SN54ABT18245A和SN74ABT18245A扫描测试设备：18位总线收发器的技术剖析

在电子设备的设计与测试中，扫描测试设备起着至关重要的作用。今天我们要深入探讨的是德州仪器（Texas Instruments）的SN54ABT18245A和SN74ABT18245A扫描测试设备，它们配备18位总线收发器，属于SCOPE可测试性集成电路家族的成员，并且兼容IEEE标准1149.1 - 1990（JTAG）测试访问端口和边界扫描架构。

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产品概述

SN54ABT18245A和SN74ABT18245A是德州仪器SCOPE测试性集成电路家族的一部分，支持IEEE标准1149.1 - 1990边界扫描，便于对复杂电路板组件进行测试。扫描访问测试电路通过4线测试访问端口（TAP）接口实现。SN54ABT18245A采用WD封装，适用于 -55°C至125°C的全军事温度范围；SN74ABT18245A采用DGG或DL封装，工作温度范围为 -40°C至85°C。

功能特性

正常模式

在正常模式下，它们是18位非反相总线收发器，可作为两个9位收发器或一个18位收发器使用。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，DIR为低电平时，数据从B总线传输到A总线；当OE为低电平，DIR为高电平时，数据从A总线传输到B总线；当OE为高电平时，设备处于隔离状态。

测试模式

测试模式下，SCOPE总线收发器的正常操作被抑制，测试电路被启用，以观察和控制设备的输入/输出（I/O）边界。测试电路根据IEEE标准1149.1 - 1990中描述的协议执行边界扫描测试操作。

测试引脚

四个专用测试引脚用于观察和控制测试电路的操作，分别是测试数据输入（TDI）、测试数据输出（TDO）、测试模式选择（TMS）和测试时钟（TCK）。此外，测试电路还执行其他测试功能，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）。

测试架构

TAP控制器

测试信息通过符合IEEE标准1149.1 - 1990的4线测试总线（TAP）传输。TAP控制器监控测试总线上的TCK和TMS信号，提取同步（TCK）和状态控制（TMS）信号，并为设备中的测试结构生成适当的片上控制信号。TAP控制器是一个同步有限状态机，由16个状态组成，包括6个稳定状态和10个不稳定状态。

测试寄存器

设备包含一个8位指令寄存器和四个测试数据寄存器：一个44位边界扫描寄存器、一个3位边界控制寄存器、一个1位旁路寄存器和一个32位设备识别寄存器。

指令寄存器（IR）

指令寄存器长8位，用于告诉设备要执行的指令，包括操作模式（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。

边界扫描寄存器（BSR）

边界扫描寄存器长44位，用于存储要外部应用到设备输出引脚的测试数据，和/或捕获在正常片上逻辑输出内部和/或设备输入引脚外部出现的数据。

边界控制寄存器（BCR）

边界控制寄存器长3位，用于在边界运行测试（RUNT）指令的上下文中实现基本SCOPE指令集未包含的附加测试操作，如PRPG、PSA和二进制计数（COUNT）。

旁路寄存器

旁路寄存器是一个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）

设备识别寄存器长32位，可用于识别设备的制造商、部件号和版本。

指令操作

边界扫描（EXTEST）

符合IEEE标准1149.1 - 1990的EXTEST指令，选择边界扫描寄存器进行扫描，捕获设备输入和I/O引脚的数据，并将扫描到输入BSC的数据应用到正常片上逻辑的输入，将扫描到输出模式I/O BSC的数据应用到设备I/O引脚。

识别读取（IDCODE）

符合IEEE标准1149.1 - 1990的IDCODE指令，选择设备识别寄存器进行扫描，设备处于正常模式。

采样边界（SAMPLE/PRELOAD）

符合IEEE标准1149.1 - 1990的SAMPLE/PRELOAD指令，选择边界扫描寄存器进行扫描，捕获设备输入引脚和输入模式I/O引脚的数据，以及正常片上逻辑输出的数据。

旁路扫描（BYPASS）

符合IEEE标准1149.1 - 1990的BYPASS指令，选择旁路寄存器进行扫描，在Capture - DR期间捕获逻辑0值，设备处于正常模式。

控制边界到高阻抗（HIGHZ）

符合IEEE标准1149.1a - 1993的HIGHZ指令，选择旁路寄存器进行扫描，在Capture - DR期间捕获逻辑0值，设备处于修改后的测试模式，所有设备I/O引脚置于高阻抗状态，设备输入引脚保持工作，正常片上逻辑功能正常执行。

控制边界到1/0（CLAMP）

符合IEEE标准1149.1a - 1993的CLAMP指令，选择旁路寄存器进行扫描，在Capture - DR期间捕获逻辑0值，将输入BSC中的数据应用到正常片上逻辑的输入，将输出模式I/O BSC中的数据应用到设备I/O引脚，设备处于测试模式。

边界运行测试（RUNT）

选择旁路寄存器进行扫描，在Capture - DR期间捕获逻辑0值，设备处于测试模式，在Run - Test/Idle期间执行BCR中指定的测试操作。

边界读取（READBN/READBT）

选择边界扫描寄存器进行扫描，在Capture - DR期间BSR中的值保持不变，用于在PSA操作后检查数据。

边界自测试（CELLTST）

选择边界扫描寄存器进行扫描，在Capture - DR期间所有BSC捕获其当前值的反值，用于验证BSR的移位寄存器和影子锁存器元素的完整性。

边界切换输出（TOPHIP）

选择旁路寄存器进行扫描，在Capture - DR期间捕获逻辑0值，在Run - Test/Idle期间，所选输出模式BSC的移位寄存器元素中的数据在每个TCK上升沿切换，在影子锁存器中更新，并在每个TCK下降沿应用到相关设备I/O引脚，输入模式BSC中的数据保持不变。

边界控制寄存器扫描（SCANCN/SCANCT）

选择边界控制寄存器进行扫描，在Capture - DR期间BCR中的值保持不变，必须在边界运行测试操作之前执行此操作，以指定要执行的测试操作。

总结

SN54ABT18245A和SN74ABT18245A扫描测试设备凭借其丰富的功能和强大的测试能力，为电子工程师在电路板测试和验证方面提供了有力的支持。通过深入了解其测试架构、指令操作和寄存器功能，我们可以更好地利用这些设备进行高效的测试和故障诊断。在实际应用中，你是否遇到过类似设备的使用问题？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。