SN54BCT8373A與SN74BCT8373A掃描測試器件深度解析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，測試器件的性能和功能對于確保電路的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。SN54BCT8373A和SN74BCT8373A作為掃描測試器件，在測試復(fù)雜電路板組件方面發(fā)揮著重要作用。本文將對這兩款器件進(jìn)行詳細(xì)解析，幫助工程師更好地理解和應(yīng)用它們。

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器件概述

SN54BCT8373A和SN74BCT8373A是德州儀器SCOPE?可測試性集成電路家族的成員，支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990邊界掃描，能有效促進(jìn)復(fù)雜電路板組件的測試。在正常模式下，它們與’F373和’BCT373八進(jìn)制D型鎖存器功能等效，并且與IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)兼容。

這兩款器件的測試操作與測試訪問端口（TAP）同步，通過識別TMS引腳上的雙高電平電壓（10 V）來實現(xiàn)可選的測試復(fù)位信號。它們還具備多種測試功能，如并行簽名分析（PSA）和偽隨機模式生成（PRPG）等。

器件特性

工作模式與功能

• 正常模式：在正常模式下，器件功能與’F373和’BCT373八進(jìn)制D型鎖存器相同。測試電路可由TAP激活，對器件端子上的數(shù)據(jù)進(jìn)行快照采樣或?qū)吔鐪y試單元進(jìn)行自檢。激活TAP不會影響SCOPE TM八進(jìn)制鎖存器的正常功能。
• 測試模式：在測試模式下，SCOPE?八進(jìn)制鎖存器的正常操作被抑制，測試電路啟用，可對器件的I/O邊界進(jìn)行觀察和控制，執(zhí)行符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的邊界掃描測試操作。

測試終端與功能

器件使用四個專用測試終端來控制測試電路的操作：

• TDI（測試數(shù)據(jù)輸入）：是通過指令寄存器或選定數(shù)據(jù)寄存器移位數(shù)據(jù)的串行輸入。
• TDO（測試數(shù)據(jù)輸出）：是通過指令寄存器或選定數(shù)據(jù)寄存器移位數(shù)據(jù)的串行輸出。
• TMS（測試模式選擇）：引導(dǎo)器件通過其TAP控制器狀態(tài)，還可提供IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的可選測試復(fù)位信號。
• TCK（測試時鐘）：測試操作與TCK同步，數(shù)據(jù)在TCK的上升沿捕獲，輸出在TCK的下降沿變化。

溫度特性

SN54BCT8373A適用于 - 55°C至125°C的全軍事溫度范圍，而SN74BCT8373A適用于0°C至70°C的溫度范圍。

測試架構(gòu)與狀態(tài)機

測試架構(gòu)

器件通過符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的4線測試總線（TAP）傳輸串行測試信息。TAP控制器監(jiān)控TCK和TMS信號，從中提取同步和狀態(tài)控制信號，并為器件中的測試結(jié)構(gòu)生成適當(dāng)?shù)钠峡刂菩盘枴?/p>

TAP控制器狀態(tài)機

TAP控制器是一個同步有限狀態(tài)機，共有16個狀態(tài)，包括6個穩(wěn)定狀態(tài)和10個不穩(wěn)定狀態(tài)。主要有兩條路徑：一條用于訪問和控制選定的數(shù)據(jù)寄存器，另一條用于訪問和控制指令寄存器。以下是一些重要狀態(tài)的說明：

• Test - Logic - Reset：器件上電時處于此狀態(tài)，測試邏輯復(fù)位并禁用，執(zhí)行器件的正常邏輯功能。指令寄存器復(fù)位為選擇BYPASS指令的二進(jìn)制值。
• Run - Test/Idle：在執(zhí)行任何測試操作之前，TAP控制器必須經(jīng)過此狀態(tài)。在此狀態(tài)下，測試邏輯可以主動運行測試或處于空閑狀態(tài)。
• Capture - DR和Capture - IR：分別用于捕獲選定數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器的當(dāng)前狀態(tài)值。
• Shift - DR和Shift - IR：在這些狀態(tài)下，數(shù)據(jù)通過選定的寄存器進(jìn)行串行移位。
• Exit1 - DR、Exit2 - DR、Exit1 - IR和Exit2 - IR：用于結(jié)束數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器的掃描。
• Pause - DR和Pause - IR：可暫停和恢復(fù)數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器的掃描操作，且不丟失數(shù)據(jù)。
• Update - DR和Update - IR：分別用于更新選定數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器的內(nèi)容。

