探索SN54ABT18640和SN74ABT18640扫描测试设备：功能、架构与应用

在电子设计领域，测试设备的性能和功能对整个系统的稳定性和可靠性至关重要。今天我们要深入探讨的是德州仪器（Texas Instruments）的两款扫描测试设备——SN54ABT18640和SN74ABT18640，它们为电子工程师提供了强大的测试和控制能力。

文件下载：SN74ABT18640DLR.pdf

产品概述

SN54ABT18640和SN74ABT18640属于德州仪器SCOPE可测试性集成电路家族，同时也是Widebus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，采用了先进的EPIC - ΙΙB BiCMOS设计，显著降低了功耗。

封装形式

• SN54ABT18640采用380 - mil细间距陶瓷扁平（WD）封装。
• SN74ABT18640提供塑料收缩小外形（DL）和薄收缩小外形（DGG）封装。

工作温度范围

• SN54ABT18640适用于 - 55°C至125°C的全军事温度范围。
• SN74ABT18640的工作温度范围为 - 40°C至85°C。

功能特性

正常模式

在正常模式下，这两款设备是18位反相总线收发器，可以作为两个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，允许数据在A总线和B总线之间双向传输。当OE为高电平时，设备被禁用，总线有效隔离。

测试模式

通过4线测试访问端口（TAP）接口可以激活测试电路。在测试模式下，SCOPE总线收发器的正常操作被抑制，测试电路被启用，可根据IEEE标准1149.1 - 1990的协议执行边界扫描测试操作。测试电路还具备并行签名分析（PSA）、伪随机模式生成（PRPG）等功能。

测试架构

TAP控制器

测试信息通过符合IEEE标准1149.1 - 1990的4线测试总线或TAP传输。TAP控制器监控TCK和TMS信号，提取同步和状态控制信号，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，包含16个状态，其中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：

• 边界扫描寄存器（BSR）：44位，用于存储要应用到设备输出引脚的测试数据，以及捕获设备输入引脚和内部逻辑输出的数据。
• 边界控制寄存器（BCR）：3位，用于实现基本SCOPE指令集之外的额外测试操作，如PRPG、PSA和二进制计数。
• 旁路寄存器：1位，可缩短系统扫描路径的长度。
• 设备识别寄存器（IDR）：32位，用于识别设备的制造商、部件号和版本。

指令集

指令寄存器操作码

指令寄存器（IR）决定设备要执行的指令，包含操作模式、测试操作、要选择的数据寄存器以及捕获数据的来源等信息。支持的指令包括边界扫描（EXTEST）、识别读取（IDCODE）、采样边界（SAMPLE/PRELOAD）等。

边界控制寄存器操作码

边界控制寄存器（BCR）的操作码决定了在边界运行测试（RUNT）指令执行期间的测试操作，包括采样输入/切换输出（TOPSIP）、伪随机模式生成（PRPG）、并行签名分析（PSA）等。

时序特性

所有测试操作都与TCK同步，数据在TCK的上升沿捕获，在下降沿输出。文档中给出了详细的时序要求和示例，包括时钟频率、脉冲持续时间、建立时间、保持时间等参数。

电气特性

文档提供了绝对最大额定值、推荐工作条件、电气特性和开关特性等详细信息，为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

应用与思考

SN54ABT18640和SN74ABT18640在复杂电路板组件的测试中具有广泛的应用前景。电子工程师在使用这些设备时，需要根据具体的应用场景和需求，合理选择指令和测试模式，确保测试的准确性和有效性。同时，要注意设备的电气特性和时序要求，避免因参数设置不当而导致测试结果不准确或设备损坏。

你在实际应用中是否遇到过类似的扫描测试设备？你对这些设备的性能和功能有什么独特的见解吗？欢迎在评论区分享你的经验和想法。