DFT Compiler 实战：扫描链没有连到指定端口的排查与修复全记录

工具：Synopsys DFT Compiler (DC Topographical) O-2018.06-SP1
设计：digital_top（显示驱动芯片数字顶层，约 22k 扫描单元，DFTMAX 压缩）
关键词：insert_dft、set_dft_signal、hookup pin、define_test_mode、Autofix、TestData

一、问题现象

DFT 插入完成后检查网表，发现扫描链并没有按约束复用指定的端口，DC 反而自作主张新加了几个顶层端口：

data_source、handler_1：DC 自建的扫描时钟端口，扫描链的 MasterClock 全挂在它们上面，而我们指定的扫描时钟 P2D_SCAN_CLOCK 被晾在一边；
test_mode：DC 自建的模式控制端口，而我们指定的 TestMode 信号（内部 u_AND_scan_mode/Z，即 ATPG_EN）和压缩使能 P2D_SCAN_COMPRESS_EN 没有被用作模式编码；
设计里特意留的两个 hookup buffer（u_buf_vloading_0/1，分别挂在 P2D_SCAN_CLOCK 和 P2D_SCAN_COMPRESS_EN 上、输出故意悬空留给 DC 接）输出依然是空的。

一句话：DC 新加了 pin，没有复用我们指定的 scan clock、compression enable 等信号。

二、初版约束脚本的"案发现场"

# —— 扫描时钟：spec 视图那行把 -view 写错了（笔误）——
set_dft_signal -view existing_dft -hookup_pin {u_buf_vloading_0/Z} -type ScanClock -timing [list 45 55]
#set_dft_signal -view spec -port {P2D_SCAN_CLOCK} -type ScanClock          # 被注释
set_dft_signal -view spec -hookup_pin {u_buf_vloading_0/Z} -type ScanClock   # ← 实际是 -view existing_dft，笔误

# —— 压缩使能：只声明在悬空的 hookup pin 上 ——
#set_dft_signal -view spec -port {P2D_SCAN_COMPRESS_EN} -type TestControl -active_state 1  # 被注释
set_dft_signal -view spec -hookup_pin {u_buf_vloading_1/Z} -type TestControl -active_state 1

# —— 自定义模式被注释（且引用了不存在的端口 P2D_CPRES）——
#define_test_mode my_base1 -usage scan -encoding {P2D_ATPG 1 P2D_CPRES 0}
#define_test_mode scan_compression1 -usage scan_compression -encoding {P2D_ATPG 1 P2D_CPRES 1}

set_scan_configuration -chain_count 4          # 没有 -test_mode
set_scan_compression_configuration -chain_count 48 -xtolerance default

三、排查过程：顺藤摸瓜

3.1 先澄清一个"假问题"：解压器的 sel 引脚

检查网表时发现压缩解压器的例化是：

digital_top_SCCOMP_DECOMPRESSOR ... (
    .din({P2D_SCAN_DATA_IN[1], P2D_SCAN_DATA_IN[0]}),        // 只有 2 路数据
    .sel({P2D_SCAN_DATA_IN[3], P2D_SCAN_DATA_IN[2]}) );       // 另外 2 个 ScanDataIn 被拿去当模式选择

日志对应行：Architecting Load Decompressor (version 5.8)，Number of inputs/chains/internal modes = 4/48/4。

48 条内部链对 4 个扫描输入（12:1），DFTMAX 生成了带 4 个 internal modes 的可重构解压器，需要 log2(4)=2 条 select，于是从 ScanDataIn 端口池里拿了两个当 sel。这是 DFTMAX 自适应扫描的标准架构行为，不是连接错误——SPF 里 sel 以 sccompin 伪链形式声明，TetraMAX 可以正常处理。如果想 4 口全做数据，需要降低链/输入比或增加端口。

3.2 新端口从哪来：对比 pre-DFT 网表

data_source、handler_1、test_mode 在 pre-DFT 网表中完全不存在，是 insert_dft 阶段新建的。同时发现两个 hookup buffer 在 pre-DFT 网表里就输出悬空（BUFM1TM u_buf_vloading_0 ( .A(P2D_SCAN_CLOCK) ); 没有 .Z）。

