【Tessent IJATG Users Manual】【Ch5】IJTAG Network Insertion

IJTAG Network Insertion 可以将已有的 instrument 连接起来，插入 SIBs、TDRs 和 ScanMuxes 等，以此来创建自己的 IJATG network。

IJTAG Network Insertion 可以将 network 连接到一个 TAP 控制器或者是设计中预先存在的 TAP 控制器。

IJTAG Network Insertion 的实现是直接使用 create_dft_specification 命令。工具会读取设计中所有 instrument 的 ICL 模型，然后根据 ICL 模型需要被如何访问来插入 SIB 或者是 TDR。

如果需要的话，可以对 IJATG network 网络进行编辑或者修改，以满足设计需求。

在完成设计编辑之后，可以使用 extract_icl 命令生成 IJATG 网络的 ICL 描述。IJATG network 插入之后，工具不会自动执行 ICL 提取，因为你可以在提取之前进行一些额外的编辑。

Tessent IJTAG 会生成并连接自己的TAP。如果 IJATG network 需要连接到已经存在的 TAP 控制器，需要提供该 TAP 控制器的 ICL 。

---

The IJTAG Network Insertion Flow

---

基本的 IJTAG Network Insertion 流程和对应的一些命令如下图所示：

如上图 5-1 所示，IJTAG Network Insertion Flow 是相对比较简单。因为你想要修改设计文件，所以就必须将工具的 context 设定为 dft，并且加载单元库、设计文件和需要使用的所有的 instrument 的 ICL (可自动加载)。
create_dft_specification 命令告诉工具创建 DftSpecification ；process_dft_specification 命令在生成或编辑设计文件之前会进行验证。

工具执行完 DftSpecification 中的内容之后，会输出一系列文件，这些文件中包含所有插入的 IJTAG network 对象（SIBs、TDRs 和 ScanMuxes）（ ICL 和 verilog 两种格式）和所有修改后的设计文件。

虽然 IJTAG network 是使用 create_dft_specification 自动生成的，但是你可以使用编辑命令或者是display_specification命令打开 GUI 对生成的 DftSpecification 进行修改。

如前所示， IJTAG network 的 ICL 描述并不是自动生成的，因为你可能对其进行进一步的编辑。但是，因为所有的数据都保存在内存中，所以你可在后面使用 extract_icl命令执行 IJTAG Network 的提取过程。

---

IJTAG Network Insertion Example

IJTAG Network Insertion 的示例如下所述。

set context dft -no_rtl## Read the libraries
read_cell_library ./library/adk_complete.tcelllib
read_cell_library ./library/memory.atpglib## Read the netlist
read_verilog ./netlist/cpu_top_scan_tk.v
read_verilog ./generated/cpu_top_edt.v
read_verilog ./PLL/PLL.v -interface_only## Read ICL and PDL files before set_current_design
read_icl ./PLL/PLL.icl
dofile ./PLL/PLL.pdl
set_current_design cpu_top## set design level before running set_system_mode analysis
set_design_level chip## Specifiy the TAP pins using set_arrtibute_value
set_attribute_value tck_p  -name function -value tck
set_attribute_value tdi_p  -name function -value tdi
set_attribute_value tms_p  -name function -value tms
set_attribute_value trst_p -name function -value trst
set_attribute_value tdo_p  -name function -value tdoset_system_mode analysis
report_icl_modules## Automatically read any ICL from the directories that verilog is picked from
creat_dft_specification
report_config_data## Use display_specification to edit or modify the specification or use editing commands
## if neededprocess_dft_specification
extract_icl
exit

上述流程中，读入的 Verilog Netlist 已经插入了扫描链和带有 PLL 的 EDT IP。PLL 模块的 ICL 和 PDL 是在此之前单独生成并验证的。

因为 IJTAG network 是在 chip level 进行插入（set_design_level chip），所以在set_system_mode analysis之前需要指定 TAP pins。

使用 create_dft_specification 命令，PLL 和 EDT instruments 的 ICL 会被自动配置，然后插入到 IJTAG network 中。使用 report_config_data 可以报告该 network 中的内容。

如果 IJTAG network connection 是想要的，就可以使用 process_dft_specification 命令，否则可以使用编辑命令或者是打开 Configuration Data Visualizer 对其进行编辑。

最后一步就是使用 extract_icl 提取 set_current_design 所指定的 level 的 ICL。

【所以 DdfSpecification 是告诉工具如何进行 IJATG 插入，ICL 是在对完成插入的设计的 IJATG netwrok 的完整描述。如果当前设计是其他设计中的实例，在其他设计进行 IJATG netwrok 插入的时候，就可以使用当前设计的 ICL。ICL 中描述了当前设计中有哪些 Ijtag Instances（也可以叫 instrument） 以及它们之间的连接关系。】

