Workspace是AiEDA中的核心数据管理类，提供了统一的工作环境和数据流管理机制。它通过封装工作区目录结构、配置文件、工具输出路径和数据文件，实现了EDA多工具链的高效集成和数据统一访问。
核心功能模块：
- 工作区创建与初始化
- 设计信息管理
- 配置文件统一管理
- 工具输出路径标准化
- 数据文件路径获取接口
- 多工具引擎集成支持
架构设计：
Workspace主类负责高层功能协调PathsTable内部类负责所有路径管理，定义了各类重要文件的路径，包括工艺文件、结果文件、分析报告、向量化数据等路径- 各类Parser实现配置文件的读写与解析
以sky130_gcd为例，完整的workspace目录结构如下：
sky130_gcd/
├── analyse/ # 分析结果目录，存放当前设计的各类可视化分析结果
├── config/ # 配置文件目录，存放多工具引擎和当前流程管理的配置文件
│ ├── flow.json # 流程配置文件
│ ├── path.json # 路径配置文件
│ ├── parameter.json # 参数配置文件
│ ├── workspace.json # 工作区配置文件
│ └── iEDA_config/ # 其余第三方EDA工具配置目录，这里以iEDA工具配置目录为例
├── output/ # 工具输出目录，存放多工具引擎的输出文件
│ ├── DREAMPlace/ # DREAMPlace工具输出
│ ├── OpenROAD/ # OpenROAD工具输出
│ └── iEDA/ # iEDA工具输出。当前开源版本只接入iEDA，这里以iEDA工具输出为例
│ ├── result/ # 原始数据(.def/.v)
│ ├── data/ # 点工具输出数据(place log)
│ ├── feature/ # 阶段特征数据(.json,.csv)
│ ├── rpt/ # 报告数据
│ └── vectors/ # 向量化基础数据(.json)
├── report/ # 报告目录，对分析结果的进一步整理和汇总
└── script/ # 脚本目录，存放商业工具脚本
PathsTable是Workspace的内部类，采用属性装饰器模式，将路径生成逻辑封装在方法中，用户可以基于PathsTable获取到对应文件路径以进行后续操作，主要功能包括：
- 顶层路径管理：定义workspace目录下各子目录路径
- 配置路径管理：管理flow.json、path.json等配置文件路径
- iEDA配置管理：管理各工具（floorplan、place、CTS、route等）的配置文件路径
- 输出路径管理：定义各阶段工具输出路径
- 特征与向量路径：管理特征提取和向量数据文件路径
注意，当用户需要接入第三方工具，可以参照iEDA配置管理以进行路径管理的扩充。
工作区创建流程：
- 调用
create_workspace方法 - 创建目录结构
- 初始化日志
- 生成基础配置文件（flow.json、path.json等）
- 设置设计信息和技术库路径
数据访问流程：
- 通过
Workspace实例获取路径 - 读取或写入对应路径的文件
- 各工具引擎使用统一接口访问数据
路径管理机制：
- 使用属性装饰器动态生成路径
- 采用模板化路径定义，确保一致性
- 支持不同设计和不同工具的路径隔离
配置管理机制：
- 使用专用Parser类处理不同格式配置
- 支持配置的读写和动态更新
- 实现配置与路径的关联管理
Workspace的config目录是AiEDA配置管理的核心，采用分层设计，支持多工具引擎配置的统一管理。用户既可以通过直接修改配置文件内容来配置运行流程，也可以基于Workspace类通过程序接口动态修改配置参数。
config目录包含四个核心配置文件和一个工具配置子目录：
config/
├── flow.json # 流程配置文件
├── parameter.json # 参数配置文件
├── path.json # 路径配置文件
├── workspace.json # 工作区配置文件
└── iEDA_config/ # 其余第三方EDA工具配置目录，这里以iEDA工具配置目录为例
工作区概况配置，定义工作区的基础属性：
{
"workspace": {
"process_node": "sky130", # 工艺节点
"version": "V1", # 版本号
"project": "gcd", # 项目名称
"design": "gcd", # 设计名称
"task": "run_eda" # 执行任务类型
}
}主要功能：定义工作区标识信息，为后续工具执行提供基础上下文。
记录和配置设计流程的执行序列和状态：
{
"task": "run_eda",
"flow": [
{
"eda_tool": "iEDA", # 使用的EDA工具
"step": "floorplan", # 执行阶段
"state": "success", # 执行状态
"runtime": "0:0:5" # 运行时间
},
// 更多阶段...
