探索SN54ABT18504和SN74ABT18504：20位通用總線收發(fā)器掃描測(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)于確保電路的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。今天，我們來深入了解德州儀器（Texas Instruments）的SN54ABT18504和SN74ABT18504掃描測(cè)試設(shè)備，它們配備20位通用總線收發(fā)器，為復(fù)雜電路板組件的測(cè)試提供了強(qiáng)大的支持。

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1. 產(chǎn)品概述

SN54ABT18504和SN74ABT18504是德州儀器SCOPE?可測(cè)試性IC系列的成員，支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990邊界掃描，通過4線測(cè)試訪問端口（TAP）接口實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試電路的掃描訪問。這兩款設(shè)備在正常模式下是20位通用總線收發(fā)器，結(jié)合了D型鎖存器和D型觸發(fā)器，允許數(shù)據(jù)在透明、鎖存或時(shí)鐘模式下流動(dòng)。而在測(cè)試模式下，它們可以對(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。

1.1 特點(diǎn)亮點(diǎn)

• 多模式操作：結(jié)合D型鎖存器和D型觸發(fā)器，支持透明、鎖存或時(shí)鐘模式，滿足不同數(shù)據(jù)流動(dòng)需求。
• 邊界掃描靈活性：每個(gè)I/O使用兩個(gè)邊界掃描單元（BSC），可獨(dú)立捕獲和強(qiáng)制任一總線（A或B）的測(cè)試數(shù)據(jù)。
• 低功耗設(shè)計(jì)：采用先進(jìn)的EPIC - ΙΙB? BiCMOS設(shè)計(jì)，顯著降低功耗。
• 豐富的指令集：支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990所需指令，以及可選的INTEST、P1149.1A CLAMP和HIGHZ等指令。
• 多種測(cè)試功能：包括并行簽名分析、偽隨機(jī)模式生成、樣本輸入/輸出切換、二進(jìn)制計(jì)數(shù)和設(shè)備識(shí)別等。

1.2 封裝形式

• SN54ABT18504采用64引腳塑料薄四方扁平封裝（0.5 mm中心間距）和68引腳陶瓷四方扁平封裝（25 mil中心間距）。
• SN74ABT18504采用特定的PM封裝。

1.3 工作溫度范圍

• SN54ABT18504適用于 - 55°C至125°C的全軍事溫度范圍。
• SN74ABT18504適用于 - 40°C至85°C的溫度范圍。

2. 工作模式

2.1 正常模式

在正常模式下，設(shè)備作為20位通用總線收發(fā)器工作。數(shù)據(jù)在A總線和B總線之間的流動(dòng)由輸出使能（OEAB和OEBA）、鎖存使能（LEAB和LEBA）、時(shí)鐘使能（CLKENAB和CLKENBA）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為低且CLKENAB為高，CLKAB保持靜態(tài)低或高邏輯電平時(shí)，A總線數(shù)據(jù)被鎖存。

2.2 測(cè)試模式

在測(cè)試模式下，SCOPE?通用總線收發(fā)器的正常操作被禁止，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。四個(gè)專用測(cè)試引腳（TDI、TDO、TMS和TCK）用于觀察和控制測(cè)試電路的操作，所有測(cè)試和掃描操作都與TAP接口同步。

3. 測(cè)試架構(gòu)與狀態(tài)機(jī)

3.1 測(cè)試架構(gòu)

測(cè)試信息通過符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的4線測(cè)試總線或測(cè)試訪問端口（TAP）傳輸。TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號(hào)，從測(cè)試總線中提取同步和狀態(tài)控制信號(hào)，并為設(shè)備中的測(cè)試結(jié)構(gòu)生成適當(dāng)?shù)钠峡刂菩盘?hào)。

3.2 狀態(tài)機(jī)

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：一條用于訪問和控制所選數(shù)據(jù)寄存器，另一條用于訪問和控制指令寄存器。以下是幾個(gè)關(guān)鍵狀態(tài)的簡(jiǎn)要說明：

• 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。
• Run - Test/Idle：在執(zhí)行任何測(cè)試操作之前，TAP控制器必須經(jīng)過此狀態(tài)，測(cè)試邏輯可以在此狀態(tài)下主動(dòng)運(yùn)行測(cè)試或處于空閑狀態(tài)。
• Capture - DR：選擇數(shù)據(jù)寄存器掃描時(shí)，TAP控制器經(jīng)過此狀態(tài)，所選數(shù)據(jù)寄存器可以捕獲當(dāng)前指令指定的數(shù)據(jù)值。
• Shift - DR：數(shù)據(jù)寄存器被置于TDI和TDO之間的掃描路徑中，數(shù)據(jù)在每個(gè)TCK周期內(nèi)通過所選數(shù)據(jù)寄存器串行移位。

4. 寄存器概述

4.1 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，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、在數(shù)據(jù)寄存器掃描期間要選擇的四個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的哪一個(gè)，以及在Capture - DR期間要捕獲到所選數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)來源。

4.2 數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：88位，每個(gè)正常功能輸入引腳有一個(gè)邊界掃描單元（BSC），每個(gè)正常功能I/O引腳有兩個(gè)BSC（一個(gè)用于輸入數(shù)據(jù)，一個(gè)用于輸出數(shù)據(jù)），用于存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)和捕獲數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：23位，用于在RUNT指令的上下文中實(shí)現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的額外測(cè)試操作，如偽隨機(jī)模式生成、帶輸入掩碼的并行簽名分析和二進(jìn)制計(jì)數(shù)。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可縮短系統(tǒng)掃描路徑的長(zhǎng)度，減少完成測(cè)試操作所需的每個(gè)測(cè)試模式的位數(shù)。
• 設(shè)備識(shí)別寄存器（IDR）：32位，可選擇并讀取以識(shí)別設(shè)備的制造商、部件號(hào)和版本。

5. 指令寄存器操作碼

指令寄存器操作碼定義了設(shè)備的各種操作，以下是一些常見指令的簡(jiǎn)要說明：

• 邊界掃描（EXTEST和INTEST）：符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990，選擇邊界掃描寄存器，設(shè)備在測(cè)試模式下工作。
• 旁路掃描（BYPASS）：符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990，選擇旁路寄存器，設(shè)備在正常模式下工作。
• 樣本邊界（SAMPLE/PRELOAD）：符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990，選擇邊界掃描寄存器，設(shè)備在正常模式下工作。
• 控制邊界到高阻抗（HIGHZ）：符合IEEE P1149.1A，選擇旁路寄存器，設(shè)備在修改后的測(cè)試模式下工作，所有設(shè)備I/O引腳置于高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• 控制邊界到1/0（CLAMP）：符合IEEE P1149.1A，選擇旁路寄存器，設(shè)備在測(cè)試模式下工作，輸入和輸出BSC中的數(shù)據(jù)分別應(yīng)用于正常片上邏輯的輸入和設(shè)備輸出引腳。

SN54ABT18504和SN74ABT18504掃描測(cè)試設(shè)備憑借其豐富的功能和靈活的設(shè)計(jì)，為電子工程師在復(fù)雜電路板測(cè)試方面提供了強(qiáng)大的工具。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體需求選擇合適的指令和操作模式，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)，有沒有遇到過一些有趣的問題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。