3.3 关键认知：声明 hookup pin ≠ DC 会去连接

这是本次排查最重要的认知。set_dft_signal 的视图语义：

existing_dft 视图：告诉 DRC"设计里已经有这个信号"，只用于协议和规则检查，永远不会产生任何物理连接；
spec 视图：告诉 insert_dft"请按这个建"，只有它才可能产生连接；
即使 spec 视图声明了，也只有当 DC 插入的逻辑确实需要消费这个信号时才会接线。TestControl/TestMode 这类声明性信号，如果没有结构引用它们（比如 define_test_mode 的编码），声明完了就只是报告里的一行字。

对照初版脚本：ScanClock 的 spec 视图因笔误缺失 → DC 找不到指定扫描时钟 → 自建端口；TestControl 挂在悬空 pin 上且没有任何结构消费 → DC 自建 TCM 和 test_mode 端口（端口名来自 test_mode_port_naming_style "test_mode%s"）。

四、修复迭代：七轮跑通，每轮攻克一类错误

改脚本—跑 make dftins（约 9 分钟）—看报错—查 man page—再改，共七轮：

轮次	改动	结果/新报错
1	加 `define_test_mode`（P2D_SCAN_COMPRESS_EN 编码）+ `-test_mode` 关联 chain_count/scan_path/压缩配置	`TESTXG-3`：ScanClock 用 hookup pin 必须同时指定一个 port；`UIT-1800`：encoding 引用的端口必须先声明为 TestMode
2	P2D_SCAN_COMPRESS_EN 改 TestMode；ScanClock 用 port+hookup 组合	规格全部被 Accepted，但 DC 自建了无编码的 `Internal_scan` 当压缩模式基链 → TCM 报 `Conflicting pin values`，DRC 出现 S1 链阻断（FATAL），my_base1 的链是空的
3	压缩配置加 `-base_mode my_base1`	基链模式正确关联（日志：`Architecting scan compression mode scan_compression1 with base mode my_base1`），S1 消除、DRC 通过；但 `data_source`/`handler_1` 仍在
4	去掉 TestMode 的 `-active_state`；ScanClock 改纯 `-port` 形式	自建时钟端口仍在；buffer 仍悬空（man page：hookup pin 找不到 proper global driver 就不 stitch）
5	spec 视图加 TestData 声明	`UIT-663`：同一端口不能在 spec 视图同时有两种信号类型
6	ScanClock 只留 existing_dft（带 timing），TestData 只放 spec（官方示例写法）；P2D_SCAN_COMPRESS_EN TestMode 只留 spec	✅ `data_source`/`handler_1`/`test_mode*` 全部消失，4 条基链 + 48 条压缩链的 MasterClock 全部变为 `P2D_SCAN_CLOCK`
7	删掉 dft_prepare 里手插的两个 vloading buffer（DC 直连端口即可）	✅ 重跑确认：零新增端口，TCM 译码输入直连 `P2D_SCAN_COMPRESS_EN`，DRC 通过

最终生效的约束写法

# 扫描时钟：existing_dft 声明 ScanClock（DRC/协议认识这个时钟）
set_dft_signal -view existing_dft -port {P2D_SCAN_CLOCK} -type ScanClock -timing [list 45 55]
# Autofix 时钟源：spec 声明 TestData（insert_dft 建新逻辑时复用它）
set_dft_signal -view spec -type TestData -port {P2D_SCAN_CLOCK}

# 压缩使能/模式编码端口：spec 视图 TestMode，不带 active_state
set_dft_signal -view spec -port {P2D_SCAN_COMPRESS_EN} -type TestMode

# 自定义测试模式
define_test_mode my_base1          -usage scan             -encoding {P2D_SCAN_COMPRESS_EN 0}
define_test_mode scan_compression1 -usage scan_compression -encoding {P2D_SCAN_COMPRESS_EN 1}

# define_test_mode 之后，这些命令必须显式带 -test_mode 归属
set_scan_configuration -chain_count 4 -test_mode my_base1
set_scan_path -view spec -test_mode my_base1 chain0 -scan_enable P2D_SCAN_EN \
    -scan_data_in P2D_SCAN_DATA_IN[0] -scan_data_out D2P_SCAN_DATA_OUT[0]
# ... chain1~3 同理 ...
set_scan_compression_configuration -chain_count 48 -xtolerance default \
    -test_mode scan_compression1 -base_mode my_base1