]
}主要功能：定义执行任务类型，配置流程执行阶段序列，记录各阶段执行状态和时间，支持多工具链的混合执行。
配置和记录所有必要文件的路径，是设计流程执行的基础：
{
"def_input_path": "./gcd_floorplan.def", # DEF文件路径
"verilog_input_path": "./gcd_floorplan.v", # Verilog文件路径 (可选)
"tech_lef_path": "./sky130_fd_sc_hs.tlef", # 工艺LEF文件路径
"lef_paths": [...], # LEF文件路径列表
"lib_paths": [...], # 库文件路径列表
"sdc_path": "./gcd.sdc", # 时序约束文件路径
"spef_path": "/gcd.spef", # SPEF文件路径
// 其他路径配置...
}主要功能：集中管理所有输入输出文件路径，支持多工艺库和设计文件配置，为工具执行提供文件访问路径。
配置各工具阶段的关键参数，采用统一命名标准：
{
"placement_target_density": 0.4, # 布局目标密度
"placement_max_phi_coef": 1.04, # 布局算法的参数
"cts_skew_bound": "0.1", # CTS时序约束
"cts_max_buf_tran": "1.2", # CTS缓冲器转换约束
// 其他参数配置...
}主要功能：提供跨工具的统一参数命名标，集中管理各阶段优化参数，支持参数调优和探索。
iEDA工具引擎配置存放在iEDA_config子目录下，包含多个阶段配置文件：
iEDA_config/
├── flow_config.json # 流程配置
├── db_default_config.json # 数据库配置
├── fp_default_config.json # 布局规划配置
├── pnp_default_config.json # PDN配置
├── pl_default_config.json # 布局配置
├── cts_default_config.json # CTS配置
├── to_default_config_drv.json # 时序优化配置
├── to_default_config_hold.json # 时序优化配置
├── to_default_config_setup.json # 时序优化配置
├── rt_default_config.json # 布线配置
└── drc_default_config.json # DRC配置
AiEDA采用专门的Parser类处理不同类型的配置文件，主要包括：
WorkspaceParser- 工作区配置解析FlowParser- 流程配置解析PathParser- 路径配置解析ParametersParser- 参数配置解析ConfigIEDADbParser- iEDA数据库配置解析ConfigIEDAFloorplanParser等 - iEDA各阶段配置解析
注意，当用户需要接入第三方工具，可以参照ConfigIEDADbParser等进行路径管理的扩充。
在Workspace.create_workspace()方法中，配置文件创建流程如下：
- 创建目录结构
- 初始化配置对象
- 按顺序创建各配置文件：
- flow.json
- path.json
- workspace.json
- parameter.json
- iEDA各阶段配置文件
每个Parser类提供以下核心功能：
create_json()- 创建配置文件get_db()- 读取配置到数据结构set_xxx()- 设置特定配置项- 支持动态读写和更新
AiEDA设计了灵活的配置扩展机制，支持多种工具引擎：
- 统一的配置接口设计
- 工具特定配置的隔离管理
- 支持配置的增量式扩充
- 为未来集成DREAMPlace等工具预留扩展点
- 使用Workspace类API修改配置，避免直接编辑文件
- 使用parameter.json中的统一参数名（如布局密度、CTS约束）进行跨工具配置
Workspace的output目录是AiEDA集中存储和管理所有EDA工具运行输出数据的目录系统。该目录采用工具名隔离的组织结构，确保多工具引擎环境下数据的清晰管理和访问。下面详细介绍输出目录的整体架构和各子目录内容。
输出目录采用分层结构设计，顶层按EDA工具名称组织，每个工具目录内部进一步划分为功能明确的数据子目录。这种设计确保了不同工具生成的数据相互隔离，同时也便于在工具间共享必要的中间数据。AiEDA通过Workspace类提供标准化API，实现对各工具数据的统一访问。
output/
├── DREAMPlace/ # DREAMPlace布局工具输出
├── OpenROAD/ # OpenROAD工具输出
└── iEDA/ # iEDA工具输出（详细结构如下）
├── data/ # 点工具运行过程数据
├── feature/ # 阶段特征数据
├── result/ # 结果数据
├── rpt/ # 报告文件
└── vectors/ # 向量化数据
以iEDA工具为例，其输出目录包含五个主要子系统：
存储EDA流程各阶段的最终结果文件，主要包括网表文件（.v）和物理设计交换文件（.def），采用gzip压缩以节省空间。
-
文件命名规范：
{design_name}_{stage_name}.{ext}.gzdesign_name：设计名称，如"gcd"stage_name：流程阶段，如"floorplan"、"place"、"CTS"、"route"等ext：文件扩展名，主要为"def"和"v"
-
主要文件列表：
result/ ├── gcd_floorplan.def.gz # floorplan阶段物理设计文件 ├── gcd_floorplan.v.gz # floorplan阶段网表文件 ├── gcd_place.def.gz # 布局阶段物理设计文件 ├── gcd_place.v.gz # 布局阶段网表文件 ├── gcd_CTS.def.gz # 时钟树综合阶段物理设计文件 ├── gcd_CTS.v.gz # 时钟树综合阶段网表文件 ├── gcd_route.def.gz # 布线阶段物理设计文件 └── gcd_route.v.gz # 布线阶段网表文件
存储EDA工具在各个处理阶段生成的详细中间数据，按流程阶段进一步分类：
- 主要子目录：
pl/：布局阶段数据cts/：时钟树综合阶段数据rt/：布线阶段数据drc/：设计规则检查数据log/：设计流程的运行日志
存储从设计中提取的特征信息，为分析和优化提供基础。特征数据分为不同类型，反映设计的不同方面。
