德州仪器 SN54ACT8990 与 SN74ACT8990 测试总线控制器深度解析

在电子设备的测试与验证环节，测试总线控制器扮演着至关重要的角色。德州仪器（TI）推出的 SN54ACT8990 和 SN74ACT8990 测试总线控制器，凭借其卓越的性能和丰富的功能，成为众多工程师的首选。本文将深入剖析这两款控制器的特性、功能及应用。

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1. 产品概述

SN54ACT8990 和 SN74ACT8990 属于德州仪器 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。这两款控制器的主要功能是控制 JTAG 串行测试总线，而非作为目标边界可扫描设备。

1.1 温度特性

SN54ACT8990 适用于 -55°C 至 125°C 的全军事温度范围，而 SN74ACT8990 则适用于 0°C 至 70°C 的温度范围。这使得它们能满足不同应用场景对温度的要求。

1.2 封装形式

这两款控制器提供多种封装形式，包括 44 引脚塑料有引线芯片载体（FN）、68 引脚陶瓷针栅阵列（GB）和 68 引脚陶瓷四方扁平封装（HV），方便工程师根据实际需求进行选择。

2. 功能特性

2.1 多目标扫描路径控制

该控制器能够控制多达六个并行目标扫描路径，通过生成 TMS 和 TDI 信号，接收 TDO 信号，并将测试时钟输入（TCKI）缓冲为测试时钟输出（TCKO），实现对目标设备的控制。其扫描数据可达 232 个时钟周期，执行指令也能达到 232 个时钟周期。

2.2 事件引脚与异步通信

每个设备包含四个双向事件引脚 [EVENT (3–0)]，用于与目标设备进行异步通信。这些事件引脚具有各自的事件生成/检测逻辑，并且检测到的事件可以由两个 16 位计数器进行计数。

2.3 主机接口与寄存器操作

控制器通过 5 位地址总线 [ADRS (4 - 0)] 和 16 位读写数据总线 [DATA (15 - 0)] 与主机微处理器/微控制器进行通信。可以对 24 个寄存器进行读写操作，包括控制和状态寄存器、两个命令寄存器、一个读缓冲区和一个写缓冲区。

2.4 命令执行与计数器预设

主机可以向控制器发出主要命令，使其生成必要的 TMS 序列，将目标设备从任何稳定的测试访问端口（TAP）控制器状态转移到其他稳定的 TAP 状态，执行 Run - Test/Idle TAP 状态下的指令，或通过目标设备扫描指令或测试数据。此外，还可以预设一个 32 位计数器，以允许预定数量的执行或扫描操作。

3. 电气特性与参数

3.1 绝对最大额定值

在工作自由空气温度范围内，该控制器的电源电压范围为 -0.5V 至 7V，输入电压范围为 -0.5V 至 Vcc。输入钳位电流和输出钳位电流最大为 ±20 mA，连续输出电流最大为 +25 mA。

3.2 推荐工作条件

SN54ACT8990 和 SN74ACT8990 的电源电压推荐范围均为 4.5V 至 5.5V，高电平输入电压为 2V，低电平输入电压为 0.8V。

3.3 电气特性

在推荐的工作条件下，控制器的输出高电平电压（VOH）和输出低电平电压（VOL）在不同的测试条件下有明确的规定。例如，在 Vcc = 4.5V，IOH = -20 µA 时，VOH 为 4.4V。

3.4 时序要求

时钟频率范围为 0 至 30 MHz，不同信号的脉冲持续时间、建立时间和保持时间都有相应的要求。例如，RD 低脉冲持续时间为 5.5 ns，ADRS 在 RD↑ 之前的建立时间为 6.5 ns。

3.5 开关特性

控制器的开关特性包括从不同输入到输出的传播延迟时间，如从 ADRS 到输出的 tPLH 为 8 至 43 ns（SN54ACT8990）。

4. 应用场景

SN54ACT8990 和 SN74ACT8990 测试总线控制器广泛应用于复杂电路板组件的测试，特别是那些需要进行 JTAG 边界扫描的场景。它们可以帮助工程师高效地检测和诊断电路板上的故障，提高产品的可靠性和生产效率。

5. 总结

德州仪器的 SN54ACT8990 和 SN74ACT8990 测试总线控制器以其强大的功能、丰富的特性和良好的电气性能，为电子工程师提供了一个可靠的解决方案。无论是在军事应用还是商业应用中，这两款控制器都能发挥重要作用。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求和系统要求，合理选择封装形式和配置参数，以充分发挥控制器的优势。你在使用类似的测试总线控制器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。