最终链报告

I chain0  5702  P2D_SCAN_DATA_IN[0]  D2P_SCAN_DATA_OUT[0]  P2D_SCAN_EN  P2D_SCAN_CLOCK
I chain1  5702  P2D_SCAN_DATA_IN[1]  D2P_SCAN_DATA_OUT[1]  P2D_SCAN_EN  P2D_SCAN_CLOCK
I chain2  5702  P2D_SCAN_DATA_IN[2]  D2P_SCAN_DATA_OUT[2]  P2D_SCAN_EN  P2D_SCAN_CLOCK
I chain3  5701  P2D_SCAN_DATA_IN[3]  D2P_SCAN_DATA_OUT[3]  P2D_SCAN_EN  P2D_SCAN_CLOCK

链长从原先的 7555/7555/7554/143（严重失衡）变成 5702/5702/5702/5701——时钟统一后时钟域割裂也顺带消除了。

五、知识点总结（都来自 man page，建议收藏）

spec vs existing_dft：existing_dft 只读不产生连接；spec 才指导 insert_dft 建设。写约束时先想清楚"我在描述现状，还是在下建设指令"。
hookup pin 不是许愿池（man set_dft_signal）："The hookup pin specified should be either on a black box or should have a proper global driver. If a proper global driver is not found, insert_dft will not stitch to the specified hookup pin." 悬空 buffer 输出就不是 proper global driver 场景能覆盖的；而且 DC 默认会"跳到端口核心侧、跳过 buffer"去连接，所以专门插 buffer 当 hookup 点经常是多此一举。
encoding 端口必须是 TestMode port（UIT-1800），且官方示例里只在 spec 视图、不带 active_state 声明。
define_test_mode 之后的命令归属陷阱（man define_test_mode）：一旦定义了自定义模式，set_scan_configuration set_dft_signal set_scan_compression_configuration 不带 -test_mode 就只作用于最后定义的那个模式，要用 -test_mode all 或显式指定。
压缩模式必须绑定基链模式：set_scan_compression_configuration -test_mode <压缩模式> -base_mode <基链模式>，否则 DC 自建一个无编码的 Internal_scan 当基链，引发 TCM 编码冲突甚至 S1 链阻断。
Autofix 的时钟源要预声明 TestData（man set_autofix_configuration）："If no test data signal is specified, Autofix creates a new ScanClock or Reset port depending on the fixing type." 自建时钟端口的真凶就是它。标准写法：同一端口 existing_dft 视图声明 ScanClock（带 timing）+ spec 视图声明 TestData。
同一端口多角色要拆视图（UIT-663）：同一视图内一个端口只能有一种信号类型；ScanClock(existing_dft) + TestData(spec) 是官方推荐拆法。
DFTMAX 自适应解压器会占用扫描输入口当 sel：链/输入比高时自动生成带 internal modes 的可重构解压器，sel 从 ScanDataIn 池里取——看到 din 数量比预期少不要慌，先算一下比例。

六、遗留事项

my_base1 在 TCM 模式向量生成时报 Conflicting pin values in top level vectors：协议/向量层告警，网表结构不受影响（TCM 译码硬件已验证正确），待后续结合 TetraMAX 协议再生时一并处理；
TEST-337（DC 试探性征用复位端口 A2D_RST_PORB 被拒）：架构探测的良性告警；
TESTXG-53：internal pins flow 下写出的协议"不准确不可用"，给 ATPG 用前需在非 internal pins flow 下重新生成。

七、心得

这次排障最大的体会是：DC 的 DFT 约束体系里，"声明"和"连接"之间隔着好几层语义——视图（spec/existing_dft）、信号类型（ScanClock/TestData/TestMode/TestControl）、模式归属（-test_mode/-base_mode）、以及 Autofix 的独立取数逻辑。每违反一条，DC 不会报错拒绝，而是"聪明地"自建端口、自建模式、自建时钟，结果网表看起来能跑，实际上处处不是你要的。排查这类问题最有效的方法就是：netlist 对比（pre-DFT vs post-DFT）→ 报告交叉验证（dft_signal/dft_path/autofix_config）→ 逐条啃 man page 的精确语义——Synopsys 的文档写得很清楚，只是你得被逼到那份上才去读它。