-
文件命名规范：
{design_name}_{stage_name}_{feature_type}.jsonfeature_type：特征类型，主要包括：summary：宏观设计统计信息（单元数量、引脚分布等）tool：工具内部报告的详细数据map：二维映射数据（密度图、拥塞图等）、性能指标数据drc：设计规则检查结果
-
二维特征图：
density_map/：密度分布映射egr_congestion_map/：早期布线拥塞图margin_map/：宏单元margin映射RUDY_map/：布线需求分布映射
将复杂的芯片设计拆解为结构化、可计算的数据表示，是AI驱动优化的基础。我们将这些结构化数据称为Foundation Data，也称为向量化数据。这些结构化数据以JSON形式呈现，保存在vectors目录下。
具体地，AiEDA对结果文件（.def）实现Design-to-Vector的方法学，将芯片设计（design）按照逻辑网表（netlist）和几何版图（layout）进行逐层拆解。逻辑网表又可以拆解为net、path、graph等不同层级的表示，几何版图又可以拆解为逐个patch的信息。这些拆解后的信息最终汇总到基于更细粒度的表示如wire、polygon。此外，AiEDA也对工艺信息如布线层、通孔（.lef）进行向量化表示（library-to-vector）。
- 主要向量化数据类型：
tech/：工艺信息向量化（tech.json、cells.json）instances/：单元实例信息向量化 （instances.json）nets/：线网信息向量化 (net_i.json)patchs/：版图区域划分向量化 (patch_i.json)wire_graph/：网表图结构向量化 (timing_wire_graph.json)wire_paths/：布线路径向量化 （wire_path_i.json）instance_graph/：单元实例连接图向量化 （timing_instance_graph.json）
这些向量化数据的具体含义，在下文中会有专门的小节进行详细介绍。
存储AiEDA的report模块生成的各类报告文件，用于分析和验证设计质量。
在AiEDA框架中，数据在不同工具和阶段之间按照以下流程流转：
- 输入处理：从设计文件（DEF、Verilog等）读取初始数据
- 阶段处理：各EDA工具阶段（floorplan、place、route等）处理数据
- 结果生成：生成result目录中的最终结果文件
- 特征提取：提取特征数据到feature目录
- 向量化转换：将设计转换为向量化数据存储在vectors目录
- 分析报告：生成分析报告到rpt目录
- 数据共享：通过Workspace API访问输出数据，避免直接文件操作
- 性能优化：出于直观理解数据的目的，目前展示的向量化数据（net和patch）都为分立文件，即一个文件对应一个net或者patch。对于大数据量操作，数据可以改用批量存储和批处理，例如一个文件存储批量的net或patch（例如net_0_678.json一个文件存储有679个net）。AiEDA同时支持分立文件（如net_0.json, net_1.json, ..., net_678.json）和聚合文件（net_0_678.json）的生成和访问。
-
示例文件路径：
example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/nets/net_0.json -
数据生成机制：
- 通过
Vectorization::buildFeature函数调用buildLayoutData和buildGraphData构建基础数据 - 调用
generateFeature生成线网特征，包括时序特征、DRC特征和统计特征 - 最后通过
_data_manager.saveData保存数据，其中Net数据通过VecLayoutFileIO::saveJsonNets方法保存到nets目录 - 支持批处理模式，可根据
batch_mode参数决定一个文件保存单个或多个线网
- 通过
-
数据结构示例：
{ "id": 0, "name": "线网名称", "feature": { "llx": 79680, "lly": 68880, "urx": 82320, "ury": 74880, "wire_len": 11040, "via_num": 6, "drc_num": 0, "drc_type": [], "R": 19.71428571428571, "C": 0.0034665075873600007, "power": 1.1747088838172315e-07, "delay": 0.029491537147148576, "slew": 0.009644028041781348, "aspect_ratio": 2, "width": 2640, "height": 6000, "area": 15840000, "volume": 31680000, "layer_ratio": [0.0, 0.0, 0.2800000011920929, ...], "place_feature": { "pin_num": 2, "aspect_ratio": 2, "width": 2195, "height": 3507, "area": 7697865, "l_ness": 1.0, "hpwl": 5702, "rsmt": 5702 } }, "pin_num": 2, "pins": [ { "id": 0, "i": "单元实例名称", "p": "引脚名称", "driver": 1 } ], "wire_num": 11, "wires": [ { "id": 0, "feature": { "wire_width": 140, "wire_len": 960, "wire_density": null, "drc_num": 0, "R": 0.8571428571428577, "C": 4.6356008480000124e-05, "power": 8.727133642824888e-07, "delay": 0.0022083051501257146, "slew": 6.621690001873404e-11, "congestion": 4.5, "drc_type": [] }, "wire": { "id1": 742163, "x1": 81360, "y1": 74880, "real_x1": 81360, "real_y1": 75055, "r1": 312, "c1": 339, "l1": 2, "p1": -1, "id2": 1316755, "x2": 