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

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)與測(cè)試中，邊界掃描技術(shù)和通用總線收發(fā)器起著至關(guān)重要的作用。德州儀器（TI）的SN54LVTH18504A、SN54LVTH182504A、SN74LVTH18504A和SN74LVTH182504A這幾款3.3-V ABT掃描測(cè)試設(shè)備，憑借其先進(jìn)的設(shè)計(jì)和豐富的功能，成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來深入探討這些設(shè)備的特點(diǎn)、功能以及應(yīng)用場(chǎng)景。

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產(chǎn)品概述

這幾款設(shè)備屬于TI的SCOPE可測(cè)試性集成電路家族，同時(shí)也是Widebus系列的成員。它們支持IEEE Std 1149.1 - 1990邊界掃描標(biāo)準(zhǔn)，能夠極大地簡(jiǎn)化復(fù)雜電路板組件的測(cè)試過程。通過4線測(cè)試訪問端口（TAP）接口，我們可以方便地對(duì)測(cè)試電路進(jìn)行掃描訪問。

這些設(shè)備專為3.3-V的低電壓VCC操作而設(shè)計(jì)，但同時(shí)具備為5-V系統(tǒng)環(huán)境提供TTL接口的能力，這種混合模式信號(hào)操作的特性使得它們?cè)诓煌妷涵h(huán)境下都能穩(wěn)定工作。此外，它們還支持低至2.7 V的非穩(wěn)壓電池操作，為電池供電的應(yīng)用場(chǎng)景提供了可能。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

先進(jìn)的設(shè)計(jì)架構(gòu)

采用了先進(jìn)的3.3-V ABT設(shè)計(jì)，支持混合模式信號(hào)操作，能夠在3.3-V的VCC下處理5-V的輸入和輸出電壓。同時(shí)，UBT（通用總線收發(fā)器）架構(gòu)結(jié)合了D型鎖存器和D型觸發(fā)器，支持透明、鎖存或時(shí)鐘模式的操作，為數(shù)據(jù)傳輸提供了更多的靈活性。

減少外部元件需求

數(shù)據(jù)輸入上的總線保持功能，消除了對(duì)外部上拉/下拉電阻的需求，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。而’LVTH182504A設(shè)備的B端口輸出內(nèi)置了等效的25-Ω串聯(lián)電阻，無需額外的外部電阻，進(jìn)一步減少了電路板的空間占用和成本。

強(qiáng)大的測(cè)試功能

兼容IEEE Std 1149.1 - 1990（JTAG）測(cè)試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)，支持SCOPE指令集，包括必要的IEEE指令以及可選的CLAMP和HIGHZ指令。還具備并行簽名分析、偽隨機(jī)模式生成、采樣輸入/切換輸出、二進(jìn)制計(jì)數(shù)和設(shè)備識(shí)別等功能，為設(shè)備的測(cè)試和驗(yàn)證提供了全面的支持。

工作模式詳解

正常模式

在正常模式下，這些設(shè)備作為20位通用總線收發(fā)器工作。數(shù)據(jù)在A和B端口之間的流動(dòng)由輸出使能（OEAB和OEBA）、鎖存使能（LEAB和LEBA）、時(shí)鐘使能（CLKENAB和CLKENBA）和時(shí)鐘（CLKAB和CLKBA）輸入控制。例如，當(dāng)LEAB為高時(shí)，設(shè)備以透明模式工作；當(dāng)LEAB為低且CLKENAB為高或CLKAB保持在靜態(tài)低或高邏輯電平時(shí)，A總線數(shù)據(jù)被鎖存；當(dāng)LEAB為低且CLKENAB為低時(shí)，A總線數(shù)據(jù)在CLKAB的低到高轉(zhuǎn)換時(shí)存儲(chǔ)。

測(cè)試模式

在測(cè)試模式下，正常的通用總線收發(fā)器操作被抑制，測(cè)試電路被啟用。測(cè)試電路可以根據(jù)IEEE Std 1149.1 - 1990協(xié)議執(zhí)行邊界掃描測(cè)試操作，如觀察和控制設(shè)備的I/O邊界。通過四個(gè)專用測(cè)試引腳（TDI、TDO、TMS和TCK），我們可以對(duì)測(cè)試電路的操作進(jìn)行觀察和控制。

