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本帖最后由 PyAether玩家 于 2024-10-14 11:19 编辑
这是一篇详细介绍全定制设计平台生态系统——PyAether的文章。
Aether是啥？基于Python的PyAether又是啥？
和芯片的电路（Schematic）设计，版图（Layout）绘制，和仿真环境设置MDE有何关系呢？ AetherWings又是什么？
Aether，PyAether，AetherWings，ALPS概念如何去拎清楚？
PyAether所引领的泛模拟IC电路自动化设计，版图自动化布局布线，和Testkey/基础IP自动化生成，发展到什么程度、已经有哪些设计自动化工具了？
还在花费时间调节一个小block的尺寸参数？还在反复地手工绘制版图的连线？还把不少时间花费在繁琐的操作上？让PyAether带您加速/自动化吧！
往下看，您就懂了。
BTW，文末有10月18日13:30--16:50 在上海东郊宾馆的“设计自动化分论坛“的报名链接，欢迎扫码、线下参加，并预祝抽中幸运之奖！
01 Aether，天空之神赋能全流程平台
Aether是什么？咱们先看看百度怎么说。Aether，以太，古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质，物质现象界的万物生存在其内，是除了水、火、气、土四大基本元素之外的第五元素。在科学史上，它起初带有一种神秘色彩。后来人们逐渐增加其内涵，使它成为某些历史时期物理学家赖以思考的物质。
华大九天的Aether是什么呢？简单而言，Aether就是全定制电路（例如模拟、存储、射频、平板等）设计平台，包括原理图，版图，仿真环境，以及数据版本管理工具和Python接口等。详细介绍可以参见华大九天官网。
在古希腊神话中，Aether是天空之神，代表着光明和纯净。在科技的世界里，Aether被赋予成为了华大九天的全定制电路设计平台。
它不仅功能全面，还提供了Python接口，简直是给芯片设计师们准备的超级大礼包！这就是PyAether！
02 PyAether:Python+Aether，双剑合璧！
好了，重点来了，咱们今天的主角——PyAether！简单说，它就是Aether和人工智能的“联结纽带”，一个基于Python统一架构的全定制设计平台生态系统。
假如您正在设计一款芯片，无论是模拟、存储、射频还是平板、功率芯片设计，都需要画电路图、画版图、跑仿真，还要处理一堆数据。 想象一下，您已经加班了（或许您正在加班，不用想象了，实景呈现），但是手中项目依然做不完的时候； 想象一下，在您仿真完成，需要处理大量数据、看方向分析趋势的时候； 想象一下，在您被不断的设计和版图修改需求更新、反复迭代时候，在您需要将项目更换工艺的时候，等等场景 以前，这些工作可能得花上大量的时间和精力，还得不停地切换各种工具。但现在，有了PyAether，一切就都不一样了！
Aether联手Python来了。是的，您没听错，就是那个简单易学、功能强大的编程语言Python！就是那个拥有50万+开源包资源，拥有更多社区人群的，人工智能的宠儿Python！Aether和Python双剑合璧，PyAether横空出世。那些繁琐的重复性操作？拜拜啦！设计效率和产能？嗖嗖地往上涨！
PyAether允许用户开发自己的设计平台，从0到1，帮助用户更快、更简单地用起来；可以保证环境一致性，更贴合芯片研发人员的设计习惯，降低用户配置复杂度和出错率，上手更容易。
PyAether给了您超过1.2万个Python API接口，就像给了您一把万能钥匙，可以轻松打开自动化智能化设计芯片的大门。其覆盖Aether所有的功能函数，包括提供电路图SE相关功能接口，提供版图LE相关功能接口，提供混合设计环境MDE相关功能接口。也包括提供Qt Widget API，拥有Python Console，轻松建立一个新的菜单，从而可以快速实现定制化界面开发，并以菜单形式，集成在Aether工具中等。
Python拥有众多针对数据科学和人工智能的强大的开源库，例如NumPy和Pandas用于数据处理，Matplotlib用于数据可视化，Scikit-Learn提供了大量的预处理方法和机器学习算法，TensorFlow和PyTorch则是深度学习领域的重要工具。这些库大大降低了开发难度，使得Python在AI领域的地位无可替代。所以无论是数据清洗和预处理，还是模型建立，例如决策树，神经网络，贝叶斯优化等，以及模型训练和测试，对模型结果的解读等，都会天然的使用Python。