寄存器介紹

指令寄存器（IR）

指令寄存器為8位，用于指示器件執(zhí)行的指令。指令包含操作模式（正常模式或測試模式）、要執(zhí)行的測試操作、在數(shù)據(jù)寄存器掃描期間要選擇的三個數(shù)據(jù)寄存器中的哪一個以及在Capture - DR期間要捕獲到選定數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)來源等信息。在Capture - IR期間，IR捕獲二進(jìn)制值10000001；在Update - IR期間，移入IR的值被加載到影子鎖存器中，當(dāng)前指令更新并生效。上電或處于Test - Logic - Reset狀態(tài)時，IR復(fù)位為二進(jìn)制值11111111，選擇BYPASS指令。

數(shù)據(jù)寄存器

• 邊界掃描寄存器（BSR）：18位長，每個正常功能輸入引腳和輸出引腳都有一個邊界掃描單元（BSC）。用于存儲要應(yīng)用到正常片上邏輯輸入和/或器件輸出引腳的測試數(shù)據(jù)，以及捕獲正常片上邏輯輸出和/或器件輸入引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：2位長，用于在RUNT指令的上下文中實現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的額外測試操作，如PRPG和PSA。上電或處于Test - Logic - Reset狀態(tài)時，BCR復(fù)位為二進(jìn)制值10，選擇PSA測試操作。
• 旁路寄存器：1位掃描路徑，可縮短系統(tǒng)掃描路徑的長度，減少完成測試操作所需的每個測試模式的位數(shù)。在Capture - DR期間，旁路寄存器捕獲邏輯0。

指令與操作

指令寄存器操作碼

器件支持多種指令，不同的操作碼對應(yīng)不同的功能和模式。例如：

• EXTEST/INTEST：執(zhí)行邊界掃描，選擇BSR進(jìn)行掃描，器件工作在測試模式。
• BYPASS：執(zhí)行旁路掃描，選擇旁路寄存器進(jìn)行掃描，器件工作在正常模式。
• SAMPLE/PRELOAD：采樣邊界，選擇BSR進(jìn)行掃描，器件工作在正常模式。

邊界控制寄存器操作碼

BCR操作碼根據(jù)BCR的1 - 0位進(jìn)行解碼，對應(yīng)不同的測試操作：

• 00：采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）
• 01：偽隨機模式生成/16位模式（PRPG）
• 10：并行簽名分析/16位模式（PSA）
• 11：同時進(jìn)行PSA和PRPG/8位模式（PSA/PRPG）

電氣特性與參數(shù)

絕對最大額定值

包括輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、電流限制和最大功耗等參數(shù)。在使用器件時，應(yīng)確保不超過這些額定值，以免造成器件損壞。

推薦工作條件

規(guī)定了器件正常工作時的電源電壓、輸入電壓、輸出電流和工作溫度等參數(shù)范圍。

電氣特性

詳細(xì)列出了在推薦工作條件下的各種電氣參數(shù)，如輸入鉗位電壓、輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、輸入電流等。

時序要求

包括正常模式和測試模式下的脈沖持續(xù)時間、建立時間、保持時間和時鐘頻率等參數(shù)。這些參數(shù)對于確保器件的正常工作至關(guān)重要。

開關(guān)特性

給出了正常模式和測試模式下的傳播延遲時間等開關(guān)特性參數(shù)。

封裝信息

器件提供多種封裝選項，包括塑料小外形（DW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）和標(biāo)準(zhǔn)塑料及陶瓷300 - mil DIP（JT、NT）封裝。不同封裝的器件在引腳數(shù)量、尺寸和適用溫度范圍等方面可能有所不同，工程師可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

總結(jié)

SN54BCT8373A和SN74BCT8373A掃描測試器件具有豐富的功能和良好的兼容性，能夠滿足復(fù)雜電路板組件的測試需求。通過深入了解其工作原理、寄存器結(jié)構(gòu)、指令操作和電氣特性等方面的知識，工程師可以更好地應(yīng)用這些器件，提高電路測試的效率和準(zhǔn)確性。在實際設(shè)計中，還需根據(jù)具體的應(yīng)用場景和要求，合理選擇器件的封裝和工作參數(shù)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

你在使用這些器件的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。