深入解析SN54ABT8646和SN74ABT8646扫描测试设备

在电子设计领域，测试设备的性能和功能对于确保电路的可靠性和稳定性至关重要。今天，我们将深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的SN54ABT8646和SN74ABT8646扫描测试设备，这两款设备在测试性集成电路家族中具有重要地位。

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产品概述

SN54ABT8646和SN74ABT8646是德州仪器SCOPETM测试性集成电路家族的成员，它们兼容IEEE标准1149.1 - 1990（JTAG）测试访问端口和边界扫描架构。这两款设备在正常功能模式下与'F646和'ABT646功能等效，同时具备丰富的测试功能，能够有效测试复杂电路板组件。

产品特性

1. 指令集丰富：支持IEEE标准1149.1 - 1990所需的指令，还包括可选的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令。
2. 多种测试功能：具备并行签名分析（PSA）、伪随机模式生成（PRPG）、样本输入/输出切换、二进制计数等功能。
3. 灵活的边界扫描单元：每个I/O有两个边界扫描单元，提供更大的灵活性。
4. 先进的设计：采用EPIC - IIB BICMOS设计，显著降低功耗。
5. 多种封装选项：包括塑料小外形（DW）、收缩小外形（DL）封装、陶瓷芯片载体（FK）和标准陶瓷双列直插式封装（JT）。

工作模式

正常模式

在正常模式下，SN54ABT8646和SN74ABT8646的功能与F646和ABT646八进制总线收发器和寄存器等效。收发器功能由输出使能（OE）和方向（DIR）输入控制，数据流向由时钟（CLKAB和CLKBA）和选择（SAB和SBA）输入控制。具体的操作逻辑可以参考功能表，它详细列出了不同输入组合下的操作和功能。

测试模式

在测试模式下，正常的SCOPE总线收发器和寄存器操作被禁止，测试电路被启用，用于观察和控制设备的I/O边界。测试电路通过四个专用测试引脚（TDI、TDO、TMS和TCK）进行控制，同步到TAP接口，执行边界扫描测试操作。

测试架构

TAP控制器

测试信息通过符合IEEE标准1149.1 - 1990的4线测试总线或TAP传输。TAP控制器监控TCK和TMS信号，从中提取同步和状态控制信号，并生成适当的片上控制信号。TAP控制器是一个同步有限状态机，包含16个状态，其中6个稳定状态和10个不稳定状态。它有两条主要路径，分别用于访问和控制选定的数据寄存器和指令寄存器。

寄存器

设备包含一个8位指令寄存器和三个测试数据寄存器：40位边界扫描寄存器（BSR）、11位边界控制寄存器（BCR）和1位旁路寄存器。

1. 指令寄存器（IR）：决定设备要执行的指令，包括操作模式、测试操作、扫描路径选择和数据捕获源。
2. 边界扫描寄存器（BSR）：用于存储测试数据和捕获数据，每个正常功能输入引脚有一个边界扫描单元，每个I/O引脚有两个单元，内部解码的输出使能信号也有对应的单元。
3. 边界控制寄存器（BCR）：用于实现基本SCOPE指令集之外的额外测试操作，如PRPG、PSA和二进制计数。
4. 旁路寄存器：可缩短系统扫描路径长度，减少测试模式所需的位数。

指令和操作

指令寄存器操作码

指令寄存器操作码定义了设备的各种操作，包括边界扫描、旁路扫描、样本边界、控制边界到高阻抗、控制边界到1/0等。不同的操作码对应不同的测试模式和功能，具体操作可以参考指令表。

边界控制寄存器操作码

BCR操作码解码后执行不同的测试操作，如样本输入/输出切换、伪随机模式生成、并行签名分析、同时进行PSA和PRPG、同时进行PSA和二进制计数。这些操作在RUNT指令执行的Run - Test/Idle状态下进行。

电气特性和时序要求

电气特性

SN54ABT8646和SN74ABT8646在推荐的工作条件下具有特定的电气特性，包括输入电压、输出电流、功耗等参数。这些参数对于设计电路和评估设备性能非常重要。

时序要求

测试操作与TCK同步，数据在TCK的上升沿捕获，在下降沿输出。不同模式下的时钟频率、脉冲持续时间、建立时间和保持时间等时序要求也有所不同，设计时需要根据具体情况进行考虑。

封装和机械数据

设备提供多种封装选项，每种封装都有其特定的尺寸和机械数据。了解这些数据对于电路板布局和组装非常重要。

总结

SN54ABT8646和SN74ABT8646扫描测试设备具有丰富的功能和良好的性能，能够满足复杂电路板测试的需求。在设计过程中，工程师需要根据具体应用场景选择合适的指令和操作模式，同时注意电气特性和时序要求，以确保设备的正常运行。

你在使用这两款设备时是否遇到过什么问题？或者对于它们的某些功能有更深入的疑问？欢迎在评论区留言讨论。