深入剖析SN54ABT8245與SN74ABT8245掃描測試設備

一、引言

在電子設計領域，測試設備對于確保電路的可靠性和性能至關重要。SN54ABT8245和SN74ABT8245作為具有八進制總線收發器的掃描測試設備，是德州儀器SCOPE? 可測試性集成電路家族的成員，它們符合IEEE標準1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構，為復雜電路板組件的測試提供了強大的支持。

文件下載：SN74ABT8245DW.pdf

二、產品概述

2.1 家族成員與兼容性

這兩款設備屬于德州儀器SCOPE? 可測試性集成電路家族，支持IEEE標準1149.1 - 1990邊界掃描，通過4線測試訪問端口（TAP）接口實現對測試電路的掃描訪問。在正常功能模式下，它們在功能上等同于’F245和’ABT245八進制總線收發器。

2.2 指令集與特性

SCOPE? 指令集豐富，包括IEEE標準1149.1 - 1990所需的指令，以及可選的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令。還具備并行簽名分析、偽隨機模式生成、樣本輸入/輸出切換、二進制計數等功能。每個I/O有兩個邊界掃描單元，提供了更大的靈活性。采用先進的EPIC - ΙΙB? BiCMOS設計，顯著降低了功耗。

2.3 封裝選項

提供多種封裝選項，如塑料小外形封裝（DW）、陶瓷芯片載體（FK）和標準陶瓷雙列直插式封裝（JT），滿足不同應用場景的需求。

三、工作模式

3.1 正常模式

在正常模式下，設備的功能與’F245和’ABT245八進制總線收發器相同。數據流向由方向控制（DIR）和輸出使能（OE）輸入控制。當OE為低電平時，根據DIR的邏輯電平，數據可以從A總線傳輸到B總線，或者從B總線傳輸到A總線；當OE為高電平時，設備被禁用，總線有效隔離。

3.2 測試模式

在測試模式下，SCOPE? 總線收發器的正常操作被禁止，測試電路被啟用，用于觀察和控制設備的I/O邊界。測試電路由四個專用測試引腳控制：測試數據輸入（TDI）、測試數據輸出（TDO）、測試模式選擇（TMS）和測試時鐘（TCK）。測試電路還能執行其他測試功能，如對數據輸入進行并行簽名分析（PSA）和從數據輸出生成偽隨機模式（PRPG）。

四、測試架構與狀態機

4.1 測試架構

串行測試信息通過符合IEEE標準1149.1 - 1990的4線測試總線或TAP傳輸。TAP控制器監控TCK和TMS信號，從中提取同步和狀態控制信號，并為設備中的測試結構生成適當的片上控制信號。

4.2 TAP控制器狀態機

TAP控制器是一個同步有限狀態機，共有16個狀態，包括6個穩定狀態和10個不穩定狀態。主要有兩條路徑：一條用于訪問和控制選定的數據寄存器，另一條用于訪問和控制指令寄存器。設備上電時處于Test - Logic - Reset狀態，在該狀態下，測試邏輯被重置并禁用，設備執行正常邏輯功能。

五、寄存器概述

5.1 指令寄存器

指令寄存器（IR）為8位，用于告訴設備要執行的指令。在Capture - IR狀態下，IR捕獲二進制值10000001；在Update - IR狀態下，移位進入IR的值被加載到影子鎖存器中，當前指令更新并生效。上電或處于Test - Logic - Reset狀態時，IR被重置為二進制值11111111，選擇BYPASS指令。

5.2 數據寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：36位，包含每個正常功能輸入引腳的一個邊界掃描單元（BSC），每個正常功能I/O引腳的兩個BSC（一個用于輸入數據，一個用于輸出數據），以及每個內部解碼輸出使能信號（OEA和OEB）的一個BSC。用于存儲要應用到正常片上邏輯輸入和/或設備輸出引腳的測試數據，以及捕獲正常片上邏輯輸出和/或設備輸入引腳出現的數據。
• 邊界控制寄存器（BCR）：11位，用于在RUNT指令的上下文中實現基本SCOPE? 指令集未包含的額外測試操作，如PRPG、帶輸入掩碼的PSA和二進制計數（COUNT）。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可縮短系統掃描路徑的長度，減少完成測試操作所需的每個測試模式的位數。

六、指令與操作

6.1 指令集

設備支持多種指令，如邊界掃描（EXTEST/INTEST）、旁路掃描（BYPASS）、樣本邊界（SAMPLE/PRELOAD）等。不同指令對應不同的測試操作和模式。

6.2 操作示例

以邊界掃描指令為例，該指令符合IEEE標準1149.1 - 1990的EXTEST和INTEST指令。在該指令下，BSR被選入掃描路徑，設備輸入引腳的數據被捕獲到輸入BSC中，正常片上邏輯輸出的數據被捕獲到輸出BSC中。掃描到輸入BSC的數據應用到正常片上邏輯的輸入，掃描到輸出BSC的數據應用到設備輸出引腳，設備工作在測試模式。

七、電氣特性與參數

7.1 絕對最大額定值

給出了電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電流等絕對最大額定值，超過這些值可能會對設備造成永久性損壞。

7.2 推薦工作條件

包括電源電壓、輸入電壓、輸出電流、輸入轉換速率、工作溫度等推薦工作條件，確保設備在這些條件下正常工作。

7.3 電氣特性與開關特性

詳細列出了不同條件下的電氣特性和開關特性參數，如輸入鉗位電流、輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、開關延遲時間等，為電路設計提供了重要參考。

八、封裝與機械數據

提供了不同封裝選項的詳細信息，包括封裝類型、引腳數量、封裝尺寸等機械數據，以及封裝材料信息，如編帶和卷盤尺寸、管裝尺寸等。

九、總結

SN54ABT8245和SN74ABT8245掃描測試設備憑借其豐富的功能、靈活的架構和多樣的封裝選項，為電子工程師在復雜電路板測試和設計中提供了強大的工具。在實際應用中，工程師需要根據具體需求合理選擇指令和工作模式，同時關注電氣特性和封裝要求，以確保設備的正常運行和系統的可靠性。你在使用這類測試設備時，遇到過哪些挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。