文章目录
- Overview
- 1. 避免影响功能逻辑设计
- 2. 优化综合结果
- 3. 自动化工具支持
- 4. 更好地支持 DFT 验证与调试
Overview
本文主要介绍在 soc 设计中 DFT 逻辑为何是在 综合之后插入。
在 SoC（System on Chip）设计中，DFT（Design for Testability，设计可测性）逻辑通常是在 综合之后 插入，这种方式的主要原因和优势包括以下几点：
1. 避免影响功能逻辑设计
在综合之前，设计的重点是描述功能行为，而不涉及具体的硬件实现形式。如果过早插入 DFT 逻辑，可能会影响功能描述的简洁性和逻辑清晰性，增加 RTL（Register Transfer Level）代码的复杂度，导致错误或理解困难。
例如：
-
原始功能设计可能只需关注数据的传输和处理。
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插入扫描链、插入测试点等操作会引入额外寄存器和布线逻辑，导致设计和调试更加复杂。
2. 优化综合结果
在综合过程中，EDA 工具会对设计逻辑进行优化（比如门级优化、功耗优化）。如果在综合前插入 DFT 逻辑，功能逻辑与 DFT 逻辑可能被混合优化，影响工具的优化效率以及 DFT 的完整性和可控性。
例如：
-
综合工具在 DFT 逻辑插入之前，可以专注于优化原有设计。
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综合后的门级网表具备稳定性，便于自动插入测试结构如 扫描链（Scan Chain） 。
3. 自动化工具支持
综合之后的网表更加稳定和精简，基于此可以使用 DFT 工具自动化插入 DFT 结构，例如插入扫描链（Scan Chain）、测试点（Test Point）和内建自测试（BIST）。这样的自动化过程可以高效完成 DFT 插入，减少手工干预。
举例：
- 综合前设计：
module functional_design(input clk,input rst,input [3:0] data_in,output [3:0] data_out
);reg [3:0] data_reg;always @(posedge clk or posedge rst) beginif (rst)data_reg <= 0;elsedata_reg <= data_in;endassign data_out = data_reg;
endmodule
-
综合之后：
综合工具将 RTL 转化为门级网表。 -
DFT 插入：
插入扫描链，加入额外的输入和控制信号：
-
添加 Test Mode 信号
test_mode。 -
替换原寄存器
data_reg为扫描可控寄存器scan_reg，形成扫描链。
变更后的逻辑： -
原寄存器被替换为支持测试模式的寄存器。
-
测试模式激活时，可以通过扫描输入观察或控制寄存器值。
module dft_design(input clk,input rst,input test_mode,input scan_in,output scan_out,input [3:0] data_in,output [3:0] data_out
);reg [3:0] scan_reg;wire [3:0] functional_data;// Scan chain implementationalways @(posedge clk) beginif (test_mode)scan_reg <= {scan_in, scan_reg[3:1]}; // Shift in during test modeelsescan_reg <= data_in; // Normal operationendassign functional_data = scan_reg;assign data_out = functional_data;assign scan_out = scan_reg[0]; // Scan chain output
endmodule
4. 更好地支持 DFT 验证与调试
在综合后插入的 DFT 逻辑处于门级网表级别，更加接近真实硬件，实现更方便的验证和调试：
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自动验证： 工具可以检查扫描链的连通性。
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故障覆盖率分析： 可评估插入的 DFT 是否覆盖了关键故障点。
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简化调试流程： 综合后的 DFT 逻辑避免与 RTL 功能逻辑混淆。
总结
在综合后插入 DFT 逻辑能够更高效地管理设计流程，优化功能设计与测试需求之间的权衡，同时借助自动化工具提升设计效率和测试质量。这一方法已成为工业界主流做法。