81360, "y2": 74880, "real_x2": 81360, "real_y2": 75055, "r2": 312, "c2": 339, "l2": 4, "p2": -1, "via": 5 }, "path_num": 1, "paths": [ { "id1": 742163, "x1": 81360, "y1": 74880, "real_x1": 81360, "real_y1": 75055, "r1": 312, "c1": 339, "l1": 2, "p1": -1, "id2": 1316755, "x2": 81360, "y2": 74880, "real_x2": 81360, "real_y2": 75055, "r2": 312, "c2": 339, "l2": 4, "p2": -1, "via": 5 } ], "patch_num": 2, "patchs": [528, 529] } ], "routing_graph": { "vertices": [ { "id": 0, "is_pin": 0, "is_driver_pin": 0, "x": 81360, "y": 75055, "layer_id": 2 }, ], "edges": [ { "source_id": 0, "target_id": 1, "path": [ { "x": 81360, "y": 75055, "layer_id": 2 }, { "x": 82320, "y": 75055, "layer_id": 2 } ] }, ] } } -
字段说明：
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id Integer 线网唯一标识符 - 0 name String 线网名称 - "ctrl$a_mux_sel[0]" feature Object 线网特征集合 - - feature.llx Integer 线网包围盒左下角x坐标，取polygon最左值 数据库单位 79680 feature.lly Integer 线网包围盒左下角y坐标，取polygon最下值 数据库单位 68880 feature.urx Integer 线网包围盒右上角x坐标，取polygon最右值 数据库单位 82320 feature.ury Integer 线网包围盒右上角y坐标，取polygon最上值 数据库单位 74880 feature.wire_len Integer 线网总线段长度 数据库单位 11040 feature.via_num Integer 通孔数量 个 6 feature.drc_num Integer DRC违规数量 个 0 feature.drc_type Array DRC违规类型列表 - [] feature.R Float 线网总电阻 欧姆 19.714 feature.C Float 线网总电容 皮法 0.003467 feature.power Float 线网总功耗 瓦特 1.1747e-07 feature.delay Float 线网总时延 纳秒 0.02949 feature.slew Float 信号转换时间 纳秒 0.009644 feature.aspect_ratio Float 包围盒长宽比 - 2.0 feature.width Integer 包围盒宽度 数据库单位 2640 feature.height Integer 包围盒高度 数据库单位 6000 feature.area Integer 包围盒面积 平方数据库单位 15840000 feature.volume Integer 包围盒三维体积 立方数据库单位 31680000 feature.layer_ratio Array 自下而上各层线长分布比例 - [0.0, 0.0, 0.2800000011920929, ...] feature.place_feature Object 布局阶段特征 - - feature.place_feature.pin_num Integer 线网连接的引脚数量 个 2 feature.place_feature.aspect_ratio Float 线网包围盒的长宽比，取pin中心点计算 - 2.0 feature.place_feature.width Integer 引脚布局包围盒的宽度，取pin中心点计算 数据库单位 2195 feature.place_feature.height Integer 引脚布局包围盒的高度，取pin中心点计算 数据库单位 3507 feature.place_feature.area Integer 引脚布局包围盒的面积，取pin中心点计算 平方数据库单位 7697865 feature.place_feature.l_ness Float 引脚分布，源自A.B Kahang论文《Wot the L》 - 1.0 feature.place_feature.hpwl Integer 半周长线长，取pin中心点计算 数据库单位 5702 feature.place_feature.rsmt Integer 矩形斯坦纳最小树长度，取pin中心点计算 数据库单位 5702 pin_num Integer 引脚数量 个 2 pins Array 引脚列表 - - pins[].id Integer 引脚ID - 0 pins[].i String 引脚所属实例名称 - "ctrl/34" pins[].p String 引脚名称 - "X" pins[].driver Integer 是否为驱动引脚(1:是, 0:否) - 1 wire_num Integer 线段数量 个 11 wires Array 线段列表 - - wires[].id Integer 线段ID - 0 wires[].feature Object 线段特征 - - wires[].feature.wire_width Integer 线段宽度 数据库单位 140 wires[].feature.wire_len Integer 线段长度 数据库单位 960 wires[].feature.wire_density Float 线段密度 - 0.1 wires[].feature.drc_num Integer 线段DRC违规数量 个 0 wires[].feature.R Float 线段电阻 欧姆 0.8571 wires[].feature.C Float 线段电容 皮法 4.6356e-05 wires[].feature.power Float 线段功耗 瓦特 8.7271e-07 wires[].feature.delay Float 线段时延 纳秒 