SN54ABT8952與SN74ABT8952掃描測(cè)試設(shè)備：深入解析與應(yīng)用指南

在當(dāng)今復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)中，測(cè)試設(shè)備的重要性不言而喻。德州儀器（Texas Instruments）的SN54ABT8952和SN74ABT8952掃描測(cè)試設(shè)備，憑借其強(qiáng)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(lái)深入探討這兩款設(shè)備的特點(diǎn)、功能及應(yīng)用。

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產(chǎn)品概述

SN54ABT8952和SN74ABT8952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，這使得它們?cè)趶?fù)雜電路板組件的測(cè)試中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)4線測(cè)試訪問(wèn)端口（TAP）接口，我們可以方便地對(duì)測(cè)試電路進(jìn)行掃描訪問(wèn)。

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

產(chǎn)品特性

1. 指令集豐富

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

2. 靈活性高

每個(gè)I/O有兩個(gè)邊界掃描單元，增加了測(cè)試的靈活性。而且采用了先進(jìn)的EPIC - ΙΙB? BiCMOS設(shè)計(jì)，顯著降低了功耗。

3. 多種封裝選項(xiàng)

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(biāo)準(zhǔn)陶瓷雙列直插式封裝（JT）等多種選擇，滿足不同的應(yīng)用需求。

工作模式

正常模式

在正常模式下，數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向的流動(dòng)由時(shí)鐘（CLKAB和CLKBA）、時(shí)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(dòng)為例，當(dāng)CLKENAB為低電平時(shí)，A總線數(shù)據(jù)在CLKAB的上升沿存儲(chǔ)在相關(guān)寄存器中。當(dāng)OEAB為低電平時(shí)，B輸出有效；當(dāng)OEAB為高電平時(shí)，B輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。B到A的數(shù)據(jù)流動(dòng)控制類似，但使用CLKBA、CLKENBA和OEBA。

測(cè)試模式

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

測(cè)試架構(gòu)與狀態(tài)機(jī)

測(cè)試架構(gòu)

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進(jìn)行傳輸。TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號(hào)，從中提取同步和狀態(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)。

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)。通過(guò)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(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。

寄存器詳解

指令寄存器（IR）

IR為8位長(zhǎng)，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、在數(shù)據(jù)寄存器掃描期間要選擇的三個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的哪一個(gè)，以及在Capture - DR期間要捕獲到選定數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)來(lái)源。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：38位長(zhǎng)，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)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)，以及捕獲正常片上邏輯輸出和/或設(shè)備輸入引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：11位長(zhǎng)，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PRPG、帶輸入掩碼的PSA和二進(jìn)制計(jì)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(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)。

指令操作詳解

邊界掃描

符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的EXTEST和INTEST指令。選擇BSR進(jìn)行掃描，設(shè)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(yīng)用到正常片上邏輯的輸入，掃描到輸出BSC的數(shù)據(jù)應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳。設(shè)備工作在測(cè)試模式。

旁路掃描

符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的BYPASS指令。選擇旁路寄存器進(jìn)行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。設(shè)備工作在正常模式。

采樣邊界

符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的SAMPLE/PRELOAD指令。選擇BSR進(jìn)行掃描，設(shè)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(shè)備工作在正常模式。

控制邊界到高阻抗

符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1a - 1993的HIGHZ指令。選擇旁路寄存器進(jìn)行掃描，在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0值。設(shè)備工作在修改后的測(cè)試模式，所有設(shè)備I/O引腳處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，設(shè)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(biāo)準(zhǔn)1149.1a - 1993的CLAMP指令。選擇旁路寄存器進(jìn)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(yīng)用到正常片上邏輯的輸入，輸出BSC中的數(shù)據(jù)應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳。設(shè)備工作在測(cè)試模式。

邊界運(yùn)行測(cè)試

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

邊界讀取

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

邊界自測(cè)試

選擇BSR進(jìn)行掃描，在Capture - DR期間，所有BSC捕獲其當(dāng)前值的反值。通過(guò)這種方式，可以讀取影子鎖存器的內(nèi)容，以驗(yàn)證BSR的移位寄存器和影子鎖存器元素的完整性。設(shè)備工作在正常模式。

邊界切換輸出

選擇旁路寄存器進(jìn)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(gè)上升沿切換，更新到影子鎖存器中，并在TCK的每個(gè)下降沿應(yīng)用到相關(guān)設(shè)備輸出引腳。選定輸入BSC中的數(shù)據(jù)保持不變，并應(yīng)用到正常片上邏輯的輸入。設(shè)備輸入引腳出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不會(huì)被捕獲到輸入BSC中。設(shè)備工作在測(cè)試模式。

邊界控制寄存器掃描

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

電氣特性與時(shí)序要求

電氣特性

在推薦的工作自由空氣溫度范圍內(nèi)，設(shè)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(fù)載下有不同的值。

時(shí)序要求

在正常模式和測(cè)試模式下，設(shè)備對(duì)時(shí)鐘頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、建立時(shí)間、保持時(shí)間和延遲時(shí)間等都有相應(yīng)的要求。例如，在測(cè)試模式下，TCK的時(shí)鐘頻率范圍為0 - 50MHz，脈沖持續(xù)時(shí)間高或低為5ns。

應(yīng)用建議

在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要注意以下幾點(diǎn)：

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(jìn)行測(cè)試操作時(shí)，要根據(jù)具體的測(cè)試需求選擇合適的指令和寄存器。
3. 對(duì)于不同的封裝選項(xiàng)，要考慮其散熱和安裝等因素。

SN54ABT8952和SN74ABT8952掃描測(cè)試設(shè)備為我們提供了強(qiáng)大的測(cè)試功能和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)深入了解它們的特點(diǎn)、功能和操作方法，我們可以更好地利用這些設(shè)備進(jìn)行電路測(cè)試和故障診斷，提高設(shè)計(jì)的可靠性和效率。你在使用這兩款設(shè)備的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。