深入剖析SN54ABT8245与SN74ABT8245扫描测试设备

一、引言

在电子设计领域，测试设备对于确保电路的可靠性和性能至关重要。SN54ABT8245和SN74ABT8245作为具有八进制总线收发器的扫描测试设备，是德州仪器SCOPE® 可测试性集成电路家族的成员，它们符合IEEE标准1149.1 - 1990（JTAG）测试访问端口和边界扫描架构，为复杂电路板组件的测试提供了强大的支持。

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二、产品概述

2.1 家族成员与兼容性

这两款设备属于德州仪器SCOPE® 可测试性集成电路家族，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。在正常功能模式下，它们在功能上等同于’F245和’ABT245八进制总线收发器。

2.2 指令集与特性

SCOPE® 指令集丰富，包括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。每个I/O有两个边界扫描单元，提供了更大的灵活性。采用先进的EPIC - ΙΙB® BiCMOS设计，显著降低了功耗。

2.3 封装选项

提供多种封装选项，如塑料小外形封装（DW）、陶瓷芯片载体（FK）和标准陶瓷双列直插式封装（JT），满足不同应用场景的需求。

三、工作模式

3.1 正常模式

在正常模式下，设备的功能与’F245和’ABT245八进制总线收发器相同。数据流向由方向控制（DIR）和输出使能（OE）输入控制。当OE为低电平时，根据DIR的逻辑电平，数据可以从A总线传输到B总线，或者从B总线传输到A总线；当OE为高电平时，设备被禁用，总线有效隔离。

3.2 测试模式

在测试模式下，SCOPE® 总线收发器的正常操作被禁止，测试电路被启用，用于观察和控制设备的I/O边界。测试电路由四个专用测试引脚控制：测试数据输入（TDI）、测试数据输出（TDO）、测试模式选择（TMS）和测试时钟（TCK）。测试电路还能执行其他测试功能，如对数据输入进行并行签名分析（PSA）和从数据输出生成伪随机模式（PRPG）。

四、测试架构与状态机

4.1 测试架构

串行测试信息通过符合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，并为设备中的测试结构生成适当的片上控制信号。

4.2 TAP控制器状态机

TAP控制器是一个同步有限状态机，共有16个状态，包括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。设备上电时处于Test - Logic - Reset状态，在该状态下，测试逻辑被重置并禁用，设备执行正常逻辑功能。

五、寄存器概述

5.1 指令寄存器

指令寄存器（IR）为8位，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，移位进入IR的值被加载到影子锁存器中，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。

5.2 数据寄存器

• 边界扫描寄存器（BSR）：36位，包含每个正常功能输入引脚的一个边界扫描单元（BSC），每个正常功能I/O引脚的两个BSC（一个用于输入数据，一个用于输出数据），以及每个内部解码输出使能信号（OEA和OEB）的一个BSC。用于存储要应用到正常片上逻辑输入和/或设备输出引脚的测试数据，以及捕获正常片上逻辑输出和/或设备输入引脚出现的数据。
• 边界控制寄存器（BCR）：11位，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、带输入掩码的PSA和二进制计数（COUNT）。
• 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。

六、指令与操作

6.1 指令集

设备支持多种指令，如边界扫描（EXTEST/INTEST）、旁路扫描（BYPASS）、样本边界（SAMPLE/PRELOAD）等。不同指令对应不同的测试操作和模式。

6.2 操作示例

以边界扫描指令为例，该指令符合IEEE标准1149.1 - 1990的EXTEST和INTEST指令。在该指令下，BSR被选入扫描路径，设备输入引脚的数据被捕获到输入BSC中，正常片上逻辑输出的数据被捕获到输出BSC中。扫描到输入BSC的数据应用到正常片上逻辑的输入，扫描到输出BSC的数据应用到设备输出引脚，设备工作在测试模式。

七、电气特性与参数

7.1 绝对最大额定值

给出了电源电压范围、输入电压范围、输出电流等绝对最大额定值，超过这些值可能会对设备造成永久性损坏。

7.2 推荐工作条件

包括电源电压、输入电压、输出电流、输入转换速率、工作温度等推荐工作条件，确保设备在这些条件下正常工作。

7.3 电气特性与开关特性

详细列出了不同条件下的电气特性和开关特性参数，如输入钳位电流、输出高电平电压、输出低电平电压、开关延迟时间等，为电路设计提供了重要参考。

八、封装与机械数据

提供了不同封装选项的详细信息，包括封装类型、引脚数量、封装尺寸等机械数据，以及封装材料信息，如编带和卷盘尺寸、管装尺寸等。

九、总结

SN54ABT8245和SN74ABT8245扫描测试设备凭借其丰富的功能、灵活的架构和多样的封装选项，为电子工程师在复杂电路板测试和设计中提供了强大的工具。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理选择指令和工作模式，同时关注电气特性和封装要求，以确保设备的正常运行和系统的可靠性。你在使用这类测试设备时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。