0.002208 wires[].feature.slew Float 线段信号转换时间 纳秒 6.6217e-11 wires[].feature.congestion Float 线段所在区域的拥塞度（demand-supply） - 4 wires[].feature.drc_type Array 线段DRC违规类型列表 - [] wires[].wire Object 线段节点信息，两点之间不一定为曼哈顿连线 - - wires[].wire.id1 Integer 起点节点ID - 742163 wires[].wire.x1 Integer 起点x网格化坐标 数据库单位 81360 wires[].wire.y1 Integer 起点y网格化坐标 数据库单位 74880 wires[].wire.real_x1 Integer 实际起点x坐标 数据库单位 81360 wires[].wire.real_y1 Integer 实际起点y坐标 数据库单位 75055 wires[].wire.r1 Integer 起点所在行号 - 312 wires[].wire.c1 Integer 起点所在列号 - 339 wires[].wire.l1 Integer 起点所在金属层 - 2 wires[].wire.p1 Integer 起点对应真实pin的编号，非真实pin则记为-1 - -1 wires[].wire.id2 Integer 终点节点ID - 742167 wires[].wire.x2 Integer 终点x网格化坐标 数据库单位 82320 wires[].wire.y2 Integer 终点y网格化坐标 数据库单位 74880 wires[].wire.real_x2 Integer 实际终点x坐标 数据库单位 82320 wires[].wire.real_y2 Integer 实际终点y坐标 数据库单位 75055 wires[].wire.r2 Integer 终点所在行号 - 312 wires[].wire.c2 Integer 终点所在列号 - 343 wires[].wire.l2 Integer 终点所在金属层 - 2 wires[].wire.p2 Integer 终点对应真实pin的编号，非真实pin则记为-1 - -1 wires[].path_num Integer Wire拆解为曼哈顿路径数量 个 1 wires[].paths Array Wire拆解为曼哈顿路径信息 - - wires[].patch_num Integer 经过的patch数量 个 2 wires[].patchs Array 经过的patch ID列表 - [528, 529] routing_graph Object 布线图结构，用于表示线网的图论模型 - - routing_graph.vertices Array 图顶点列表，包含布线图中的所有节点 - - routing_graph.vertices[].id Integer 顶点唯一标识符 - 0 routing_graph.vertices[].is_pin Integer 是否为引脚(1:是, 0:否) - 0 routing_graph.vertices[].is_driver_pin Integer 是否为驱动引脚(1:是, 0:否) - 0 routing_graph.vertices[].x Integer 顶点x坐标 数据库单位 81360 routing_graph.vertices[].y Integer 顶点y坐标 数据库单位 75055 routing_graph.vertices[].layer_id Integer 顶点所在金属层ID - 2 routing_graph.edges Array 图边列表，表示顶点间的连接关系 - - routing_graph.edges[].source_id Integer 边的起始顶点ID - 0 routing_graph.edges[].target_id Integer 边的目标顶点ID - 1 routing_graph.edges[].path Array 边上的路径点列表，表示实际布线路径 - - routing_graph.edges[].path[].x Integer 路径点x坐标 数据库单位 81360 routing_graph.edges[].path[].y Integer 路径点y坐标 数据库单位 75055 routing_graph.edges[].path[].layer_id Integer 路径点所在金属层ID - 2 -
数据用途：
- 提供线网的几何和电气特性，用于物理设计分析
- 支持时序分析，包含电阻、电容、延迟和转换时间等关键参数
- 用于DRC检查和违规分析
- 功耗估算和优化
- 布线密度和拥塞分析
- 为机器学习模型提供训练数据，用于预测线网性能
-
数据特点：
- 包含多层次的线网信息，从宏观包围盒到微观线段细节
- 融合了几何、电气和时序特性
- 支持布局和布线阶段的特征分析
- 以JSON格式存储，便于解析和处理
- 提供完整的布线图结构，便于图形分析和算法优化
-
示例文件路径："example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/wire_paths/wire_path_1.json"
-
数据生成机制:
- 首先通过
buildLayoutData和buildGraphData构建基础数据 - 调用
VecFeature类的buildFeatureTiming方法进行时序特征提取 - 调用
eval_tp->runVecSTA()执行详细的时序分析 - 具体由
reportWirePaths()函数生成详细的路径数据，该函数遍历时序图中的路径 - 最后通过文件I/O操作将数据保存为JSON格式到wire_paths目录
- 首先通过
-
数据结构示例： Path数据采用JSON数组格式，按时序顺序组织路径中的各个节点和延迟弧。数组中的每个元素都是一个JSON对象，代表路径中的一个元素（节点或弧）。
