德州儀器 3.3-V ABT 掃描測試設(shè)備：SN54/74LVTH18502A 和 SN54/74LVTH182502A 深度剖析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，測試設(shè)備的性能和兼容性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性起著關(guān)鍵作用。德州儀器（Texas Instruments）的SN54LVTH18502A、SN54LVTH182502A、SN74LVTH18502A以及SN74LVTH182502A這幾款3.3-V ABT掃描測試設(shè)備，憑借其先進(jìn)的設(shè)計(jì)和豐富的功能，成為了眾多工程師的首選。接下來，我們將對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析。

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產(chǎn)品概述

這幾款設(shè)備屬于德州儀器的SCOPE?可測試性集成電路家族和Widebus?系列。它們采用了先進(jìn)的3.3-V ABT設(shè)計(jì)，支持混合模式信號(hào)操作，可在3.3-V $V_{CC}$條件下實(shí)現(xiàn)5-V的輸入和輸出電壓，并且能夠支持低至2.7 V的非穩(wěn)壓電池操作。設(shè)備還集成了18位通用總線收發(fā)器（UBT?），結(jié)合了D型鎖存器和D型觸發(fā)器，可在透明、鎖存或時(shí)鐘模式下運(yùn)行。此外，數(shù)據(jù)輸入的總線保持功能消除了對(duì)外部上拉電阻的需求，而’LVTH182502A設(shè)備的B端口輸出內(nèi)置了等效的25-Ω串聯(lián)電阻，無需額外的外部電阻。

這些設(shè)備兼容IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1-1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)，并支持SCOPE?指令集，包括IEEE標(biāo)準(zhǔn)要求的指令以及可選的CLAMP和HIGHZ指令，還具備并行簽名分析、偽隨機(jī)模式生成等多種測試功能。

產(chǎn)品特性詳解

工作模式與數(shù)據(jù)流向

在正常模式下，這些設(shè)備作為18位通用總線收發(fā)器，可組合成兩個(gè)9位收發(fā)器或一個(gè)18位收發(fā)器。數(shù)據(jù)流向由輸出使能（OEAB和OEBA）、鎖存使能（LEAB和LEBA）和時(shí)鐘（CLKAB和CLKBA）輸入控制。以A到B的數(shù)據(jù)流向?yàn)槔?dāng)LEAB為高電平時(shí)，設(shè)備工作在透明模式；當(dāng)LEAB為低電平時(shí)，A總線數(shù)據(jù)在CLKAB保持靜態(tài)低或高邏輯電平時(shí)被鎖存，或者在CLKAB從低到高的轉(zhuǎn)換時(shí)被存儲(chǔ)。當(dāng)OEAB為低電平時(shí)，B輸出有效；當(dāng)OEAB為高電平時(shí)，B輸出處于高阻狀態(tài)。B到A的數(shù)據(jù)流向與此類似，但使用OEBA、LEBA和CLKBA輸入。

在測試模式下，SCOPE通用總線收發(fā)器的正常操作被禁止，測試電路被啟用，可根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1-1990的協(xié)議執(zhí)行邊界掃描測試操作。

測試架構(gòu)與狀態(tài)機(jī)

測試信息通過符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1-1990的4線測試總線（TAP）傳輸，TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號(hào)，提取同步和狀態(tài)控制信號(hào)，并為設(shè)備中的測試結(jié)構(gòu)生成適當(dāng)?shù)钠峡刂菩盘?hào)。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)，通過改變TCK上升沿時(shí)TMS的電平來推進(jìn)狀態(tài)。

設(shè)備包含一個(gè)8位指令寄存器和四個(gè)測試數(shù)據(jù)寄存器：48位邊界掃描寄存器、3位邊界控制寄存器、1位旁路寄存器和32位設(shè)備識(shí)別寄存器，各寄存器在不同狀態(tài)下執(zhí)行特定的功能，如捕獲數(shù)據(jù)、移位數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)等。

寄存器功能介紹

指令寄存器

指令寄存器（IR）為8位，用于指示設(shè)備要執(zhí)行的指令，包括操作模式（正常模式或測試模式）、要執(zhí)行的測試操作、數(shù)據(jù)寄存器的選擇以及數(shù)據(jù)捕獲源等信息。在Capture-IR狀態(tài)下，IR捕獲二進(jìn)制值10000001；在Update-IR狀態(tài)下，新的指令值被加載到影子鎖存器中并生效。

邊界掃描寄存器

邊界掃描寄存器（BSR）為48位，每個(gè)正常功能輸入引腳和I/O引腳都對(duì)應(yīng)一個(gè)邊界掃描單元（BSC），用于存儲(chǔ)要應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳的測試數(shù)據(jù)，以及捕獲設(shè)備輸入引腳和片上邏輯輸出的數(shù)據(jù)。在Capture-DR狀態(tài)下，捕獲的數(shù)據(jù)來源由當(dāng)前指令確定；在電源啟動(dòng)或Test-Logic-Reset狀態(tài)下，部分BSC會(huì)被復(fù)位到邏輯1，以確保A端口和B端口輸出處于高阻狀態(tài)。

