如何實現用calibre進行layout之間的比對

# 如何實現用Calibre進行Layout之間的比對

## 引言

在集成電路（IC）設計流程中，Layout比對是驗證設計一致性和檢測差異的關鍵步驟。Calibre作為業界領先的物理驗證工具，提供了強大的Layout比對功能（如`calibredrv`和`xor`命令），能夠高效識別GDSII/OASIS文件間的幾何圖形差異。本文將詳細介紹三種主流方法及其操作流程。

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## 方法一：使用Calibre XOR進行快速差異檢測

### 原理說明
XOR（異或）操作通過布爾運算識別兩個版圖中不重疊的圖形區域，適用于工藝節點遷移或版本迭代時的快速差異定位。

### 操作步驟
1. **準備輸入文件**  
   確保兩個版圖文件（如`A.gds`和`B.gds`）具有相同的層映射關系。

2. **編寫XOR規則文件**  
   創建`.rul`文件，示例內容：
   ```tcl
   LAYOUT PATH "A.gds"
   LAYOUT PRIMARY "TOP"
   LAYOUT SYSTEM GDSII
   
   LAYOUT PATH2 "B.gds"
   LAYOUT PRIMARY2 "TOP"
   LAYOUT SYSTEM2 GDSII
   
   XOR OUTPUT "diff.gds"
   XOR PRIMARY "RESULT"

1. 執行比對命令

   calibre -drc -hier xor_rule.rul
   

2. 結果分析
   生成的diff.gds可用KLayout或Cadence Virtuoso查看，差異部分會高亮顯示。

注意事項

• 若版圖層次不一致，需添加LAYOUT REPEAT參數
• 推薦設置XOR MAXIMUM VERTEX控制運算精度

方法二：Calibredrv交互式比對

適用場景

適合需要手動調試或局部比對的場景，支持實時可視化。

操作流程

1. 啟動交互環境：

   calibredrv
   

2. 加載版圖并設置比對模式：

   layout create "A" -gds "A.gds"
   layout create "B" -gds "B.gds"
   xor create "XOR_AB" -layout1 "A" -layout2 "B"
   

3. 可視化控制：

   xor set visible "XOR_AB" 1
   xor set color "XOR_AB" red
   

4. 導出差異報告：

   xor write "XOR_AB" -gds "diff.gds"
   

方法三：基于Python的自動化比對

高級應用

適用于需要批量處理或集成到CI/CD流程的場景。

示例腳本

from calibre.interactive import *
import sys

def run_xor(gds1, gds2, topcell, output):
    l1 = Layout(gds1, topcell)
    l2 = Layout(gds2, topcell)
    xor = l1 ^ l2  # XOR操作
    xor.save(output)
    
if __name__ == "__main__":
    run_xor(sys.argv[1], sys.argv[2], "TOP", "diff.gds")

關鍵參數優化

比對結果分析技巧

1. 層級化過濾
   使用FILTER LAYER命令忽略無關層（如標注層）：

   XOR FILTER LAYER 10/0
   

2. 面積閾值設置
   忽略微小差異：

   XOR AREA THRESHOLD 0.01um2
   

3. 統計報告生成

   calibre -xor -stats xor_rule.rul > report.txt
   

常見問題解決

? 問題1：內存不足錯誤
? 解決方案：
- 增加-64選項使用64位模式
- 設置XOR BLOCK SIZE 500分塊處理

? 問題2：層次不匹配
? 解決方案：
- 使用LAYOUT RENAME統一層次命名
- 添加LAYOUT CASE YES忽略大小寫

結語

通過Calibre的XOR功能，工程師可以高效完成版圖一致性驗證。建議根據實際需求選擇交互式或批處理模式，并結合面積過濾等技巧提高效率。對于先進工藝節點，可進一步探索Calibre SVx工具進行更智能的比對分析。

延伸閱讀
- 《Calibre User Manual》Chapter 12: XOR Operations
- Siemens EDA Support Portal: Case Study #20145 “`

注：實際運行時需根據具體版圖數據調整參數，建議先在小型測試用例上驗證規則文件。