SN54BCT8373A與SN74BCT8373A掃描測(cè)試器件深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，測(cè)試器件的性能和功能對(duì)于確保電路的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。SN54BCT8373A和SN74BCT8373A作為掃描測(cè)試器件，在測(cè)試復(fù)雜電路板組件方面發(fā)揮著重要作用。本文將對(duì)這兩款器件進(jìn)行詳細(xì)解析，幫助工程師更好地理解和應(yīng)用它們。

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器件概述

SN54BCT8373A和SN74BCT8373A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，能有效促進(jìn)復(fù)雜電路板組件的測(cè)試。在正常模式下，它們與’F373和’BCT373八進(jìn)制D型鎖存器功能等效，并且與IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990（JTAG）測(cè)試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)兼容。

這兩款器件的測(cè)試操作與測(cè)試訪問端口（TAP）同步，通過識(shí)別TMS引腳上的雙高電平電壓（10 V）來實(shí)現(xiàn)可選的測(cè)試復(fù)位信號(hào)。它們還具備多種測(cè)試功能，如并行簽名分析（PSA）和偽隨機(jī)模式生成（PRPG）等。

器件特性

工作模式與功能

• 正常模式：在正常模式下，器件功能與’F373和’BCT373八進(jìn)制D型鎖存器相同。測(cè)試電路可由TAP激活，對(duì)器件端子上的數(shù)據(jù)進(jìn)行快照采樣或?qū)吔鐪y(cè)試單元進(jìn)行自檢。激活TAP不會(huì)影響SCOPE TM八進(jìn)制鎖存器的正常功能。
• 測(cè)試模式：在測(cè)試模式下，SCOPE?八進(jìn)制鎖存器的正常操作被抑制，測(cè)試電路啟用，可對(duì)器件的I/O邊界進(jìn)行觀察和控制，執(zhí)行符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的邊界掃描測(cè)試操作。

測(cè)試終端與功能

器件使用四個(gè)專用測(cè)試終端來控制測(cè)試電路的操作：

• TDI（測(cè)試數(shù)據(jù)輸入）：是通過指令寄存器或選定數(shù)據(jù)寄存器移位數(shù)據(jù)的串行輸入。
• TDO（測(cè)試數(shù)據(jù)輸出）：是通過指令寄存器或選定數(shù)據(jù)寄存器移位數(shù)據(jù)的串行輸出。
• TMS（測(cè)試模式選擇）：引導(dǎo)器件通過其TAP控制器狀態(tài)，還可提供IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的可選測(cè)試復(fù)位信號(hào)。
• TCK（測(cè)試時(shí)鐘）：測(cè)試操作與TCK同步，數(shù)據(jù)在TCK的上升沿捕獲，輸出在TCK的下降沿變化。

溫度特性

SN54BCT8373A適用于 - 55°C至125°C的全軍事溫度范圍，而SN74BCT8373A適用于0°C至70°C的溫度范圍。

測(cè)試架構(gòu)與狀態(tài)機(jī)

測(cè)試架構(gòu)

器件通過符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的4線測(cè)試總線（TAP）傳輸串行測(cè)試信息。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)，并為器件中的測(cè)試結(jié)構(gòu)生成適當(dāng)?shù)钠峡刂菩盘?hào)。

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：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。以下是一些重要狀態(tài)的說明：

• Test - Logic - Reset：器件上電時(shí)處于此狀態(tài)，測(cè)試邏輯復(fù)位并禁用，執(zhí)行器件的正常邏輯功能。指令寄存器復(fù)位為選擇BYPASS指令的二進(jìn)制值。
• 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)。在此狀態(tài)下，測(cè)試邏輯可以主動(dòng)運(yùn)行測(cè)試或處于空閑狀態(tài)。
• Capture - DR和Capture - IR：分別用于捕獲選定數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器的當(dāng)前狀態(tài)值。
• Shift - DR和Shift - IR：在這些狀態(tài)下，數(shù)據(jù)通過選定的寄存器進(jìn)行串行移位。
• Exit1 - DR、Exit2 - DR、Exit1 - IR和Exit2 - IR：用于結(jié)束數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器的掃描。
• Pause - DR和Pause - IR：可暫停和恢復(fù)數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器的掃描操作，且不丟失數(shù)據(jù)。
• Update - DR和Update - IR：分別用于更新選定數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器的內(nèi)容。