[ { "node_0": { "Point": "dpath/b_reg/_147_:CLK (sky130_fd_sc_hs__dfxtp_1)", "Capacitance": 0.003, "slew": 0.0, "trans_type": "rise" } }, { "inst_arc_0": { "Incr": 0.238 } }, { "node_1": { "Point": "dpath/b_reg/_147_:Q (sky130_fd_sc_hs__dfxtp_1)", "Capacitance": 0.018471882955040004, "slew": 0.134413, "trans_type": "rise" } }, { "net_arc_1": { "Incr": 0.000476, "edge_0": { "wire_from_node": "dpath/b_reg/_147_:Q", "wire_to_node": "dpath/a_lt_b$in1[15]:847926", "wire_R": 0.0, "wire_C": 0.0, "from_slew": 0.134413, "to_slew": 0.134413, "wire_delay": 0.0 }, // 更多边... // 更多节点和弧... ] -
字段说明:
字段类型 字段名 数据类型 描述 单位 示例值 节点信息 node_* Object 路径上的实例引脚或内部节点 - - node_*.Point String 节点位置信息，格式为"实例名:引脚名 (单元类型)" - "dpath/b_reg/147:CLK (sky130_fd_sc_hs__dfxtp_1)" node_*.Capacitance Float 节点电容值 pF 0.003 node_*.slew Float 节点信号转换时间 ns 0.134413 node_*.trans_type String 信号转换类型 - "rise"或"fall" 实例延迟弧 inst_arc_* Object 实例内部延迟弧，代表单元内部传播延迟 - - inst_arc_*.Incr Float 实例内部延迟增量 ns 0.238 线网延迟弧 net_arc_* Object 线网延迟弧，代表线网上的信号传播延迟 - - net_arc_*.Incr Float 线网总延迟增量 ns 0.000476 net_arc_*.edge_* Object 线网中的具体线段信息 - - net_arc_*.edge_*.wire_from_node String 线段起始节点名称 - "dpath/b_reg/147:Q" net_arc_*.edge_*.wire_to_node String 线段终止节点名称 - "dpath/a_lt_b$in1[15]:847926" net_arc_*.edge_*.wire_R Float 线段电阻值 Ω 0.642857 net_arc_*.edge_*.wire_C Float 线段电容值 pF 3.618685e-05 net_arc_*.edge_*.from_slew Float 线段起始端信号转换时间 ns 0.134413 net_arc_*.edge_*.to_slew Float 线段终止端信号转换时间 ns 0.134413033744 net_arc_*.edge_*.wire_delay Float 线段带来的延迟 ns 1.18515e-05 -
数据用途:
- 时序分析：提供详细的路径延迟信息，用于分析和优化设计的时序性能
- 信号完整性评估：包含信号转换时间和线网RC参数，支持信号完整性分析
- 功耗分析：基于节点电容和转换率，可计算动态功耗
- 路径可视化：数据结构便于路径的图形化展示和分析
- 时序收敛验证：用于验证设计是否满足时序约束
- 机器学习模型训练：为预测路径延迟、信号完整性等问题提供训练数据
-
数据特点:
- 时序顺序：数组中的元素严格按照信号传播的时间顺序排列
- 交替结构：节点(node_*)和弧(inst_arc_*/net_arc_*)交替出现，形成完整路径
- 递增ID：节点和弧的ID按照路径顺序递增，便于追踪信号流
- 层级细节：线网弧中嵌套详细的线段信息(edge_*)，提供细粒度的互连特性
-
示例文件路径：
./example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/wire_graph/timing_wire_graph.json -
数据生成机制:
- 数据准备：在
Vectorization::buildFeature方法中，首先调用_data_manager.buildLayoutData()构建版图数据，然后通过_data_manager.buildGraphData()构建初始图数据结构。 - 特征提取：调用
generateFeature()方法创建VecFeature对象，并通过feature.buildFeatureTiming()生成时序相关特征。 - 时序分析：通过
runVecSTA方法（在InitSTA::getInst()实例上调用eval_tp->runVecSTA()）执行详细的时序分析，计算节点的到达时间、要求时间等关键参数。 - 数据保存：最终通过
_data_manager.saveData()方法将生成的Graph数据保存为JSON格式文件。
- 数据准备：在
-
数据结构示例：Graph数据以JSON格式组织，采用标准图数据结构表示芯片设计中的线网连接关系。
{ "nodes": [ // 节点数组，表示引脚、端口和布线节点 { "id": "node_0", "name": "clk", "is_pin": false, "is_port": true, "node_feature": { "is_input": true, "fanout_num": 1, "is_endpoint": false, "cell_name": "NA", "sizer_cells": [], "node_coord": [ 0.0, 0.0 ], "node_slews": [ 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 ], "node_capacitances": [ 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 ], "node_arrive_times": [ 1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20 ], "node_required_times": [ 1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20 ], "node_net_load_delays": [ 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 ], "node_toggle": 1.0, "node_sp": 0.5, "node_internal_power": 0.0, "node_net_power": 2.8232123814158402e-05 } }, //更多节点 ... ], "edges": [ // 边数组，表示节点间的连接关系 { "id": "edge_0", "from_node": 510, "to_node": 746, "is_net_edge": false, "edge_feature": { "edge_delay": [ 0.088476, 0.051862, 0.088476, 0.051862 ], "edge_resistance": 0.0, "inst_arc_internal_power": 0.00011665750115296025 } }, // 更多边 ... ] } -