寄存器介紹

指令寄存器（IR）

IR是一個(gè)8位長(zhǎng)的寄存器，它告訴設(shè)備要執(zhí)行的指令。指令中包含了操作模式（正常模式或測(cè)試模式）、要執(zhí)行的測(cè)試操作、在數(shù)據(jù)寄存器掃描期間要選擇的四個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的哪一個(gè)以及在Capture-DR期間要捕獲到所選數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)來源。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：48位長(zhǎng)，用于存儲(chǔ)要應(yīng)用到設(shè)備輸出引腳的測(cè)試數(shù)據(jù)，以及捕獲設(shè)備輸入和I/O引腳處的數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：3位長(zhǎng)，用于在邊界運(yùn)行（RUNT）指令的上下文中實(shí)現(xiàn)基本SCOPE指令集之外的額外測(cè)試操作，如PRPG、PSA和二進(jìn)制計(jì)數(shù)等。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可用于縮短系統(tǒng)掃描路徑的長(zhǎng)度，減少完成測(cè)試操作所需的每個(gè)測(cè)試模式的位數(shù)。
• 設(shè)備識(shí)別寄存器（IDR）：32位長(zhǎng)，可用于識(shí)別設(shè)備的制造商、部件號(hào)和版本。

指令集分析

這些設(shè)備支持多種指令，每種指令都有其特定的功能和應(yīng)用場(chǎng)景。例如，邊界掃描（EXTEST）指令符合IEEE Std 1149.1 - 1990標(biāo)準(zhǔn)，用于捕獲設(shè)備輸入和I/O引腳處的數(shù)據(jù)，并將掃描到的I/O BSCs中的數(shù)據(jù)應(yīng)用到設(shè)備I/O引腳；設(shè)備識(shí)別（IDCODE）指令用于讀取設(shè)備的識(shí)別信息；旁路（BYPASS）指令用于縮短掃描路徑等。

電氣特性與參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

在使用這些設(shè)備時(shí)，我們需要注意其絕對(duì)最大額定值，如施加到任何輸出的電壓范圍、進(jìn)入任何輸出的電流等。不同型號(hào)的設(shè)備在這些參數(shù)上可能會(huì)有所差異，例如SN54LVTH18504A和SN54LVTH182504A在輸出電流方面的額定值就有所不同。

推薦工作條件

推薦的工作條件包括電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電流等。這些參數(shù)的選擇直接影響設(shè)備的性能和穩(wěn)定性，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行合理的設(shè)置。

電氣特性

在不同的工作條件下，設(shè)備的電氣特性也會(huì)有所不同。例如，在不同的電源電壓和輸出電流下，輸出電壓和輸入電流等參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。我們可以根據(jù)這些特性來評(píng)估設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。

應(yīng)用場(chǎng)景與案例

這些設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種需要邊界掃描測(cè)試的場(chǎng)合，如電路板的生產(chǎn)測(cè)試、系統(tǒng)的故障診斷等。例如，在電路板生產(chǎn)過程中，我們可以使用邊界掃描指令來檢測(cè)電路板上的元件連接是否正確，以及元件的功能是否正常。在系統(tǒng)故障診斷時(shí)，通過讀取邊界掃描寄存器中的數(shù)據(jù)，我們可以快速定位故障點(diǎn)，提高維修效率。

總結(jié)與展望

TI的SN54LVTH18504A、SN54LVTH182504A、SN74LVTH18504A和SN74LVTH182504A這幾款3.3-V ABT掃描測(cè)試設(shè)備以其先進(jìn)的設(shè)計(jì)、豐富的功能和可靠的性能，為電子工程師提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具。在未來的電子設(shè)計(jì)中，隨著電路復(fù)雜度的不斷增加，邊界掃描技術(shù)和這些設(shè)備的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。

作為電子工程師，我們需要深入了解這些設(shè)備的特性和功能，合理選擇和應(yīng)用它們，以提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。同時(shí)，我們也期待TI能夠推出更多性能更優(yōu)、功能更強(qiáng)的產(chǎn)品，為電子行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

你在使用這些設(shè)備的過程中遇到過哪些問題呢？你認(rèn)為它們?cè)谀男┓矫孢€有改進(jìn)的空間？歡迎在評(píng)論區(qū)留言分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。