根据待测电路结构和整体框架，扫描插入设计做为待测电路可测性设计的基础架构设计。可通过测试方案来保证其稳定性和可靠性，而待测电路整体架构则是测试方案的关键之一。
待测电路整体架构与功能介绍
本文中所使用的芯片是一款用于连接微处理器与玻璃面板的显示驱动芯片，芯片主要是通过MIPI接口接收微处理器传送来的数据包，然后对数据包进行解析和处理，芯片内置有许多算法模块，将接收到的图片灰阶数据进行处理，其中不同算法处理不同阶段的图片信息，整个数据流前一部分算法在数据灰阶进行数据处理，其余算法在数字电压域进行数据处理。经所有算法处理完成之后，在面板接口处通过特定的算法模块将数字信号转化为模拟信号输送到玻璃面板上，子像素因接收到不同的数据从而显色不同。
如上表所示为上位机发送图片信息格式，该款AMOLED显示驱动芯片可对图片数据输入格式为RGB、Delta_RGB、RGBG，对应位宽为8bit和10bit、10bit和12bit、12bit和16bit的VESA三分之一压缩数据进行处理，也可以对位宽为8bit或10bit非压缩数据进行处理。
为了应对各家屏厂的需求，从设计上丰富了输入数据的多样性，从而使电路结构变得尤为复杂；同时为了跟进市场最新需求，驱动芯片需要满足120Hz的屏幕刷新率，在整个数据流的开始端加入VESA解压缩算法模块来应对各式各样的VESA压缩数据，这样就可以在一定的时间内接受更多地图片压缩数据，经过内置VESA解压缩算法对压缩数据解码后推入数据流，最后推屏显示从而满足了120Hz的屏幕刷新率。
如上图所示为AMOLED驱动芯片整体架构，其主要包括以下模块：（1）两种高速接口（MIPI接口和SPI接口）；（2）VESA解压缩算法模块；（3）图像处理模块，包含十三种的算法模块；（4）存储器模块，包含若干个大小存在差异的SDRAM；（5）模拟电路部分。
MIPI是由各大公司牵头组成的一个移动端接口行业联盟，为的就是将手机内部的接口标准化，简化设计复杂度，从而使得各公司之间建立良好的连接，因此在芯片内部要按照MIPI协议设计MIPI接口电路，为的是可以将上位机发来的数据包安全的接收到芯片内。
如下图所示为AMOLED驱动芯片数字电路部分，主要对这部分电路进行可测性设计。图中算法模块之间箭头所方向为数据流走向。上位机按照MIPI协议将数据包发送到芯片内，MIPI接口将数据包解析后，算法内的信息配置存入到寄存器内部，将需要处理的图片数据存入到SRAM中，这里SRAM的使用是为了将MIPI时钟域的数据传输到pll_data时钟域，算法模块都在与pll_data相关的时钟下进行数据处理。
VESA算法用于对VESA压缩数据进行解压，VESA算法为1/3有损压缩，所以在对数据解压缩后数据会损失精度，数据在真实值附近浮动。
ALG_show算法用于调节图像在屏幕中的显示区域，并且可调节屏幕为唤醒或关闭状态。
ALG_asond算法用于息屏显示，手机在待机状态时，部分屏幕区域在30Hz的屏幕刷新率下处于常亮状态，常用于显示时间。
ALG_fireproof_screen是针对防烧屏的算法，当屏幕长时间的停留在一个画面下时，该算法会逐帧降低每一个子像素的亮度，这样的调节方式是人眼可接受的且难以发现，另一个功能是轻微移动图像画面，缓解子像素常亮的压力，使得子像素寿命更长。
ALG_grey算法、ALG_blue算法和ALG_white算法用于调节屏幕灰度、蓝光和白平衡。
ALG_gma算法利用一种映射关系将图片信息数据灰阶域转到数字电压域。ALG_dma算法用于调节显示效果，屏幕常常会有许多污点，而这些污点对屏幕显示效果影响大小不一，该算法通过分区的方式调节污点处的显示效果。
ALG_ear算法和ALG_corner算法用于优化显示，四个圆角切割和摄像头挖孔部分会对屏幕显示造成很大影响，该算法用于调节这部分区域的图像显示。
ALG_glbudp算法和ALG_lcludp算法用于调节显示，外部走线的分压会导致全屏子像素亮度降低，ALG_glbudp算法用于补偿显示效果，子像素走线的分压会导致屏幕上下区域显示亮度不同，ALG_lcludp算法用于平衡屏幕子像素显示。
ALG_dter算法用于丰富屏幕显示，该算法输出会损失2bit精度，为了弥补精度损失，根据区域和时间的变化对低位进行取舍，从而可以丰富图像显示。
如上图所示为video接口发送时序图，图中clk为pll_data，v_sync表示帧有效信号，其上升沿表示发送一帧数据的开始，一帧为屏幕显示的一个画面。h_sync表示行有效信号，其表示发送一行数据的起点。Data_de是数据使能有效信号，data是图片数据。从图中发现从数据第一个数开始到最后一个数结束，data_de在这期间一直处于高有效状态。