字段说明：
-
节点（nodes）：每个节点代表芯片设计中的一个连接点，可能是单元引脚、端口或布线节点。
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 idstring 节点唯一标识符 - "node_4" namestring 节点名称，通常包含实例名和引脚名 - "clk_0_buf:X" is_pinboolean 是否为单元引脚 - true is_portboolean 是否为芯片端口 - false node_featureobject 节点特征属性集合，包含时序和功耗信息 - - -
节点特征（
node_feature）：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 is_inputboolean 是否为输入节点（相对于单元） - false fanout_numinteger 扇出数量，表示该节点驱动的负载数量 - 17 is_endpointboolean 是否为时序路径的端点 - false cell_namestring 单元名称，如果节点属于单元引脚 - "sky130_fd_sc_hs__buf_1" sizer_cellsarray[string] 可替换单元列表，用于单元尺寸优化 - ["sky130_fd_sc_hs__buf_16", "sky130_fd_sc_hs__buf_4", "sky130_fd_sc_hs__buf_8"] node_coordarray[float] 节点坐标(x, y) 数据库单位 [57.842, 61.732] node_slewsarray[float] 节点转换时间，包含四个工艺角的数值 ns [0.0, 0.0, 0.0, 0.0] node_capacitancesarray[float] 节点电容值，包含四个工艺角的数值 pF [0.0, 0.0, 0.0, 0.0] node_arrive_timesarray[float] 节点信号到达时间，包含四个工艺角的数值 ns [1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20] node_required_timesarray[float] 节点要求到达时间，包含四个工艺角的数值 ns [1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20, 1.1e+20] node_net_load_delaysarray[float] 节点线网负载延迟，包含四个工艺角的数值 ns [0.0, 0.0, 0.0, 0.0] node_togglefloat 节点翻转率，表示信号在单位时间内的翻转次数 - 1.0 node_spfloat 信号概率，表示信号为高电平的概率 - 0.5 node_internal_powerfloat 节点内部功耗，主要是单元内部功耗 W 0.0 node_net_powerfloat 节点线网功耗，主要是线网上的动态功耗 W 0.0001290105577302048 -
边（edges）：每条边代表两个节点之间的连接关系，可能是单元内部连接或线网连接。
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 idstring 边唯一标识符 - "edge_7960" from_nodeinteger 起始节点ID（对应nodes数组中的索引） - 7586 to_nodeinteger 终止节点ID（对应nodes数组中的索引） - 7587 is_net_edgeboolean 是否为线网边（true表示线网连接，false表示单元内部连接） - true edge_featureobject 边特征属性集合，包含延迟和功耗信息 - - -
边特征（
edge_feature）：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 edge_delayarray[float] 边延迟值，包含四个工艺角的数值 ns [0.0, 0.0, 0.0, 0.0] edge_resistancefloat 边电阻值，主要用于线网边 欧姆 18.428571428571427 inst_arc_internal_powerfloat 实例弧内部功耗，主要用于单元内部边 W 0.0
-
-
数据用途：
- 时序分析：提供完整的时序图结构，支持静态时序分析（STA）。
- 功耗优化：包含详细的功耗相关参数，支持功耗分析和优化。
- 物理设计验证：提供了物理实现与逻辑设计之间的连接关系，支持设计验证。
- 机器学习特征提取：为机器学习模型提供结构化的芯片设计特征数据，支持预测和优化任务。
- 设计可视化：支持将芯片设计转换为可视化的图结构，便于理解和分析。
-
数据特点：
- 时序分析支持：Graph数据包含完整的时序相关信息，支持静态时序分析（STA）相关的计算和验证。
- 工艺角覆盖：关键参数（如延迟、翻转率等）包含四个工艺角的数值，支持全工艺角分析。
- 层次化结构：数据按照图论中的节点和边进行组织，清晰地表达了芯片设计中的连接关系。
- 多维度特征：每个节点和边都包含时序、功耗、几何位置等多维度特征，支持综合分析和优化。
-
示例文件路径：
./example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/patchs/patch_0.json -
数据生成机制：
Vectorization::buildFeature函数调用buildPatchData方法构建Patch数据- 数据生成过程通过
VecDataManager管理，由VecPatchDataManager具体实现 VecPatchInit负责初始化Patch网格并填充线网和线段信息- 最终通过
VecLayoutFileIO::saveJsonPatchs将数据保存为JSON文件
-
数据结构示例：
