí)行任何測(cè)試操作前，TAP控制器必須通過(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)試或空閑。
• Select - DR - Scan和Select - lR - Scan：無(wú)特定功能，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：分別在選擇數(shù)據(jù)寄存器掃描和指令寄存器掃描時(shí)，捕獲相應(yīng)寄存器的當(dāng)前狀態(tài)值。
• Shift - DR和Shift - IR：將所選寄存器置于TDI和TDO之間的掃描路徑，進(jìn)行數(shù)據(jù)串行移位。
• Exit1 - DR、Exit2 - DR、Exit1 - IR和Exit2 - IR：結(jié)束數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器掃描的臨時(shí)狀態(tài)，可返回Shift狀態(tài)而無(wú)需重新捕獲寄存器。
• Pause - DR和Pause - IR：暫停和恢復(fù)數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器掃描操作，不丟失數(shù)據(jù)。
• Update - DR和Update - IR：在相應(yīng)狀態(tài)下，更新所選寄存器的內(nèi)容。

四、寄存器概述

（一）指令寄存器（IR）

8位長(zhǎng)，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、數(shù)據(jù)寄存器選擇以及捕獲數(shù)據(jù)的來(lái)源。在Capture - IR狀態(tài)下，IR捕獲二進(jìn)制值10000001；在Update - IR狀態(tài)下，更新當(dāng)前指令。上電或Test - Logic - Reset狀態(tài)下，IR復(fù)位為二進(jìn)制值11111111，選擇BYPASS指令。

（二）數(shù)據(jù)寄存器

1. 邊界掃描寄存器（BSR）：40位長(zhǎng)，包含每個(gè)正常功能輸入引腳一個(gè)邊界掃描單元（BSC），每個(gè)正常功能I/O引腳兩個(gè)BSC（一個(gè)用于輸入數(shù)據(jù)，一個(gè)用于輸出數(shù)據(jù)），以及每個(gè)內(nèi)部解碼輸出使能信號(hào)（OEA和OEB）一個(gè)BSC。用于存儲(chǔ)要應(yīng)用到正常片上邏輯輸入和/或設(shè)備輸出引腳的測(cè)試數(shù)據(jù)，或捕獲正常片上邏輯輸出和/或設(shè)備輸入引腳的數(shù)據(jù)。
2. 邊界控制寄存器（BCR）：11位長(zhǎng)，用于在RUNT指令上下文中實(shí)現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的額外測(cè)試操作，如PRPG、帶輸入掩碼的PSA和二進(jìn)制計(jì)數(shù)（COUNT）。上電或Test - Logic - Reset狀態(tài)下，BCR復(fù)位為二進(jìn)制值00000000010，選擇無(wú)輸入掩碼的PSA測(cè)試操作。
3. 旁路寄存器：1位掃描路徑，可縮短系統(tǒng)掃描路徑長(zhǎng)度，減少完成測(cè)試操作所需的測(cè)試模式位數(shù)。在Capture - DR狀態(tài)下，捕獲邏輯0。

五、指令與操作

（一）指令寄存器操作碼

不同的操作碼對(duì)應(yīng)不同的指令，如邊界掃描、旁路掃描、樣本邊界、控制邊界到高阻抗、控制邊界到1/0、邊界運(yùn)行測(cè)試、邊界讀取、邊界自測(cè)試、邊界控制寄存器掃描等。每個(gè)指令有其特定的功能和操作模式。

（二）邊界控制寄存器操作碼

BCR操作碼由BCR位2 - 0解碼，對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試操作，如樣本輸入/輸出切換（TOPSIP）、偽隨機(jī)模式生成（PRPG）、并行簽名分析（PSA）、同時(shí)PSA和PRPG（PSA/PRPG）、同時(shí)PSA和二進(jìn)制計(jì)數(shù)（PSA/COUNT）。

六、電氣特性與參數(shù)

（一）絕對(duì)最大額定值

包括電源電壓范圍、輸出電壓范圍、輸入鉗位電流、輸出鉗位電流等參數(shù)，超出這些額定值可能導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞。

（二）推薦工作條件

不同型號(hào)（SN54ABT8543和SN74ABT8543）在電源電壓、輸入電壓、輸出電流、輸入轉(zhuǎn)換速率、工作溫度等方面有不同的推薦值。

（三）電氣特性

涵蓋輸入鉗位電壓、輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、輸入電流、輸出高阻態(tài)電流、電源電流等參數(shù)，這些參數(shù)在不同的測(cè)試條件下有不同的取值范圍。

（四）時(shí)序要求

在正常模式和測(cè)試模式下，對(duì)脈沖持續(xù)時(shí)間、建立時(shí)間、保持時(shí)間、時(shí)鐘頻率等時(shí)序參數(shù)有不同的要求。

（五）開(kāi)關(guān)特性

包括不同輸入到輸出的傳播延遲時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間等參數(shù)，反映了設(shè)備的開(kāi)關(guān)性能。

七、封裝與機(jī)械數(shù)據(jù)

提供了多種封裝選項(xiàng)，如FK、DL、DW等，并給出了相應(yīng)的封裝尺寸、引腳數(shù)量、包裝數(shù)量等信息，同時(shí)還包含了機(jī)械數(shù)據(jù)和引腳布局等內(nèi)容。

SN54ABT8543和SN74ABT8543掃描測(cè)試設(shè)備以其豐富的功能和良好的性能，為電子工程師在復(fù)雜電路板測(cè)試中提供了有力的工具。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇和使用這些設(shè)備，以確保電路的可靠性和穩(wěn)定性。大家在使用這些設(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。