SN54ABT8996和SN74ABT8996：10位可尋址掃描端口JTAG TAP收發(fā)器深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，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)。德州儀器（Texas Instruments）的SN54ABT8996和SN74ABT8996 10位可尋址掃描端口（ASP）JTAG TAP收發(fā)器，為復(fù)雜電路組件的測(cè)試提供了強(qiáng)大的解決方案。本文將深入探討這兩款器件的特性、工作原理及應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、產(chǎn)品概述

SN54ABT8996和SN74ABT8996屬于德州儀器SCOPE測(cè)試性集成電路家族，支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990邊界掃描，旨在簡(jiǎn)化復(fù)雜電路組件的測(cè)試過(guò)程。與大多數(shù)SCOPE器件不同，ASP并非邊界可掃描設(shè)備，而是將TI的可尋址陰影端口技術(shù)應(yīng)用于JTAG測(cè)試訪問(wèn)端口（TAP），從而將掃描訪問(wèn)范圍擴(kuò)展到板級(jí)以上。

1.1 產(chǎn)品特性

• 多節(jié)點(diǎn)可尋址：支持多節(jié)點(diǎn)尋址，通過(guò)簡(jiǎn)單的尋址（陰影）協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)主TAP與次TAP的直接連接，減少背板布線通道的使用。
• 10位地址空間：提供多達(dá)1021個(gè)用戶指定的板地址，滿足不同系統(tǒng)的尋址需求。
• 高驅(qū)動(dòng)輸出：具備高驅(qū)動(dòng)輸出能力（–32 mA IOH，64 mA IOL），支持背板接口和高扇出。
• 多種封裝選項(xiàng)：包括塑料小外形（DW）、薄收縮小外形（PW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）和陶瓷雙列直插式封裝（JT），方便不同應(yīng)用場(chǎng)景的選擇。

1.2 工作溫度范圍

• SN54ABT8996適用于–55°C至125°C的全軍事溫度范圍。
• SN74ABT8996適用于–40°C至85°C的溫度范圍。

二、工作原理

2.1 基本概念

ASP可視為一組開(kāi)關(guān)，能夠?qū)⒛K級(jí)TAP與更高級(jí)別的TAP連接或隔離。其開(kāi)關(guān)狀態(tài)基于陰影協(xié)議，該協(xié)議在PTDI上接收并與PTCK同步。

2.2 信號(hào)緩沖與連接

• 時(shí)鐘信號(hào)：PTCK信號(hào)始終直接緩沖到STCK輸出，確保主TAP和次TAP的時(shí)鐘同步。
• 復(fù)位信號(hào)：PTRST信號(hào)直接緩沖到STRST輸出，可同時(shí)復(fù)位ASP及其相關(guān)的次TAP。
• 數(shù)據(jù)和模式信號(hào)：連接時(shí)，PTDI和PTMS輸入分別緩沖到STDO和STMS輸出，STDI緩沖到PTDO輸出；斷開(kāi)時(shí)，STDO和PTDO處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。

2.3 陰影協(xié)議

• 協(xié)議狀態(tài)：陰影協(xié)議僅在穩(wěn)定的TAP狀態(tài)（如Test - Logic - Reset、Run - Test/Idle、Pause - DR和Pause - IR）下發(fā)生，避免在Shift - DR或Shift - IR狀態(tài)下產(chǎn)生信號(hào)總線爭(zhēng)用。
• 信號(hào)表示：基于串行位對(duì)信號(hào)方案，使用兩種位對(duì)組合（數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)0）表示地址數(shù)據(jù)，另外兩種（選擇、空閑）用于幀定界。
• 協(xié)議流程：完整的陰影協(xié)議包括接收選擇協(xié)議和發(fā)送確認(rèn)協(xié)議（僅在接收到的地址與A9 - A0輸入匹配時(shí)發(fā)送）。

