關于SN54BCT8244A和SN74BCT8244A掃描測試設備的技術解析

在電子設計領域，測試設備的性能和功能對于確保電路的可靠性和穩(wěn)定性至關重要。SN54BCT8244A和SN74BCT8244A作為德州儀器SCOPE?系列的掃描測試設備，具有獨特的特性和廣泛的應用場景。本文將深入解析這兩款設備的關鍵特性、工作模式、寄存器結(jié)構(gòu)以及相關的測試操作，為電子工程師在設計和測試中提供有價值的參考。

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產(chǎn)品概述

SN54BCT8244A和SN74BCT8244A是帶有八進制緩沖器的掃描測試設備，屬于德州儀器SCOPE?可測試性集成電路家族。該家族設備支持IEEE標準1149.1 - 1990邊界掃描，便于對復雜電路板組件進行測試。通過4線測試訪問端口（TAP）接口實現(xiàn)對測試電路的掃描訪問。

主要特性

• 與標準兼容：與IEEE標準1149.1 - 1990（JTAG）測試訪問端口和邊界掃描架構(gòu)兼容。
• 同步測試操作：測試操作與測試訪問端口（TAP）同步。
• 可選測試復位信號：通過識別TMS引腳上的雙高電平電壓（10V）實現(xiàn)可選的測試復位信號。
• 多種測試功能：支持并行簽名分析（PSA）、偽隨機模式生成（PRPG）等測試功能。
• 多種封裝選項：包括塑料小外形（DW）封裝、陶瓷芯片載體（FK）以及標準塑料和陶瓷300 - mil DIP（JT、NT）封裝。

工作溫度范圍

• SN54BCT8244A：適用于 - 55°C至125°C的全軍事溫度范圍。
• SN74BCT8244A：適用于0°C至70°C的溫度范圍。

工作模式

正常模式

在正常模式下，這些設備在功能上等同于’F244和’BCT244八進制緩沖器。測試電路可由TAP激活，以對設備端子上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行快照采樣，或?qū)吔鐪y試單元進行自檢。激活TAP在正常模式下不會影響SCOPE?八進制緩沖器的功能操作。

測試模式

在測試模式下，SCOPE?八進制緩沖器的正常操作被禁止，測試電路被啟用，以觀察和控制設備的I/O邊界。啟用后，測試電路可執(zhí)行IEEE標準1149.1 - 1990中描述的邊界掃描測試操作。

測試架構(gòu)

TAP控制器

測試信息通過符合IEEE標準1149.1 - 1990的4線測試總線（TAP）傳輸。TAP控制器監(jiān)控測試總線上的兩個信號：TCK和TMS。它從測試總線中提取同步（TCK）和狀態(tài)控制（TMS）信號，并為設備中的測試結(jié)構(gòu)生成適當?shù)钠峡刂菩盘?。TAP控制器是一個同步有限狀態(tài)機，由16個狀態(tài)組成，包括6個穩(wěn)定狀態(tài)和10個不穩(wěn)定狀態(tài)。

測試寄存器

設備包含一個8位指令寄存器和三個測試數(shù)據(jù)寄存器：

• 18位邊界掃描寄存器（BSR）：用于存儲要應用于正常片上邏輯輸入和/或設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/或設備輸入端子上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
• 2位邊界控制寄存器（BCR）：用于在RUNT指令的上下文中實現(xiàn)基本SCOPE?指令集未包含的附加測試操作，如PRPG和PSA。
• 1位旁路寄存器：可選擇以縮短系統(tǒng)掃描路徑的長度，從而減少完成測試操作所需的每個測試模式的位數(shù)。

指令和操作

指令寄存器操作

指令寄存器（IR）為8位長，用于告訴設備要執(zhí)行的指令。在Capture - IR狀態(tài)下，IR捕獲二進制值10000001；在Update - IR狀態(tài)下，移入IR的值被加載到影子鎖存器中，當前指令更新并生效。在電源啟動或Test - Logic - Reset狀態(tài)下，IR被重置為二進制值11111111，選擇BYPASS指令。

數(shù)據(jù)寄存器操作

• 邊界掃描寄存器（BSR）：掃描順序從TDI通過位17 - 0到TDO。在Capture - DR期間，捕獲數(shù)據(jù)的源由當前指令確定。
• 邊界控制寄存器（BCR）：在Capture - DR期間內(nèi)容不變。在電源啟動或Test - Logic - Reset狀態(tài)下，BCR被重置為二進制值10，選擇PSA測試操作。
• 旁路寄存器：在Capture - DR期間捕獲邏輯0。

指令功能

不同的指令對應不同的測試操作，例如：

• 邊界掃描（EXTEST/INTEST）：選擇BSR進行掃描，捕獲設備輸入和輸出數(shù)據(jù)，設備工作在測試模式。
• 旁路掃描（BYPASS）：選擇旁路寄存器進行掃描，設備工作在正常模式。
• 采樣邊界（SAMPLE/PRELOAD）：選擇BSR進行掃描，捕獲數(shù)據(jù)，設備工作在正常模式。

邊界控制寄存器操作

BCR的操作碼決定了不同的測試操作：

• 采樣輸入/切換輸出（TOPSIP）：捕獲輸入數(shù)據(jù)并切換輸出數(shù)據(jù)。
• 偽隨機模式生成（PRPG）：在每個TCK上升沿生成偽隨機模式并應用于輸出端子。
• 并行簽名分析（PSA）：將輸入數(shù)據(jù)壓縮成16位并行簽名。
• 同時進行PSA和PRPG（PSA/PRPG）：同時進行輸入數(shù)據(jù)壓縮和輸出偽隨機模式生成。

時序描述

所有測試操作與TCK同步。TDI、TMS和正常功能輸入的數(shù)據(jù)在TCK上升沿捕獲，TDO和正常功能輸出端子的數(shù)據(jù)在TCK下降沿出現(xiàn)。TAP控制器通過在TCK下降沿改變TMS的值，然后施加TCK上升沿來推進其狀態(tài)。

電氣特性和其他參數(shù)

絕對最大額定值

包括電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸入鉗位電流、輸出電流等參數(shù)，超出這些額定值可能會對設備造成永久性損壞。

推薦工作條件

規(guī)定了電源電壓、輸入電壓、輸出電流、工作溫度等參數(shù)的推薦范圍。

電氣特性

詳細列出了不同參數(shù)在推薦工作溫度范圍內(nèi)的最小值、典型值和最大值，如輸入鉗位電壓、輸出高電平電壓、輸出低電平電壓等。

時序要求

規(guī)定了時鐘頻率、脈沖持續(xù)時間、建立時間、保持時間等時序參數(shù)。

開關特性

包括正常模式和測試模式下的傳播延遲時間等開關特性參數(shù)。

封裝信息

提供了不同封裝類型（DW、JT、FK）的詳細信息，包括引腳數(shù)量、封裝尺寸、環(huán)保計劃、引腳鍍層等。

總結(jié)

SN54BCT8244A和SN74BCT8244A掃描測試設備憑借其豐富的測試功能、與標準的兼容性以及多種封裝選項，為電子工程師在電路板測試和驗證方面提供了強大的工具。通過深入了解其工作模式、寄存器結(jié)構(gòu)和指令操作，工程師可以更有效地利用這些設備進行電路設計和測試，確保產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。在實際應用中，工程師還需要根據(jù)具體的設計需求和測試場景，合理選擇指令和操作，以達到最佳的測試效果。你在使用類似設備時是否也遇到過一些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。