深入剖析SN54ABT8652与SN74ABT8652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稳定性和可靠性至关重要。SN54ABT8652和SN74ABT8652作为德州仪器（Texas Instruments）SCOPE可测试性集成电路家族的成员，为复杂电路板组件的测试提供了强大的支持。下面就来详细了解这两款设备。

文件下载：SN74ABT8652DLG4.pdf

产品概述

SN54ABT8652和SN74ABT8652是带有八进制总线收发器和寄存器的扫描测试设备，兼容IEEE标准1149.1 - 1990（JTAG）测试访问端口和边界扫描架构。它们在正常功能模式下与’F652和’ABT652功能等效，同时具备丰富的测试功能。采用先进的EPIC - ΙΙB BiCMOS设计，显著降低了功耗。

产品特性

1. 指令集丰富：支持IEEE标准1149.1 - 1990所需的指令，以及可选的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令。还具备并行签名分析、伪随机模式生成、样本输入/输出切换、二进制计数等功能。
2. 边界扫描灵活性高：每个I/O有两个边界扫描单元，提供了更大的灵活性。
3. 多种封装选项：包括收缩小外形（DL）、塑料小外形（DW）封装、陶瓷芯片载体（FK）和标准陶瓷双列直插式封装（JT）。
4. 温度范围不同：SN54ABT8652适用于 - 55°C至125°C的全军事温度范围，SN74ABT8652适用于 - 40°C至85°C的温度范围。

工作模式

正常模式

在正常模式下，设备的功能与’F652和’ABT652八进制总线收发器和寄存器等效。数据在A总线和B总线之间的流动由时钟（CLKAB和CLKBA）、选择（SAB和SBA）和输出使能（OEAB和OEBA）输入控制。例如，对于A到B的数据流动，A总线上的数据在CLKAB的低到高转换时被时钟输入到相关寄存器。

测试模式

当激活测试访问端口（TAP）时，设备进入测试模式。此时，正常的总线收发器和寄存器操作被抑制，测试电路被启用，可观察和控制设备的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，执行边界扫描测试操作。

测试架构

测试信息通过符合IEEE标准1149.1 - 1990的4线测试总线或TAP进行传输。TAP控制器监控TCK和TMS信号，提取同步和状态控制信号，并为设备中的测试结构生成适当的片上控制信号。

TAP控制器状态

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。主要有两条路径：一条用于访问和控制选定的数据寄存器，另一条用于访问和控制指令寄存器。

• Test - Logic - Reset：设备上电时处于此状态，测试逻辑被重置并禁用，设备执行正常逻辑功能。
• Run - Test/Idle：执行任何测试操作前，TAP控制器必须经过此状态。在此状态下，测试逻辑可以处于活动测试或空闲状态。
• 其他状态：如Select - DR - Scan、Select - lR - Scan、Capture - DR、Shift - DR等，每个状态都有特定的功能，确保测试操作的顺利进行。

寄存器概述

指令寄存器（IR）

IR为8位长，用于告诉设备要执行的指令。在Capture - IR状态下，IR捕获二进制值10000001；在Update - IR状态下，移入IR的值被加载到影子锁存器，当前指令更新并生效。上电或处于Test - Logic - Reset状态时，IR被重置为二进制值11111111，选择BYPASS指令。

数据寄存器

1. 边界扫描寄存器（BSR）：38位长，包含每个正常功能输入的一个边界扫描单元（BSC）和每个正常功能I/O的两个BSC。用于存储测试数据，数据捕获源由当前指令确定。上电或Test - Logic - Reset时，除BSC 36被重置为逻辑1外，其他BSC的值被重置为逻辑0。
2. 边界控制寄存器（BCR）：11位长，用于在RUNT指令上下文中实现基本SCOPE指令集未包含的额外测试操作，如PRPG、PSA和二进制计数等。上电或Test - Logic - Reset时，BCR被重置为二进制值00000000010，选择无输入掩码的PSA测试操作。
3. 旁路寄存器：1位扫描路径，可缩短系统扫描路径的长度，减少完成测试操作所需的每个测试模式的位数。在Capture - DR状态下，旁路寄存器捕获逻辑0。

指令操作

指令寄存器操作码

不同的操作码对应不同的指令，如EXTEST/INTEST用于边界扫描，BYPASS用于旁路扫描，SAMPLE/PRELOAD用于样本边界等。每个指令都有特定的功能和操作模式，如边界扫描指令可将设备输入端子的数据捕获到输入BSC，将正常片上逻辑输出的数据捕获到输出BSC。

边界控制寄存器操作码

BCR操作码由BCR位2 - 0解码，对应不同的测试操作，如样本输入/输出切换（TOPSIP）、伪随机模式生成（PRPG）、并行签名分析（PSA）等。这些操作在RUNT指令执行的Run - Test/Idle状态下进行。

电气特性与参数

绝对最大额定值

规定了输入钳位电流、输出钳位电流、最大封装功耗、存储温度范围等参数，超过这些额定值可能会对设备造成永久性损坏。

推荐工作条件

包括电源电压、输入输出电压等参数范围，同时注意未使用的引脚必须保持高或低电平，以防止浮动。

电气特性

详细列出了不同参数在不同测试条件下的最小值、典型值和最大值，如输入钳位电压、输出高电平电压、输出低电平电压等，为电路设计提供了重要参考。

时序要求

在正常模式和测试模式下，对时钟频率、脉冲持续时间、建立时间、保持时间等时序参数都有明确要求，确保设备的正常运行。

开关特性

给出了不同输入到输出的切换时间和最大频率等参数，反映了设备的响应速度和性能。

封装与机械数据

提供了多种封装选项，包括不同封装的引脚数量、尺寸、材料等信息，以及相应的机械数据和焊接要求。

在实际设计中，电子工程师需要根据具体的应用场景和需求，合理选择SN54ABT8652或SN74ABT8652，并结合其特性和参数进行电路设计和测试。你在使用这类测试设备时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。