2.4 地址匹配與連接控制

• 地址匹配：ASP通過(guò)比較接收到的地址與A9 - A0輸入以及三個(gè)內(nèi)部專(zhuān)用地址（DSA、RSA和TSA）來(lái)確定連接狀態(tài)。
• 連接控制：連接控制塊監(jiān)控主TAP狀態(tài)，在適當(dāng)狀態(tài)下接收和確認(rèn)陰影協(xié)議，并進(jìn)行地址匹配計(jì)算。

三、終端功能

3.1 地址輸入（A9 - A0）

用于設(shè)置ASP的地址，內(nèi)部上拉電阻確保在無(wú)外部連接時(shí)終端為高電平。

3.2 旁路輸入（BYP）

低電平輸入可強(qiáng)制ASP進(jìn)入旁路或旁路/復(fù)位狀態(tài)，忽略陰影協(xié)議；高電平時(shí)，ASP可響應(yīng)陰影協(xié)議。

3.3 連接指示（CON）

低電平表示次掃描端口活動(dòng)，高電平表示不活動(dòng)。

3.4 時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)

• PTCK：主測(cè)試時(shí)鐘，始終緩沖到STCK。
• PTDI：主測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，用于接收陰影協(xié)議。
• PTDO：主測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，用于發(fā)送確認(rèn)協(xié)議。
• PTMS：主測(cè)試模式選擇，用于確定TAP控制器狀態(tài)。

3.5 復(fù)位信號(hào)

• PTRST：主測(cè)試復(fù)位，直接緩沖到STRST，可異步復(fù)位ASP。

四、應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 多模塊測(cè)試

ASP可用于多個(gè)符合IEEE Std 1149.1的設(shè)備組，每個(gè)組的ASP分配唯一地址。通過(guò)陰影協(xié)議，可選擇單個(gè)模塊的掃描鏈進(jìn)行測(cè)試，完成后可選擇其他模塊。

4.2 全局地址應(yīng)用

• 斷開(kāi)地址（DSA）：用于斷開(kāi)所有接收ASP的連接。
• 復(fù)位地址（RSA）：用于將所有ASP復(fù)位到測(cè)試邏輯復(fù)位狀態(tài)。
• 測(cè)試同步地址（TSA）：在Pause - DR和Pause - IR狀態(tài)下，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)ASP的掃描鏈同時(shí)操作。

五、電氣特性與參數(shù)

5.1 絕對(duì)最大額定值

包括電源電壓范圍、輸入鉗位電流、輸出鉗位電流和存儲(chǔ)溫度范圍等參數(shù)，使用時(shí)需確保不超過(guò)這些額定值，以避免設(shè)備損壞。

5.2 推薦工作條件

規(guī)定了電源電壓、輸入電壓、輸出電流和工作溫度等推薦范圍，確保設(shè)備在最佳狀態(tài)下工作。

5.3 電氣特性

詳細(xì)列出了不同參數(shù)在不同條件下的最小值、典型值和最大值，如輸入輸出電壓、電流、電容等，為電路設(shè)計(jì)提供了重要參考。

5.4 時(shí)序要求

包括時(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)，確保信號(hào)的正確傳輸和處理。

5.5 開(kāi)關(guān)特性

描述了信號(hào)從輸入到輸出的轉(zhuǎn)換時(shí)間，如上升時(shí)間、下降時(shí)間等，對(duì)于高速電路設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

六、總結(jié)

SN54ABT8996和SN74ABT8996 10位可尋址掃描端口JTAG TAP收發(fā)器為電子工程師提供了一種高效、靈活的測(cè)試解決方案。通過(guò)其獨(dú)特的陰影協(xié)議和地址匹配機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)多模塊的測(cè)試和同步操作，提高了系統(tǒng)的可測(cè)試性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需根據(jù)具體需求選擇合適的封裝和工作條件，并嚴(yán)格遵循電氣特性和時(shí)序要求，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

你在使用這兩款器件時(shí)，是否遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。