SN54ABT8652与SN74ABT8652扫描测试设备：功能特性与应用解析

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SN54ABT8652和SN74ABT8652扫描测试设备，了解它们的特性、工作模式以及在实际应用中的优势。

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产品概述

SN54ABT8652和SN74ABT8652是德州仪器SCOPE可测试性集成电路家族的成员，它们与IEEE标准1149.1 - 1990（JTAG）测试访问端口和边界扫描架构兼容，在正常功能模式下与’F652和’ABT652功能等效。这两款设备采用了先进的EPIC - ΙΙB BiCMOS设计，显著降低了功耗，并且提供多种封装选项，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）。

产品特性

• 边界扫描支持：支持IEEE标准1149.1 - 1990边界扫描，通过4线测试访问端口（TAP）接口实现对测试电路的扫描访问，便于复杂电路板组件的测试。
• SCOPE指令集：包含IEEE标准1149.1 - 1990所需指令，以及可选的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令，还支持并行签名分析、伪随机模式生成等功能。
• 双边界扫描单元：每个I/O有两个边界扫描单元，提供更大的灵活性。
• 低功耗设计：采用EPIC - ΙΙB BiCMOS设计，有效降低功耗。

工作模式

正常模式

在正常模式下，SN54ABT8652和SN74ABT8652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。当SAB为低时，实时A数据被选择呈现给B总线（透明模式）；当SAB为高时，存储的A数据被选择呈现给B总线（寄存器模式）。

测试模式

在测试模式下，SCOPE总线收发器和寄存器的正常操作被抑制，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，执行边界扫描测试操作，如并行签名分析（PSA）和伪随机模式生成（PRPG）等。

寄存器概述

指令寄存器（IR）

指令寄存器是一个8位长的寄存器，用于告诉设备要执行的指令。指令包含操作模式（正常模式或测试模式）、要执行的测试操作、在数据寄存器扫描期间要选择的三个数据寄存器中的哪一个，以及在Capture - DR期间要捕获到所选数据寄存器的数据来源。在Capture - IR期间，IR捕获二进制值10000001；在Update - IR期间，移位到IR的值被加载到影子锁存器中，当前指令被更新。

数据寄存器

• 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（一个用于输入数据，一个用于输出数据）。用于存储要内部应用到正常片上逻辑输入和/或外部应用到设备输出端子的测试数据，以及捕获在正常片上逻辑输出和/或设备输入端子上出现的数据。
• 边界控制寄存器（BCR）：11位长，用于在RUNT指令的上下文中实现基本SCOPE指令集未包含的额外测试操作，如PRPG、带输入屏蔽的PSA和二进制计数（COUNT）。
• 旁路寄存器：1位扫描路径，可用于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。

指令集与测试操作

指令集

SN54ABT8652和SN74ABT8652支持多种指令，如边界扫描（EXTEST/INTEST）、旁路扫描（BYPASS）、采样边界（SAMPLE/PRELOAD）等。每个指令对应不同的测试操作和工作模式，具体可参考文档中的指令寄存器操作码表。

测试操作

• 并行签名分析（PSA）：将所选设备输入端子上出现的数据压缩成16位并行签名。
• 伪随机模式生成（PRPG）：在所选BSC的移位寄存器元素中生成伪随机模式。
• 同时进行PSA和PRPG（PSA/PRPG）：同时进行输入数据的签名压缩和输出数据的伪随机模式生成。
• 同时进行PSA和二进制计数（PSA/COUNT）：同时进行输入数据的签名压缩和输出数据的二进制计数。

时序特性

所有测试操作都与TCK同步。数据在TDI、TMS和正常功能输入上在TCK的上升沿被捕获，在TDO和正常功能输出端子上在TCK的下降沿出现。TAP控制器通过在TCK的下降沿改变TMS的值，然后施加TCK的上升沿来推进其状态。文档中提供了详细的时序要求和示例，帮助工程师进行设计和测试。

电气特性与封装信息

电气特性

文档中给出了SN54ABT8652和SN74ABT8652在推荐工作条件下的电气特性，包括输入输出电压、电流、时钟频率等参数，为工程师在设计电路时提供了重要的参考。

封装信息

这两款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。不同封装适用于不同的应用场景，工程师可以根据实际需求进行选择。

实际应用与思考

SN54ABT8652和SN74ABT8652在复杂电路板的测试和验证中具有重要作用。通过边界扫描技术，可以方便地检测电路板上的故障，提高生产效率和产品质量。在实际应用中，工程师需要根据具体的测试需求选择合适的指令和测试操作，同时注意时序要求和电气特性，以确保测试的准确性和可靠性。

你是否在实际项目中使用过类似的扫描测试设备？你在使用过程中遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。