所以Python的开放性生态、天然的数据挖掘、包括机器学习的人工智能（AI）以及各类算法优化包，友好的web开发，使用户可以在更开放、更强大的生态体系里开展设计。可以用它来构建电路与版图的自动化任务，快速进行数据处理和分析。例如，PyAether可以赋能IC CAD，更好得响应IC 设计和版图各种要求。
想让您的Design，TestBench，Layout，Simulation Result快速形成给老板和同事们评审的Critical Design review，请用Python编程！ 结合Aether全定制设计平台，使用PyAether进行二次开发，那么这个功能是可以一键生成的。
这么高大上的技术会不会难以驾驭？别担心，PyAether早已为您铺好路。详尽易懂的使用手册，仿佛一位耐心的导师，手把手带您入门。Python 没有多少仪式化的东西，条条框框少，所以就算您不是一个 Python 专家，也可以读懂它在干啥！丰富翔实的代码例子，就算是平时不怎么写代码的人，也能快速上手。依葫芦画瓢写Python，相对于编写之前二次开发所用的语言, 容易太多了！
想想，当您的IC CAD拿出来一个Python代码给您搭建各种自动化、您想要的feature的时候，再也不像之前的CAD语言有些难理解，运行起来不知道哪里出错了；这个Python读起来太舒服了！IC CAD和设计/版图的沟通效率大大提高！
只要有个开放生态平台PyAether就够了吗？答案自然是否定的。为什么？我们还内置了提供丰富功能套件的AetherWings！
03 内嵌AetherWings，让定制化工具包带您飞翔！
说到AetherWings，这可是PyAether的绝配！这是基于Aether平台原生API接口，定制化开发的工具包，以加速电路设计/版图绘制等自动化生态建设。它就像是一双翅膀，让您的设计更加灵活、高效。
AetherWings主要包括： 定制化程度高，可针对使用领域/场景发布单独工具包；
时效性好，可快速发布/迭代/升级，更贴近用户层；
扩展性大，工具代码可被分享，用户可再次开发。
下面举两个例子。
快速连接MOS管 首先是，在模拟电路，或者TestKey设计中，通常会遇到需要将MOS器件的三大关键端口，Gate（栅极）、Source（源极）、Drain（漏极），快速连接起来。并能够指定不同连接方式的情况，比如金属线层次可选、孔和线连接方式可选、连接Net名可指定、孔和线DRC规则可设定、可创建组等。为此，可以使用栅端连接/ComboRouter/ViaChain等各种套件。您只需轻松划线，便能自动为MOS器件的G/S/D端点生成精美的孔与连线，一切复杂的指定Net、规则设定等操作，都在这流畅的界面下变得简单而直观。这里提供的快速连线方式，还同时可以选择连接奇数或者偶数来迅速连接source和drain，从而快速形成版图。
绘制BUS并显示电阻
PyAether_AetherWings 绘制BUS并显示电阻功能示例
怎么把上图左边source和terminal在密密麻麻的版图中快速连接起来？当设计改变时候，怎么快速改变BUS的根数？每一根走线的总电阻，和其他走线相比，是否一致？
定制化工具包AetherWings的绘制BUS并显示电阻功能，可以完成从source端到terminal端的连线。工具可以根据需要使用的金属层，自动地完成打孔，甚至自动挑选金属层来躲避屏障。对准Terminal时候通常比较难画，您这里只要轻松一划线，工具会自动的转弯和对准现有金属。客户的需求有时候会改动，例如现在需要从3根BUS扩展成8根，只要使用AetherWings相关的套件，就能keep之前的BUS风格，自动产生相应的新的版图走线，其可以对应之前的metal，via等，保持一致，轻松实现BUS扩展。
那么画出来的金属线，它们是否匹配呢？可以通过显示它们的走线电阻来做判断。如果对寄生电阻值不满意，还可以Report Details来显示每层金属、甚至每个via所贡献的电阻值，以便进行分析。同时其还支持设定布线约束规则，例如是R优先还是C优先，以及走线方向、电流约束等。
而且，AetherWings还部分开源，这意味着您可以看到它的内部构造，了解它是怎么工作的。这对于那些喜欢钻研、喜欢动手的朋友来说，简直就是个大大的福音！部分源码和演示Demo示例的开放，为应用程序的二次开发插上了翅膀，创意与灵感，在这里自由飞翔。