VBP表示帧有效信号后的porch时间，VFP表示帧有效信号前的porch时间，其单位为1行的时间，通常为几行到几百行的时间不等，Vporch这段时间通常会有如下几种操作：
- 显示模式的切换，如60Hz显示切换到120Hz显示。（2）算法配置的切换，新的配置信息从接口端发送写入到寄存器内。（3）上下电的切换，屏幕唤醒和关闭的切换。
HBP表示行有效信号后的porch时间，HFP表示行有效信号前的porch时间，其单位为1个clk的时间，通常设置为几十个clk的时间。Hporch这段时间通常会有如下几种操作：
（1）一些算法的内的配置寄存器信息通常不能直接与图片信息进行运算处理，需要经过再次的信息提取，或是配置信息之间运算得出可直接利用的结果。而这些逻辑运算通常不能在当前时钟脉冲完成，需要采用流水线结构运算得到算法处理数据需要的结果，而这些信息需要在有效数据来临之前准备好，所以需要在Hporch的HBP期间预留足够的时间。
（2）各算法模块都采用流水线结构处理数据，从二级流水线到十几级流水线不等，因此在处理最后几笔数据时需要预留更多地时钟脉冲，这样才能保证算法模块在有效时钟内对数据全部处理完成，所以需要在Hporch的HFP期间预留足够的时钟脉冲数。
如上图所示为算法模块系统设计框图，所有算法模块分主要为三个部分：算法处理模块、寄存器配置模块和时钟门控模块。
算法处理模块为整个算法的主体，其可分为三部分：数据处理模块、信号控制模块、数据输出模块。
寄存器配置模块为算法处理模块提供与之相关的运算信息。
时钟门控模块作为算法的低功耗设计，由于各算法模块是按照video接口发送的时序去处理数据，有一定的共性，因此将时钟门控模块制作成IP使用，以便各算法模块调用。Clk_regwr时钟信号用于寄存器读写，other_signal_in信号为与算法相关的一些其他信号。
驱动芯片的测试目标
此款显示驱动芯片在设计过程中对测试部分的要求有以下几点：
- 在不影响芯片正常功能的前提下插入扫描链对待侧目标进行测试。
（2）相比于上一款显示驱动芯片的可测性设计覆盖率94.18%，此款显示驱动芯片的可测性设计覆盖率至少要达到98%。
（3）满足此次产品最高屏幕刷新率要求120Hz，能在全速测试模式下检测电路的翻转故障和路径延时故障。
（4）尽可能的较小面积开销，减小成本，为后端布局布线减轻负担。
（5）此款芯片作为一款支持移动设备显示的产品，位于屏幕下方，功耗过高引起高温会对用户造成不好的体验，在整个系统设计过程中要严格做好低功耗以免对电池耗电产生较大的负担，所以对测试电路后也要做低功耗处理，为了避免在测试过程中过高的功耗对电路产生破坏，要对测试激励加以限制。
驱动芯片的测试规划
基于待测电路的整体架构以测试目标为最终目的，做出如下规划：
（1）针对数字电路的可测性设计，采用插入扫描链的设计方式对待测电路选用全扫描测试，以此来使电路中的故障尽可能的覆盖全面，插入片上时钟完成全速测试。
（2）在待测电路内，加入了许多时钟门控电路来降低动态功耗，因此对其进行特殊处理，以免时钟的变化造成测试覆盖率降低。
（3）为了加快测试速度，缩短测试时间，采用压缩扫描链的方式缩短扫描链长度、增加扫描链数量，从而实现有更多的扫描链并行测试。
（4）在芯片预留的电路面积要求之下搭建具有高测试覆盖率的测试电路，适当对组合电路添加一定的电路逻辑来增加组合电路的可控性和可观测性。
对待测电路整体架构有了较为全面的了解之后，接下里的扫描插入设计过程就会更加得心应手，不会出现过多的返工和修正。这样就可以更快地完成设计流程，并能够提高设计的效率和可测试性能。
参考文献：
[1]魏天祺. 关于数字电路故障诊断技术的研究[J]. 中国新通信, 2018, 20(1): 60.
[2]尚玉玲, 钱尚, 刘鹏. 串扰时延故障的SAT-ATPG算法研究[J]. 计算机测量与控制, 2017, 25(3): 4.
[3] TestMAX DFT User Guide. Version Q-2019. 12-SP2, March 2020.
[4] Pomeranz, Irith. Improving the Diagnosability of Scan Chain Faults under Transparent-Scan by Observation Points[J]. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 2017: 1-1.
[5]严莹. 边界扫描在数字电路故障诊断中的应用[D]. 江苏: 南京大学, 2016.
[6] 徐志强. 一种基于IEEE 1149.1和IEEE 1500的SoC可测性设计与实现[D]. 陕西: 西安电子科技大学, 2019.