SN54ABT8952與SN74ABT8952掃描測試設備：深入解析與應用指南

在當今復雜的電路設計中，測試設備的重要性不言而喻。德州儀器（Texas Instruments）的SN54ABT8952和SN74ABT8952掃描測試設備，憑借其強大的功能和廣泛的適用性，成為了電子工程師們的得力助手。今天，我們就來深入探討這兩款設備的特點、功能及應用。

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產品概述

SN54ABT8952和SN74ABT8952是德州儀器SCOPE?可測試性集成電路家族的成員，支持IEEE標準1149.1 - 1990邊界掃描，這使得它們在復雜電路板組件的測試中發(fā)揮著重要作用。通過4線測試訪問端口（TAP）接口，我們可以方便地對測試電路進行掃描訪問。

在正常模式下，這兩款設備在功能上等同于’BCT2952和’ABT2952八進制寄存器總線收發(fā)器。而測試電路可以通過TAP激活，用于對設備引腳處的數(shù)據(jù)進行快照采樣，或者對邊界測試單元進行自測試。值得注意的是，在正常模式下激活TAP并不會影響SCOPE?八進制寄存器總線收發(fā)器的正常功能。

產品特性

1. 指令集豐富

支持IEEE標準1149.1 - 1990所需的指令，還包括可選的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令。同時，具備并行簽名分析（PSA）和偽隨機模式生成（PRPG）等功能，為測試提供了更多的可能性。

2. 靈活性高

每個I/O有兩個邊界掃描單元，增加了測試的靈活性。而且采用了先進的EPIC - ΙΙB? BiCMOS設計，顯著降低了功耗。

3. 多種封裝選項

提供收縮小外形（DL）、塑料小外形（DW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）和標準陶瓷雙列直插式封裝（JT）等多種選擇，滿足不同的應用需求。

工作模式

正常模式

在正常模式下，數(shù)據(jù)在兩個方向的流動由時鐘（CLKAB和CLKBA）、時鐘使能（CLKENAB和CLKENBA）和輸出使能（OEAB和OEBA）輸入控制。以A到B的數(shù)據(jù)流動為例，當CLKENAB為低電平時，A總線數(shù)據(jù)在CLKAB的上升沿存儲在相關寄存器中。當OEAB為低電平時，B輸出有效；當OEAB為高電平時，B輸出處于高阻抗狀態(tài)。B到A的數(shù)據(jù)流動控制類似，但使用CLKBA、CLKENBA和OEBA。

測試模式

在測試模式下，SCOPE?寄存器總線收發(fā)器的正常操作被抑制，測試電路被啟用，用于觀察和控制設備的I/O邊界。測試電路通過四個專用測試引腳（TDI、TDO、TMS和TCK）進行控制，所有測試和掃描操作都與TAP接口同步。

測試架構與狀態(tài)機

測試架構

測試信息通過符合IEEE標準1149.1 - 1990的4線測試總線或TAP進行傳輸。TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號，從中提取同步和狀態(tài)控制信號，并為設備中的測試結構生成適當?shù)钠峡刂菩盘枴?/p>

狀態(tài)機

TAP控制器是一個同步有限狀態(tài)機，共有16個狀態(tài)，包括6個穩(wěn)定狀態(tài)和10個不穩(wěn)定狀態(tài)。通過TMS在TCK上升沿的電平，TAP控制器可以在不同狀態(tài)之間切換。主要有兩條路徑：一條用于訪問和控制選定的數(shù)據(jù)寄存器，另一條用于訪問和控制指令寄存器。

寄存器詳解

指令寄存器（IR）

IR為8位長，用于告訴設備要執(zhí)行的指令。指令包含操作模式（正常模式或測試模式）、要執(zhí)行的測試操作、在數(shù)據(jù)寄存器掃描期間要選擇的三個數(shù)據(jù)寄存器中的哪一個，以及在Capture - DR期間要捕獲到選定數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)來源。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：38位長，每個正常功能輸入引腳有一個邊界掃描單元（BSC），每個正常功能I/O引腳有兩個BSC（一個用于輸入數(shù)據(jù)，一個用于輸出數(shù)據(jù)）。用于存儲要應用到正常片上邏輯輸入和/或設備輸出引腳的測試數(shù)據(jù)，以及捕獲正常片上邏輯輸出和/或設備輸入引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：11位長，用于在RUNT指令的上下文中實現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的額外測試操作，如PRPG、帶輸入掩碼的PSA和二進制計數(shù)（COUNT）。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可用于縮短系統(tǒng)掃描路徑的長度，減少完成測試操作所需的每個測試模式的位數(shù)。