用过这些工具的人，深知AetherWings的落地实用，更能快速体会到它带来的速度飞升。再加上Python那50万+的开源包资源，赋能芯片设计插上了翅膀，飞得更高、更快、更远！
04 华大九天多年EDA行业积累和优秀基因，携手合作伙伴共创未来
PyAether不仅继承了华大九天多年在EDA领域的优秀基因和经验积累，更充分诠释了其在全定制设计全流程领域的领先地位。华大九天模拟等电路设计全流程EDA工具系统包括原理图编辑工具、版图编辑工具、电路仿真工具、物理验证工具、寄生参数提取工具和可靠性分析工具等，为用户提供了从电路到版图、从设计到验证的一站式完整解决方案。
电路仿真工具Empyrean ALPS®，Accurate Large capacity Parallel SPICE，高速高精度并行晶体管级电路仿真，是大规模电路版图仿真的理想选择。（如果您还不知道ALPS，那您真的是OUT了！ 这是整个仿真领域的拳头产品） 异构仿真系统Empyrean ALPS-GT®基于CPU-GPU异构系统，进一步提升了版图后仿真效率，可帮助用户大幅缩减产品开发周期。（这是全球首创的、成功使用GPU来做电路仿真、基于CPU-GPU异构系统的仿真加速技术创新，突破了电路仿真的性能和容量瓶颈） 物理验证工具Empyrean Argus®支持主流设计规则，并通过特有的功能，帮助用户在定制化规则验证，错误定位与分析阶段提高验证质量和效率。 寄生参数提取工具Empyrean RCExplorer®支持对模拟电路设计进行晶体管级和单元级的后仿网表提取，同时提供了点到点寄生参数计算和时延分析功能，帮助用户全面分析寄生效应对设计的影响。 版图寄生参数分析工具Empyrean ADA®可广泛应用于模拟/模拟数字混合设计版图寄生参数分析场景，帮助模拟IC前端以及后端设计人员快速地定位由于寄生参数引起的问题。 功率器件可靠性分析工具Empyrean Polas®提供了专注于Power IC设计的多种产品性能分析模块，高效支持了Power器件可靠性分析等应用。 晶体管级电源完整性分析工具Empyrean Patron®聚焦于模拟芯片的电源完整性检查，可高效地提供精准、全面、可靠的 EM/IR 分析数据及多种 EM/IR 检查报告。
另外，即使我们系列神器无缝集成，为您提供了一站式完整解决方案。但是由于每种芯片都有自己的特色，每个公司可能也有不同的设计流程、特殊的需求。所以我们通过PyAether的清晰架构，给您更多的选择。
对于一般问题：我们站在产品视角来解决，完全开放生态，来允许您二次开发。 对于复杂问题：我们以开发者身份来解决，直接touch到基础层，提供高性能C++模块，来定制化Python使用接口，帮您实现所要功能，为IC智能化赋能！
您以为这就完了？PyAether的格局远不止于此。它深知孤军奋战难成大器，于是，三方工具集成机制应运而生。无论是哪种EDA工具，只要您需要，轻松集成进入平台，打破工具间的壁垒，打通设计所需流程，使各个节点工具间的衔接更加丝滑，让设计流程如行云流水般顺畅。这，就是真正的协同作战！
从电路设计，到版图，甚至到TestKey建立等，合作伙伴在PyAether平台上成功实现了多项令人瞩目的卓越功能。
在电路尺寸自动优化方面 复旦大学在我们全定制设计平台Aether上，通过PyAether开放生态，开发出来了Design Easy工具。在电路拓扑结构给定的条件下，可以自动调整电路中晶体管尺寸和电阻电容值，满足预设的约束；支持大规模OpenMP多核并行和MPI多机并行等复杂并行环境，支持根据用户需求图形选择目标Object并参数化，支持针对不同设计指标SPEC设置不同优化权重，支持将用户已知设计指标SPEC和输入关联等设计经验作为输入约束，支持将优化后的参数反标到电路中，支持最优化电路网表导出，支持优化过程数据库导出。通过PyAether，轻松和全球最先进的多种算法融合。该工具已在华大九天全定制平台Aether中集成，可以完成包括跨导放大器OTA（差分输入电压转换为输出电流）在内的多个电路优化设计。比方说一个OTA中有可以调节的42个参数，每个参数可以变化至少6个数值，那么6的42次方，是多少呢？是4.8× 10^32！多么大的一个数字！而Design Easy其可以在数百次仿真内，就将尺寸优化至预设的性能指标。复旦大学反馈，使用PyAether，相比于之前二次开发所用的语言，容易多了，Python大大降低了开发难度。目前通过与最先进算法的无缝衔接，已经可以从42变量做到了59个变量的自动优化。