邊界控制寄存器

邊界控制寄存器（BCR）為3位，用于在邊界運(yùn)行測試（RUNT）指令中實(shí)現(xiàn)基本SCOPE?指令集之外的額外測試操作，如偽隨機(jī)模式生成（PRPG）、并行簽名分析（PSA）和二進(jìn)制計(jì)數(shù)（COUNT）等。在電源啟動(dòng)或Test-Logic-Reset狀態(tài)下，BCR被復(fù)位到二進(jìn)制值010，選擇PSA測試操作。

旁路寄存器

旁路寄存器為1位，可用于縮短系統(tǒng)掃描路徑的長度，減少每個(gè)測試模式所需的位數(shù)。在Capture-DR狀態(tài)下，旁路寄存器捕獲邏輯0。

設(shè)備識(shí)別寄存器

設(shè)備識(shí)別寄存器（IDR）為32位，可用于識(shí)別設(shè)備的制造商、零件編號(hào)和版本。不同型號(hào)的設(shè)備在Capture-DR狀態(tài)下會(huì)捕獲不同的二進(jìn)制值，如’LVTH18502A捕獲00110000000000011100000000101111（3001C02F，十六進(jìn)制），’LVTH182502A捕獲00110000000000100001000000101111（3002102F，十六進(jìn)制）。

指令與操作詳解

指令寄存器操作碼

設(shè)備支持多種指令，包括邊界掃描（EXTEST）、識(shí)別讀?。?a target="_blank">IDCODE）、采樣邊界（SAMPLE/PRELOAD）、旁路掃描（BYPASS）等，每種指令對(duì)應(yīng)特定的操作和模式。例如，邊界掃描指令符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的EXTEST指令，選擇BSR進(jìn)行掃描，捕獲設(shè)備輸入和I/O引腳的數(shù)據(jù)，并將掃描到的I/O BSC數(shù)據(jù)應(yīng)用到設(shè)備I/O引腳；識(shí)別讀取指令符合IDCODE指令，選擇IDR進(jìn)行掃描，設(shè)備工作在正常模式。

邊界控制寄存器操作碼

BCR操作碼從BCR位2 - 0解碼，對(duì)應(yīng)不同的測試操作，如采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）、偽隨機(jī)模式生成（PRPG）、并行簽名分析（PSA）等。這些操作在RUNT指令的Run-Test/Idle狀態(tài)下執(zhí)行，前提是設(shè)備的兩個(gè)字節(jié)在同一數(shù)據(jù)流向且相同方向上操作。

電氣特性與性能參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

設(shè)備的絕對(duì)最大額定值規(guī)定了其在正常工作時(shí)所能承受的最大電壓、電流等參數(shù)范圍，如電源電壓范圍為 - 0.5 V至4.6 V，輸入電壓范圍為 - 0.5 V至7 V等。超過這些額定值可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞，使用時(shí)需特別注意。

推薦工作條件

推薦工作條件列出了設(shè)備在不同型號(hào)下的最佳工作參數(shù)，如電源電壓范圍為2.7 V至3.6 V，高電平輸入電壓最小值為2 V，低電平輸入電壓最大值為0.8 V等。同時(shí)，所有未使用的CLK、LE或TCK輸入必須保持在$V_{CC}$或GND，以確保設(shè)備正常運(yùn)行。

電氣特性

電氣特性表格詳細(xì)給出了設(shè)備在推薦工作溫度范圍內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)，包括輸入鉗位電壓、輸出高/低電平電壓、輸入電流、輸出電流、電源電流等，這些參數(shù)是評(píng)估設(shè)備性能和兼容性的重要依據(jù)。

時(shí)序要求和開關(guān)特性

時(shí)序要求和開關(guān)特性描述了設(shè)備在正常模式和測試模式下的時(shí)鐘頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、建立時(shí)間、保持時(shí)間、傳播延遲時(shí)間等參數(shù)，這些參數(shù)對(duì)于確保設(shè)備在不同工作模式下的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性至關(guān)重要。

封裝與布局

設(shè)備提供了多種封裝選項(xiàng)，如64引腳塑料薄四方扁平（PM）封裝和68引腳陶瓷四方扁平（HV）封裝。文檔還給出了詳細(xì)的封裝尺寸、引腳排列圖、示例電路板布局和示例模板設(shè)計(jì)等信息，工程師在進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的封裝，并參考這些信息進(jìn)行布局和布線，以確保設(shè)備的正常工作和性能發(fā)揮。

總結(jié)

德州儀器的SN54LVTH18502A、SN54LVTH182502A、SN74LVTH18502A和SN74LVTH182502A 3.3-V ABT掃描測試設(shè)備以其先進(jìn)的設(shè)計(jì)、豐富的功能和良好的兼容性，為電子工程師在測試和驗(yàn)證復(fù)雜電路板組件時(shí)提供了強(qiáng)大的工具。通過深入了解這些設(shè)備的特性、寄存器功能、指令操作以及電氣性能等方面的知識(shí)，工程師能夠更好地應(yīng)用這些設(shè)備，提高設(shè)計(jì)的可靠性和效率。

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師還需根據(jù)具體的項(xiàng)目需求和設(shè)計(jì)約束，合理選擇設(shè)備型號(hào)和封裝，嚴(yán)格遵循推薦工作條件和電氣特性要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和測試，以充分發(fā)揮這些設(shè)備的優(yōu)勢。如果你在使用這些設(shè)備過程中遇到任何問題或有進(jìn)一步的疑問，歡迎在評(píng)論區(qū)留言交流。