---

Modification of the IJTAG Network Insertion Flow

大多数情况下，使用基本 IJTAG Network Insertion flow 即可，如果需要对其进行修改，可以使用如下内容。

---

How to Edit or Modify a DftSpecification

---

Edit or Modify Method

创建新的或者修改现有 DftSpecification 内容的两种方式：

• Configuration Data Visualizer
• ASCII text editor
• 命令行

1. 图形化界面

Configuration Data Visualizer 提供创建和修改 DftSpecification 内容的图形化界面。在打开窗口中，会以树状目录显示 DftSpecification 中已经定义的内容。
你可以查看 Specification 的层次结构，对其中的 elements 进行移动，创建新的 element，或者对现有的 elements 及进行修改。

如下图所示，左边是 DftSpecification 中的内容，右边是可配置的内容。

选中最顶层的 DftSpecification ，鼠标右键可以添加内容。因为每个 DftSpecification 中只能由 1 个 IjtagNetwork，当前设计中已经存在了，所有右键就不会有。

【这个 GUI 的字体好小】

使用下述命令可以创建一个新的 DftSpecification。

该命令会打开 Configuration Data Visualizer 并创建和 current design 相关联的 DftSpecification Wrapper。

如果想查看内存中的 DftSpecification，对其进行修改或者追加特定的 IJTAG network，也可以使用该命令。例如，使用该命令打开当前设计中一个 ID 为 good3 的 DftSpecification。

Tessent Shell 中和 IJTAG Network Insertion 相关命令的小结：

2. ASCII text editor

就是文本编辑器直接打开 DftSpecification 文件，然后按照规定的语法修改就行了。也没有什么好说的。

但是图形化界面和文本编辑器用的不是很多，刚开始学的时候，可以用一用，在实际的项目设计中，都是 flow，更多的是考虑在命令行或者脚本中对其进行修改。

3. 命令行修改

---

• CMD1：read_config_data -in $spec -from_sting {}

  这个命令可以将特定的字符串（-from_sting后面 {} 中的内容，{} 也可以是双引号）写入到 DftSepc 中，字符串需要遵循 DftSepc 的语法，字符串可以放在 Tcl 变量中。

  如果想在 IjtagNetwork 中的 SIB 下面新加入一个 tdr，就可以使用下述命令：

  

  Tdr wrapper 中的所有内容都可以按照规定的语法在这里定义。

  但是有一个问题是，双引号中的内容不能有变量，所有的变量都会当作普通字符串，如果想要使用变量，可以使用下述方式：

  

  先将要插入的内容放到一个变量中，然后把变量给到命令。

---

• CMD2：add_config_element & set_config_value

  首先使用 add_config_element 命令插入一个 wrapper ：

  

  然后在使用 set_config_value 命令设定参数值。

  
  该命令就是将一个 OCC wrapper 中的 clock_intercept_node 选项设置为 $clk。

  使用 get_config_value -in_wrapper wrapper_object 可以返回 wrapper 中那些内容可以通过 set_config_value 命令控制。

  set_config_value 命令只能设计 wrapper 中已经存在的选项的值。如下图所示的 Tdr wrapper，绿色方框中的选型时默认存在的，可以直接设置，但是对于红色方框中的内容，如果是空的，就不能设置。如果有内容，如 connection(0) 已经存在了，那么是可以用该命令对其进行改的。

  也就是说，set_config_value命令只能修改已经存在的内容，不能增加内容。

  

---

• CMD3：move_config_element 、 delete_config_element
  具体用法：move_config_element object_spec [-in_wrapper wrapper_name_or_object]
  就是移动 wrapper 的位置。

  【这里，可以移动和删除的内容可以是 wrapper 中的某一个配置】
  

---

DftSpecification Examples

这里给出了一些使用 DftSpecification 的 element 和 syntax 创建特殊的或者常用的 IJTAG Network Insertion 任务。【就是特定的需求在 IjtagNetwork中如何实现】

这里所有的示例都是基于使用 ASCII text editor 来创建 DftSpecification 。（就是直接在文本编辑器中对 DftSpec 文件进行修改。）
-----------------------------------------------------------------------
1. Connection of a Basic Scan Instrument to a SIB
-----------------------------------------------------------------------
在该示例中，有一个带有单一 scan interface 的 instrument ，你想要将其连接到 SIB。

Instrument

DftSpecification

使用 ID 为 S3 的 SIB wrapper，并在 SIB wrapper 中声明 instrument 的设计实例的路径。

不需要指定 scan-in、scan-out 等其他控制端口，因为工具会从 ICL 模型描述中找到这些信息。

instance path 必须存在于设计中，因为 Dftspecification 只是按照指定内容将其连接起来，而不会创建新的 design instance。

Result

IJTAG network 中会插入一个 SIB 。该 SIB 控制 instrument 实例 design2_I1/instrumentB_I1 的 SelectPort “sel” 。

该 instrument 的的端口连接关系：

• scan-out 被连接到 SIB 的第二个 scan-in；
• scan-in 连接到和 SIB 的第一个 scan-in 端口一样的 IJTAG scan chain；

