3.3-V ABT SCAN TEST DEVICES WITH 20-BIT UNIVERSAL BUS TRANSCEIVERS深度解析

在電子設備的設計與測試中，邊界掃描技術和通用總線收發器起著至關重要的作用。德州儀器（TI）的SN54LVTH18504A、SN54LVTH182504A、SN74LVTH18504A和SN74LVTH182504A這幾款3.3-V ABT掃描測試設備，憑借其先進的設計和豐富的功能，成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來深入探討這些設備的特點、功能以及應用場景。

文件下載：SN74LVTH18504APMR.pdf

產品概述

這幾款設備屬于TI的SCOPE可測試性集成電路家族，同時也是Widebus系列的成員。它們支持IEEE Std 1149.1 - 1990邊界掃描標準，能夠極大地簡化復雜電路板組件的測試過程。通過4線測試訪問端口（TAP）接口，我們可以方便地對測試電路進行掃描訪問。

這些設備專為3.3-V的低電壓VCC操作而設計，但同時具備為5-V系統環境提供TTL接口的能力，這種混合模式信號操作的特性使得它們在不同電壓環境下都能穩定工作。此外，它們還支持低至2.7 V的非穩壓電池操作，為電池供電的應用場景提供了可能。

產品特性亮點

先進的設計架構

采用了先進的3.3-V ABT設計，支持混合模式信號操作，能夠在3.3-V的VCC下處理5-V的輸入和輸出電壓。同時，UBT（通用總線收發器）架構結合了D型鎖存器和D型觸發器，支持透明、鎖存或時鐘模式的操作，為數據傳輸提供了更多的靈活性。

減少外部元件需求

數據輸入上的總線保持功能，消除了對外部上拉/下拉電阻的需求，簡化了電路設計。而’LVTH182504A設備的B端口輸出內置了等效的25-Ω串聯電阻，無需額外的外部電阻，進一步減少了電路板的空間占用和成本。

強大的測試功能

兼容IEEE Std 1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構，支持SCOPE指令集，包括必要的IEEE指令以及可選的CLAMP和HIGHZ指令。還具備并行簽名分析、偽隨機模式生成、采樣輸入/切換輸出、二進制計數和設備識別等功能，為設備的測試和驗證提供了全面的支持。

工作模式詳解

正常模式

在正常模式下，這些設備作為20位通用總線收發器工作。數據在A和B端口之間的流動由輸出使能（OEAB和OEBA）、鎖存使能（LEAB和LEBA）、時鐘使能（CLKENAB和CLKENBA）和時鐘（CLKAB和CLKBA）輸入控制。例如，當LEAB為高時，設備以透明模式工作；當LEAB為低且CLKENAB為高或CLKAB保持在靜態低或高邏輯電平時，A總線數據被鎖存；當LEAB為低且CLKENAB為低時，A總線數據在CLKAB的低到高轉換時存儲。

測試模式

在測試模式下，正常的通用總線收發器操作被抑制，測試電路被啟用。測試電路可以根據IEEE Std 1149.1 - 1990協議執行邊界掃描測試操作，如觀察和控制設備的I/O邊界。通過四個專用測試引腳（TDI、TDO、TMS和TCK），我們可以對測試電路的操作進行觀察和控制。

寄存器介紹

指令寄存器（IR）

IR是一個8位長的寄存器，它告訴設備要執行的指令。指令中包含了操作模式（正常模式或測試模式）、要執行的測試操作、在數據寄存器掃描期間要選擇的四個數據寄存器中的哪一個以及在Capture-DR期間要捕獲到所選數據寄存器中的數據來源。

數據寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：48位長，用于存儲要應用到設備輸出引腳的測試數據，以及捕獲設備輸入和I/O引腳處的數據。
• 邊界控制寄存器（BCR）：3位長，用于在邊界運行（RUNT）指令的上下文中實現基本SCOPE指令集之外的額外測試操作，如PRPG、PSA和二進制計數等。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可用于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。
• 設備識別寄存器（IDR）：32位長，可用于識別設備的制造商、部件號和版本。

指令集分析

這些設備支持多種指令，每種指令都有其特定的功能和應用場景。例如，邊界掃描（EXTEST）指令符合IEEE Std 1149.1 - 1990標準，用于捕獲設備輸入和I/O引腳處的數據，并將掃描到的I/O BSCs中的數據應用到設備I/O引腳；設備識別（IDCODE）指令用于讀取設備的識別信息；旁路（BYPASS）指令用于縮短掃描路徑等。

電氣特性與參數

絕對最大額定值

在使用這些設備時，我們需要注意其絕對最大額定值，如施加到任何輸出的電壓范圍、進入任何輸出的電流等。不同型號的設備在這些參數上可能會有所差異，例如SN54LVTH18504A和SN54LVTH182504A在輸出電流方面的額定值就有所不同。

推薦工作條件

推薦的工作條件包括電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電流等。這些參數的選擇直接影響設備的性能和穩定性，我們需要根據具體的應用場景進行合理的設置。

電氣特性

在不同的工作條件下，設備的電氣特性也會有所不同。例如，在不同的電源電壓和輸出電流下，輸出電壓和輸入電流等參數會發生變化。我們可以根據這些特性來評估設備在實際應用中的表現。

應用場景與案例

這些設備廣泛應用于各種需要邊界掃描測試的場合，如電路板的生產測試、系統的故障診斷等。例如，在電路板生產過程中，我們可以使用邊界掃描指令來檢測電路板上的元件連接是否正確，以及元件的功能是否正常。在系統故障診斷時，通過讀取邊界掃描寄存器中的數據，我們可以快速定位故障點，提高維修效率。

總結與展望

TI的SN54LVTH18504A、SN54LVTH182504A、SN74LVTH18504A和SN74LVTH182504A這幾款3.3-V ABT掃描測試設備以其先進的設計、豐富的功能和可靠的性能，為電子工程師提供了一個強大的工具。在未來的電子設計中，隨著電路復雜度的不斷增加，邊界掃描技術和這些設備的應用將會越來越廣泛。

作為電子工程師，我們需要深入了解這些設備的特性和功能，合理選擇和應用它們，以提高設計的效率和質量。同時，我們也期待TI能夠推出更多性能更優、功能更強的產品，為電子行業的發展做出更大的貢獻。

你在使用這些設備的過程中遇到過哪些問題呢？你認為它們在哪些方面還有改進的空間？歡迎在評論區留言分享你的經驗和想法。