德州儀器SN54BCT8240A與SN74BCT8240A掃描測試設(shè)備深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，測試設(shè)備的性能和功能對于確保電路的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。德州儀器（TI）的SN54BCT8240A和SN74BCT8240A掃描測試設(shè)備，作為其SCOPE?可測試性集成電路家族的成員，為復(fù)雜電路板組件的測試提供了強(qiáng)大的支持。下面我們就來詳細(xì)了解一下這兩款設(shè)備。

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產(chǎn)品概述

SN54BCT8240A和SN74BCT8240A是帶有八進(jìn)制反相緩沖器的掃描測試設(shè)備，它們在正常功能模式下與’F240和’BCT240功能等效，并且兼容IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)。這意味著它們能夠通過4線測試訪問端口（TAP）接口實(shí)現(xiàn)對測試電路的掃描訪問，從而方便地進(jìn)行復(fù)雜電路板組件的測試。

產(chǎn)品特性

• 溫度范圍：SN54BCT8240A適用于 -55°C至125°C的全軍事溫度范圍，而SN74BCT8240A適用于0°C至70°C的溫度范圍。
• 指令集：支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990所需的指令，以及可選的INTEST、CLAMP和HIGHZ指令。同時(shí)具備并行簽名分析（PSA）和偽隨機(jī)模式生成（PRPG）等功能。
• 封裝選項(xiàng)：提供多種封裝選項(xiàng)，包括塑料小外形（DW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）以及標(biāo)準(zhǔn)塑料和陶瓷300 - mil DIP（JT、NT）封裝。

工作模式

正常模式

在正常模式下，這兩款設(shè)備的功能與’F240和’BCT240八進(jìn)制緩沖器相同。測試電路可以通過TAP激活，以對設(shè)備端子上的數(shù)據(jù)進(jìn)行快照采樣或?qū)吔鐪y試單元進(jìn)行自檢。需要注意的是，在正常模式下激活TAP不會(huì)影響SCOPE?八進(jìn)制緩沖器的功能操作。

測試模式

在測試模式下，SCOPE?八進(jìn)制緩沖器的正常操作被禁止，測試電路被啟用，以觀察和控制設(shè)備的I/O邊界。此時(shí)，測試電路可以執(zhí)行IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990中描述的邊界掃描測試操作。

測試架構(gòu)

TAP接口

串行測試信息通過符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的4線測試總線（TAP）進(jìn)行傳輸。TAP控制器監(jiān)控測試總線上的TCK和TMS信號(hào)，從中提取同步（TCK）和狀態(tài)控制（TMS）信號(hào)，并為設(shè)備中的測試結(jié)構(gòu)生成適當(dāng)?shù)钠峡刂菩盘?hào)。

測試寄存器

設(shè)備包含一個(gè)8位指令寄存器和三個(gè)測試數(shù)據(jù)寄存器，分別是18位邊界掃描寄存器（BSR）、2位邊界控制寄存器（BCR）和1位旁路寄存器。這些寄存器在測試過程中起著關(guān)鍵作用，下面我們分別來了解一下。

• 指令寄存器（IR）：用于告訴設(shè)備要執(zhí)行的指令，包括操作模式（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(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。
• 邊界掃描寄存器（BSR）：用于存儲(chǔ)要內(nèi)部應(yīng)用于正常片上邏輯輸入和/或外部應(yīng)用于設(shè)備輸出端子的測試數(shù)據(jù)，以及捕獲正常片上邏輯輸出和/或設(shè)備輸入端子上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
• 邊界控制寄存器（BCR）：用于在RUNT指令的上下文中實(shí)現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的額外測試操作，如PRPG和PSA。
• 旁路寄存器：可以縮短系統(tǒng)掃描路徑的長度，從而減少完成測試操作所需的每個(gè)測試模式的位數(shù)。

狀態(tài)機(jī)與指令操作

TAP控制器狀態(tài)機(jī)

TAP控制器是一個(gè)同步有限狀態(tài)機(jī)，它根據(jù)TCK上升沿時(shí)TMS的電平來遍歷其狀態(tài)。狀態(tài)圖包含16個(gè)狀態(tài)，其中6個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和10個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)。主要有兩條路徑，分別用于訪問和控制所選數(shù)據(jù)寄存器以及訪問和控制指令寄存器。

指令操作

不同的指令對應(yīng)著不同的測試操作，下面為大家列舉一些常見指令及其功能。

• 邊界掃描（Boundary Scan）：符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的EXTEST和INTEST指令，選擇BSR進(jìn)行掃描，捕獲設(shè)備輸入和輸出的數(shù)據(jù)，并將掃描數(shù)據(jù)應(yīng)用到相應(yīng)的輸入和輸出端，設(shè)備工作在測試模式。
• 旁路掃描（Bypass Scan）：符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的BYPASS指令，選擇旁路寄存器進(jìn)行掃描，在Capture - DR期間捕獲邏輯0值，設(shè)備工作在正常模式。
• 采樣邊界（Sample Boundary）：符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1149.1 - 1990的SAMPLE/PRELOAD指令，選擇BSR進(jìn)行掃描，捕獲設(shè)備輸入和輸出的數(shù)據(jù)，設(shè)備工作在正常模式。

電氣特性與參數(shù)

絕對最大額定值

設(shè)備的絕對最大額定值規(guī)定了其在不同條件下的極限參數(shù)，如電源電壓范圍、輸出電流等。例如，電源電壓范圍為 -0.5 V至12 V，不同輸出在不同狀態(tài)下的電流限制也有所不同。

推薦工作條件

SN54BCT8240A和SN74BCT8240A在不同的溫度和電壓條件下有各自的推薦工作參數(shù)，如電源電壓、輸入電壓、輸出電流等。這些參數(shù)的合理設(shè)置對于設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

電氣特性

文檔中詳細(xì)列出了設(shè)備在推薦工作溫度范圍內(nèi)的電氣特性參數(shù)，包括輸入輸出電壓、電流、電容等。這些參數(shù)是評(píng)估設(shè)備性能和進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

時(shí)序要求

所有測試操作都與TCK同步，數(shù)據(jù)在TCK的上升沿捕獲，在下降沿輸出。文檔中還給出了時(shí)鐘頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、建立時(shí)間、保持時(shí)間等時(shí)序要求，確保設(shè)備在不同工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。

開關(guān)特性

分別給出了正常模式和測試模式下的開關(guān)特性參數(shù)，如傳播延遲時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間等。這些參數(shù)對于設(shè)計(jì)高速電路和優(yōu)化信號(hào)傳輸具有重要意義。

封裝與機(jī)械數(shù)據(jù)

封裝選項(xiàng)

設(shè)備提供多種封裝選項(xiàng)，每種封裝都有其特點(diǎn)和適用場景。例如，DW封裝適用于空間有限的場合，而JT和NT封裝則更適合對穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用。

機(jī)械數(shù)據(jù)

文檔中給出了不同封裝的機(jī)械尺寸和相關(guān)參數(shù)，為電路板設(shè)計(jì)和布局提供了重要參考。同時(shí)，還對封裝的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行了說明，如尺寸公差、密封方式等。

總結(jié)

德州儀器的SN54BCT8240A和SN74BCT8240A掃描測試設(shè)備憑借其強(qiáng)大的功能、豐富的指令集和多種封裝選項(xiàng)，為電子工程師在復(fù)雜電路板測試和設(shè)計(jì)方面提供了可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇設(shè)備，并嚴(yán)格按照推薦工作條件和參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和使用，以確保設(shè)備的性能和可靠性。大家在使用過程中有沒有遇到過什么問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。