指令操作詳解

邊界掃描

符合IEEE標準1149.1 - 1990的EXTEST和INTEST指令。選擇BSR進行掃描，設備輸入引腳的數(shù)據(jù)被捕獲到輸入BSC中，正常片上邏輯輸出的數(shù)據(jù)被捕獲到輸出BSC中。掃描到輸入BSC的數(shù)據(jù)應用到正常片上邏輯的輸入，掃描到輸出BSC的數(shù)據(jù)應用到設備輸出引腳。設備工作在測試模式。

旁路掃描

符合IEEE標準1149.1 - 1990的BYPASS指令。選擇旁路寄存器進行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。設備工作在正常模式。

采樣邊界

符合IEEE標準1149.1 - 1990的SAMPLE/PRELOAD指令。選擇BSR進行掃描，設備輸入引腳的數(shù)據(jù)被捕獲到輸入BSC中，正常片上邏輯輸出的數(shù)據(jù)被捕獲到輸出BSC中。設備工作在正常模式。

控制邊界到高阻抗

符合IEEE標準1149.1a - 1993的HIGHZ指令。選擇旁路寄存器進行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。設備工作在修改后的測試模式，所有設備I/O引腳處于高阻抗狀態(tài)，設備輸入引腳保持正常工作，正常片上邏輯功能正常執(zhí)行。

控制邊界到1/0

符合IEEE標準1149.1a - 1993的CLAMP指令。選擇旁路寄存器進行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。輸入BSC中的數(shù)據(jù)應用到正常片上邏輯的輸入，輸出BSC中的數(shù)據(jù)應用到設備輸出引腳。設備工作在測試模式。

邊界運行測試

選擇旁路寄存器進行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。設備工作在測試模式，在Run - Test/Idle期間執(zhí)行BCR中指定的測試操作，包括采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）、PRPG、PSA、同時進行PSA和PRPG（PSA/PRPG）以及同時進行PSA和二進制計數(shù)（PSA/COUNT）。

邊界讀取

選擇BSR進行掃描，在Capture - DR期間，BSR的值保持不變。該指令對于在PSA操作后檢查數(shù)據(jù)很有用。

邊界自測試

選擇BSR進行掃描，在Capture - DR期間，所有BSC捕獲其當前值的反值。通過這種方式，可以讀取影子鎖存器的內容，以驗證BSR的移位寄存器和影子鎖存器元素的完整性。設備工作在正常模式。

邊界切換輸出

選擇旁路寄存器進行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。在Run - Test/Idle期間，選定輸出BSC的移位寄存器元素中的數(shù)據(jù)在TCK的每個上升沿切換，更新到影子鎖存器中，并在TCK的每個下降沿應用到相關設備輸出引腳。選定輸入BSC中的數(shù)據(jù)保持不變，并應用到正常片上邏輯的輸入。設備輸入引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不會被捕獲到輸入BSC中。設備工作在測試模式。

邊界控制寄存器掃描

選擇BCR進行掃描，在Capture - DR期間，BCR的值保持不變。在進行邊界運行測試操作之前，必須執(zhí)行此操作以指定要執(zhí)行的測試操作。

電氣特性與時序要求

電氣特性

在推薦的工作自由空氣溫度范圍內，設備的電氣特性包括輸入輸出電壓、電流等參數(shù)。例如，在特定條件下，輸入鉗位電壓（VIK）為 - 1.2V，高電平輸出電壓（VOH）在不同電流負載下有不同的值。

時序要求

在正常模式和測試模式下，設備對時鐘頻率、脈沖持續(xù)時間、建立時間、保持時間和延遲時間等都有相應的要求。例如，在測試模式下，TCK的時鐘頻率范圍為0 - 50MHz，脈沖持續(xù)時間高或低為5ns。

應用建議

在實際應用中，我們需要注意以下幾點：

1. 未使用的引腳（輸入或I/O）必須保持高電平或低電平，以防止它們浮空。
2. 在進行測試操作時，要根據(jù)具體的測試需求選擇合適的指令和寄存器。
3. 對于不同的封裝選項，要考慮其散熱和安裝等因素。

SN54ABT8952和SN74ABT8952掃描測試設備為我們提供了強大的測試功能和豐富的應用場景。通過深入了解它們的特點、功能和操作方法，我們可以更好地利用這些設備進行電路測試和故障診斷，提高設計的可靠性和效率。你在使用這兩款設備的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。