寄存器介紹

指令寄存器（IR）

指令寄存器為8位，用于指示器件執(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)寄存器的數(shù)據(jù)來源等信息。在Capture - IR期間，IR捕獲二進(jìn)制值10000001；在Update - IR期間，移入IR的值被加載到影子鎖存器中，當(dāng)前指令更新并生效。上電或處于Test - Logic - Reset狀態(tài)時(shí)，IR復(fù)位為二進(jìn)制值11111111，選擇BYPASS指令。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：18位長(zhǎng)，每個(gè)正常功能輸入引腳和輸出引腳都有一個(gè)邊界掃描單元（BSC）。用于存儲(chǔ)要應(yīng)用到正常片上邏輯輸入和/或器件輸出引腳的測(cè)試數(shù)據(jù)，以及捕獲正常片上邏輯輸出和/或器件輸入引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：2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和PSA。上電或處于Test - Logic - Reset狀態(tài)時(shí)，BCR復(fù)位為二進(jìn)制值10，選擇PSA測(cè)試操作。
• 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)。在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0。

指令與操作

指令寄存器操作碼

器件支持多種指令，不同的操作碼對(duì)應(yīng)不同的功能和模式。例如：

• EXTEST/INTEST：執(zhí)行邊界掃描，選擇BSR進(jìn)行掃描，器件工作在測(cè)試模式。
• BYPASS：執(zhí)行旁路掃描，選擇旁路寄存器進(jìn)行掃描，器件工作在正常模式。
• SAMPLE/PRELOAD：采樣邊界，選擇BSR進(jìn)行掃描，器件工作在正常模式。

邊界控制寄存器操作碼

BCR操作碼根據(jù)BCR的1 - 0位進(jìn)行解碼，對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試操作：

• 00：采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）
• 01：偽隨機(jī)模式生成/16位模式（PRPG）
• 10：并行簽名分析/16位模式（PSA）
• 11：同時(shí)進(jìn)行PSA和PRPG/8位模式（PSA/PRPG）

電氣特性與參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

包括輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、電流限制和最大功耗等參數(shù)。在使用器件時(shí)，應(yīng)確保不超過這些額定值，以免造成器件損壞。

推薦工作條件

規(guī)定了器件正常工作時(shí)的電源電壓、輸入電壓、輸出電流和工作溫度等參數(shù)范圍。

電氣特性

詳細(xì)列出了在推薦工作條件下的各種電氣參數(shù)，如輸入鉗位電壓、輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、輸入電流等。

時(shí)序要求

包括正常模式和測(cè)試模式下的脈沖持續(xù)時(shí)間、建立時(shí)間、保持時(shí)間和時(shí)鐘頻率等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于確保器件的正常工作至關(guān)重要。

開關(guān)特性

給出了正常模式和測(cè)試模式下的傳播延遲時(shí)間等開關(guān)特性參數(shù)。

封裝信息

器件提供多種封裝選項(xiàng)，包括塑料小外形（DW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）和標(biāo)準(zhǔn)塑料及陶瓷300 - mil DIP（JT、NT）封裝。不同封裝的器件在引腳數(shù)量、尺寸和適用溫度范圍等方面可能有所不同，工程師可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

總結(jié)

SN54BCT8373A和SN74BCT8373A掃描測(cè)試器件具有豐富的功能和良好的兼容性，能夠滿足復(fù)雜電路板組件的測(cè)試需求。通過深入了解其工作原理、寄存器結(jié)構(gòu)、指令操作和電氣特性等方面的知識(shí)，工程師可以更好地應(yīng)用這些器件，提高電路測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還需根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求，合理選擇器件的封裝和工作參數(shù)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

你在使用這些器件的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。