类似的，instrument 的 scan-、capture- 和 update- 控制端口连接到 SIB 对应接收这些控制信号的端口上。Tck 也是也是如此。

---------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Creation of a a Scan Instrument With More Than One ScanInterface
---------------------------------------------------------------------------------------------------

在该示例中，instrument 有两个 ScanInterface 定义。如果使用和示例1中一样的语法，工具不知道将 SIB 连接到哪一个 scan ports。因此，在这种情况下，必须声明所连接的 ScanInterface 的名字。

Instrument

DftSpecification

在该示例中，将 ScanInterface P2 连接到了 SIB “S3”，P1 连接到其他地方。

Sin(S3)  {DesignInstance(design2_I1/instrumentC_I1) {scan_interface : P2 ;}
}

-------------------------------------------------------------
3. Connection of a Parallel Data Instrument
-------------------------------------------------------------

该示例展示如何将一个 instrument 的并行数据端口连接到 TDR。

Instrument

DftSpecification

将 instrument 连接到 TDR，使其成为 DftSpecification 的一部分。

Tdr(T3) {DataOutPorts {connection(6:0) : design2_I1/instrumentA_I1/INA[6:0] ;}DataInPorts {connection(7:0) : design2_I1/instrumentA_I1/OUT[7:0] ;}
}

Result

IJTAG network 中会有一个 8bit 的 TDR 寄存器。TDR 的 size 根据连接的需求自动确定确定。

TDR 包含 8 个数据输入端口，7 个数据输出端口和所有常用的控制信号端口。

instrument 的 7 个最低位（即 7 个数据输入端口）连接到 TDR 的 7 个数据输出端口；相似的，instrument 的 8 个数据输出端口连接到 TDR的 八个数据输入端口。8bit 的 TDR 寄存器从中捕获数据。

-------------------------------------------------------------------------------------
4. Connection of a Parallel Data Instrument to the Top Level
-------------------------------------------------------------------------------------

该示例展示如何将 instrument 的并行数据端口连接到 top level 的数据端口。

Instrument

DftSpecification

IjtagNetwork {DataOutPorts {connection(6:0) : design2_I1/instrumentA_I1/INA[6:0] ;}DataInPorts {connection(7:0) : design2_I1/instrumentA_I1/OUTA[7:0] ;}
}

如果 top-level 的输入端口已经连接到其他设计的端口，但是你还是希望保留上面定义的连接关系。

在这种情况下，工具会在 connected instrument pins 的 parent instance 中自动插入一个 mux ，在 DftSpecification 中描述与原始连接和新插入的连接之间的切换。

如果连接的引脚是 floating 或者 tied，或者连接到引脚的 net没有 fan-in （multiplexing : auto），工具则不会插入 mux。

所插入的 mux 的 select 连接到 top-level 创建的 DataInPort。

如果想要强制工具总是在 top-level 输入端口和 instrument 的引脚之间插入一个 mux，无论是否需要，需要使用 multiplexing 参数。当然，你也可以强制工具不插入 mux。

--------------------------------------------------------------------------
5. Connection of a Parallel Data Instrument to a TDR
--------------------------------------------------------------------------

该示例将 instrument 的并行数据端口连接到 TDR，这个 TDR 会在 specification processing 过程中插入。同时，也展示了 multiplexing 参数的使用。

和示例4一样，工具也会分析是否需要插入 mux。不同的是，这里插入的 mux 的 select 端口是连接到插入的 TDR 上的一个额外的 DataOutPort。

DftSpecification

Result

TDR 的 size 根据连接关系的需求自动确定。在该示例中，IJTAG network 网络中会包含一个 9bit 的 TDR 寄存器：8 个数据输入端口、8 个数据输出端口和所有的控制信号端口。

TDR register 的低 7 位连接到 TDR 的低 7 位数据输出端口，然后连接到 instrument 的 7 个数据输入端口。

相似的， instrument 的 8 个数据输出端口连接到 TDR 的 8 个数据输入端口，然后有 TDR register 的低 8 位来捕获数据。

TDR register 的第 9bit 和第 8 个数据输出端口用于 mux 的 select line。

6. Creation of a TDR With More Bits Than Needed for the Current Specification

基于示例 5，该示例说明当 specification processing 中连接关系未知时，如何在 TDR 中保留额外的 bits。

可以使用参数 length 来指定 TDR register 的 bits 数，但是该数不能小于满足连接关系所需要的最小 bit 数。

DftSpecification

--------------------------------------------------
7. Connection of an EDT Controller
--------------------------------------------------

------------------------------------------------
8. Connection to a TAP Controller
------------------------------------------------

------------------------------------------------
9. Creation of a Hierarchy of SIBs
------------------------------------------------

-----------------------------------
10. Usage of a ScanMux
-----------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------
11. Move of a SIB, TDR, or ScanMux Deeper Into the Design Hierarchy
----------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------
12. Change of the Instance Name of a SIB, TDR, or ScanMux
--------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
13. Change of the Design and ICL Port Names of a SIB, TDR, or ScanMux
--------------------------------------------------------------------------------------------------------