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

在电子设备的设计与测试中，边界扫描技术和通用总线收发器起着至关重要的作用。德州仪器（TI）的SN54LVTH18504A、SN54LVTH182504A、SN74LVTH18504A和SN74LVTH182504A这几款3.3-V ABT扫描测试设备，凭借其先进的设计和丰富的功能，成为了众多工程师的首选。今天，我们就来深入探讨这些设备的特点、功能以及应用场景。

文件下载：SN74LVTH18504APMR.pdf

产品概述

这几款设备属于TI的SCOPE可测试性集成电路家族，同时也是Widebus系列的成员。它们支持IEEE Std 1149.1 - 1990边界扫描标准，能够极大地简化复杂电路板组件的测试过程。通过4线测试访问端口（TAP）接口，我们可以方便地对测试电路进行扫描访问。

这些设备专为3.3-V的低电压VCC操作而设计，但同时具备为5-V系统环境提供TTL接口的能力，这种混合模式信号操作的特性使得它们在不同电压环境下都能稳定工作。此外，它们还支持低至2.7 V的非稳压电池操作，为电池供电的应用场景提供了可能。

产品特性亮点

先进的设计架构

采用了先进的3.3-V ABT设计，支持混合模式信号操作，能够在3.3-V的VCC下处理5-V的输入和输出电压。同时，UBT（通用总线收发器）架构结合了D型锁存器和D型触发器，支持透明、锁存或时钟模式的操作，为数据传输提供了更多的灵活性。

减少外部元件需求

数据输入上的总线保持功能，消除了对外部上拉/下拉电阻的需求，简化了电路设计。而’LVTH182504A设备的B端口输出内置了等效的25-Ω串联电阻，无需额外的外部电阻，进一步减少了电路板的空间占用和成本。

强大的测试功能

兼容IEEE Std 1149.1 - 1990（JTAG）测试访问端口和边界扫描架构，支持SCOPE指令集，包括必要的IEEE指令以及可选的CLAMP和HIGHZ指令。还具备并行签名分析、伪随机模式生成、采样输入/切换输出、二进制计数和设备识别等功能，为设备的测试和验证提供了全面的支持。

工作模式详解

正常模式

在正常模式下，这些设备作为20位通用总线收发器工作。数据在A和B端口之间的流动由输出使能（OEAB和OEBA）、锁存使能（LEAB和LEBA）、时钟使能（CLKENAB和CLKENBA）和时钟（CLKAB和CLKBA）输入控制。例如，当LEAB为高时，设备以透明模式工作；当LEAB为低且CLKENAB为高或CLKAB保持在静态低或高逻辑电平时，A总线数据被锁存；当LEAB为低且CLKENAB为低时，A总线数据在CLKAB的低到高转换时存储。

测试模式

在测试模式下，正常的通用总线收发器操作被抑制，测试电路被启用。测试电路可以根据IEEE Std 1149.1 - 1990协议执行边界扫描测试操作，如观察和控制设备的I/O边界。通过四个专用测试引脚（TDI、TDO、TMS和TCK），我们可以对测试电路的操作进行观察和控制。

寄存器介绍

指令寄存器（IR）

IR是一个8位长的寄存器，它告诉设备要执行的指令。指令中包含了操作模式（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四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中的数据来源。

数据寄存器

• 边界扫描寄存器（BSR）：48位长，用于存储要应用到设备输出引脚的测试数据，以及捕获设备输入和I/O引脚处的数据。
• 边界控制寄存器（BCR）：3位长，用于在边界运行（RUNT）指令的上下文中实现基本SCOPE指令集之外的额外测试操作，如PRPG、PSA和二进制计数等。
• 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。
• 设备识别寄存器（IDR）：32位长，可用于识别设备的制造商、部件号和版本。

指令集分析

这些设备支持多种指令，每种指令都有其特定的功能和应用场景。例如，边界扫描（EXTEST）指令符合IEEE Std 1149.1 - 1990标准，用于捕获设备输入和I/O引脚处的数据，并将扫描到的I/O BSCs中的数据应用到设备I/O引脚；设备识别（IDCODE）指令用于读取设备的识别信息；旁路（BYPASS）指令用于缩短扫描路径等。

电气特性与参数

绝对最大额定值

在使用这些设备时，我们需要注意其绝对最大额定值，如施加到任何输出的电压范围、进入任何输出的电流等。不同型号的设备在这些参数上可能会有所差异，例如SN54LVTH18504A和SN54LVTH182504A在输出电流方面的额定值就有所不同。

推荐工作条件

推荐的工作条件包括电源电压范围、输入电压范围、输出电流等。这些参数的选择直接影响设备的性能和稳定性，我们需要根据具体的应用场景进行合理的设置。

电气特性

在不同的工作条件下，设备的电气特性也会有所不同。例如，在不同的电源电压和输出电流下，输出电压和输入电流等参数会发生变化。我们可以根据这些特性来评估设备在实际应用中的表现。

应用场景与案例

这些设备广泛应用于各种需要边界扫描测试的场合，如电路板的生产测试、系统的故障诊断等。例如，在电路板生产过程中，我们可以使用边界扫描指令来检测电路板上的元件连接是否正确，以及元件的功能是否正常。在系统故障诊断时，通过读取边界扫描寄存器中的数据，我们可以快速定位故障点，提高维修效率。

总结与展望

TI的SN54LVTH18504A、SN54LVTH182504A、SN74LVTH18504A和SN74LVTH182504A这几款3.3-V ABT扫描测试设备以其先进的设计、丰富的功能和可靠的性能，为电子工程师提供了一个强大的工具。在未来的电子设计中，随着电路复杂度的不断增加，边界扫描技术和这些设备的应用将会越来越广泛。

作为电子工程师，我们需要深入了解这些设备的特性和功能，合理选择和应用它们，以提高设计的效率和质量。同时，我们也期待TI能够推出更多性能更优、功能更强的产品，为电子行业的发展做出更大的贡献。

你在使用这些设备的过程中遇到过哪些问题呢？你认为它们在哪些方面还有改进的空间？欢迎在评论区留言分享你的经验和想法。