在版图自动布线方面 清华大学在我们全定制设计平台Aether上，通过PyAether，已经集成的TED(Tsinghua Electronic Design) 布线工具。其可以设置不同layer的Spacing，例如可以吃进去Tech file的间距，也可以用户根据自己的要求输入相应的值；同时可以设置布线所使用的Layer的优先级（包括Poly走线也可以）。例如在一个芯片顶层版图中，有6个block，每个block有21个端口，所以要连接21*6 =126根线。126根TOP连线，TED布线器仅仅用了大约10s，就能够完成版图数据序列化导出，并在Aether上把结果绘制出来，创建出1600个矩形和400个via。 如果人工画这个的话，得多少时间哈。如果改天布局变了，需要重新画呢？
在工艺TestKey和基础IP设计方面 工艺厂通常需要拉偏MOS管参数以制作Testkey，进而建立Model；同时诸如ESD等基础IP的设计DOE表格，PyAether可以帮助进行DOE table 解析，Testkey摆放的布局，以及和探针卡相连的布线，从而实现自动化的生成电路与版图。
当然我们讲这些，不是为了替代工程师，而是希望工程师在人工智能时代，尽量减少大量的、重复性的手动操作，可以把精力放在更多的如何去设计架构，如何来考虑约束限制，如何来做好布局等更为高端更有价值的事情上。低端重复性工作交给机器，从而不用加班熬夜，就做出来更好的、更高质量的芯片；快速研发出更好的工艺、更精准的Model，和选择更多的基础IP。
哎呀呀，说了这么多，您是不是已经对PyAether心动了呢？我们已经在EETOP论坛（bbs.eetop.cn）上，建立了华大九天PyAether的EDA专区。 里面有来自世界各地的芯片设计师和技术爱好者。您可以在这里交流心得、分享经验、寻求帮助，甚至还能找到志同道合的合作伙伴！
05 华大九天10月18日HUG大会产业生态链，扫码报名
朋友们，还在花费时间调节一个小block的尺寸参数？还在反复地手工绘制版图的连线？还把不少时间花费在繁琐的操作上？让EDA工具带您加速/自动化吧！
华大九天HUG大会，开设了专门的线下“电路设计自动化分论坛“，将在
10月18日下午13：30--16：50 上海东郊宾馆 (上海市浦东新区金科路1800号) ， 详细分享PyAether开放的生态系统，来实现泛模拟设计自动化与智能化！
这不仅仅是一款PyAether产品的推出，更是一次IC行业和AI行业的深度链接。它以独特魅力，诚邀芯片设计师共襄智能设计盛举，学习和应用PyAether，享受Python和Aether融合的效率提高，问题解决；享受人工智能带来的自动化和智能化，为芯片公司开拓一个新的世界。
让我们携手，用IC+AI编织梦想，以智慧点亮未来，共创一个无限可能的芯片设计新世界！
欢迎线下参加，并预祝抽中幸运之奖！
另外，如果您时间允许，我们诚挚邀请您于10月18日全天“拨冗莅临”，亲临华大九天的HUG大会现场，共同见证EDA对科技行业的赋能。
在这里，您可以聆听到华大九天主旨演讲最炫最酷的产品，见证领导嘉宾的睿智分享。在这里，您除了可以深入了解产业链生态PyAether引领的泛模拟“电路设计自动化” 浪潮，还可以目睹集成电路设计、制造与封测、平板显示等论坛的精彩。
在这里，最强大咖带领我们探索全定制模拟全流程的奥秘，PowerMOS版图自动化功能会让您惊艳双眼，包括Patron在内的高可靠性PMIC的全套解决方案，是做电源芯片的千万不要错过噢；射频微波，时钟生成，快速仿真ALPS-FS，K库解决方案（Liberal，Liberal IP/MEM，Liberal GT），Skipper，Argus，SOC后端解决方案等等，无论您是模拟，还是数字；无论您是前端，还是后端，总有适合您的EDA工具赋能您的工作。也有流片数据检测，工艺诊断分析Vision，Mage等工具助力晶圆制造，更有先进封装Storm自动布线和物理验证。另外还有独占平板显示EDA鳌头的顶级技术分享等等。
更多详细内容，请查阅以下链接：详细议程重磅发布|2024华大九天合作伙伴及用户大会火热报名中
我们期待您的到来，与您共同见证这场“EDA赋能用户“的盛宴！
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