{ "id": 0, "patch_id_row": 0, "patch_id_col": 0, "llx": 0, "lly": 0, "urx": 4320, "ury": 4320, "row_min": 0, "row_max": 18, "col_min": 0, "col_max": 18, "cell_density": 0.8981481481481481, "pin_density": 40, "net_density": 0.12371399176954732, "macro_margin": 255180, "RUDY_congestion": 0.00029195559407049423, "EGR_congestion": 3.0, "timing": 0.0, "power": 3.2690654345212375e-07, "IR_drop": 0.0, "sub_nets": [ { "id": 626, "llx": 1000, "lly": 0, "urx": 4320, "ury": 4320 }, // 更多子线网 ... ], "patch_layer": [ { "id": 4, "feature": { "wire_width": 140, "wire_len": 3120, "wire_density": 0.023405349794238684, "congestion": 2.0 }, "net_num": 1, "nets": [ { "id": 650, "wire_num": 2, "wires": [ { "id": 6600, "feature": { "wire_len": 3120 }, "path_num": 1, "paths": [ { "id1": 1151867, "x1": 720, "y1": 1200, "real_x1": 720, "real_y1": 1200, "r1": 5, "c1": 3, "l1": 4, "p1": -1, "id2": 1158835, "x2": 720, "y2": 4320, "real_x2": -1, "real_y2": -1, "r2": 18, "c2": 3, "l2": 4, "p2": -1 } ] }, // 更多线段... ] } ] }, // 更多patch_layer... ] } -
字段说明：
-
全局信息
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id整型 patch唯一标识符，格式为整数序号 - 0 patch_id_row整型 patch在网格中的行索引 - 0 patch_id_col整型 patch在网格中的列索引 - 0 llx整型 patch左下角x坐标 数据库单位 0 lly整型 patch左下角y坐标 数据库单位 0 urx整型 patch右上角x坐标 数据库单位 4320 ury整型 patch右上角y坐标 数据库单位 4320 row_min整型 patch中节点的最小行号 - 0 row_max整型 patch中节点的最大行号 - 18 col_min整型 patch中节点的最小列号 - 0 col_max整型 patch中节点的最大列号 - 18 cell_density浮点型 patch中单元密度，取值范围[0,1] - 0.898148 pin_density浮点型 patch中引脚密度 引脚数量 40 net_density浮点型 patch中线网密度 - 0.123714 macro_margin整型 patch中宏单元最大边缘距离 数据库单位 255180 RUDY_congestion浮点型 基于RUDY模型的拥塞评估值 - 0.000292 EGR_congestion浮点型 基于EGR模型的拥塞评估值 - 3.0 timing浮点型 时序信息 ns 0.0 power浮点型 功耗信息 W 3.26907e-07 IR_drop浮点型 IR降信息 V 0.0 sub_nets数组 patch中包含的子网信息 - [子网对象数组] patch_layer数组 patch的各层详细信息 - [层对象数组] -
子网信息（sub_nets）：
sub_nets数组中的每个元素是一个子网，定义了线网与patch的重叠区域，如下：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id整型 子网唯一标识符 - 626 llx整型 子网左下角x坐标 数据库单位 1000 lly整型 子网左下角y坐标 数据库单位 0 urx整型 子网右上角x坐标 数据库单位 4320 ury整型 子网右上角y坐标 数据库单位 4320 -
层信息（patch_layer）：
patch_layer数组中的每个元素表示patch中的每个层，定义如下：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id整型 层ID，对应物理设计中的金属层 - 4 feature对象 层特征信息 - 见下表 net_num整型 层中包含的线网数量 - 1 nets数组 层中的线网列表 - [线网对象数组] -
层特征（feature）
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 wire_width整型 线段宽度 数据库单位 140 wire_len整型 线段总长度 数据库单位 3120 wire_density浮点型 线密度 - 0.023405 congestion浮点型 该层拥塞程度 - 2.0 -
线网信息（nets）：
nets数组中的每个元素表示一个线网，定义如下：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id整型 线网唯一标识符 - 650 wire_num整型 线网中的导线数量 - 2 wires数组 导线列表 - [导线对象数组] -
线段信息（wires）：
wires数组中的每个元素表示一段导线，定义如下：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id整型 导线唯一标识符 - 6600 feature对象 导线特征信息 - {"wire_len": 3120} path_num整型 导线包含的路径数量 - 1 paths数组 路径列表 - [路径对象数组] -
路径信息（paths）：
paths数组中的每个元素表示导线的一段路径，定义如下：字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id1整型 起始点唯一标识符 - 1151867 x1,y1整型 起始点网格点坐标 数据库单位 720, 1200 real_x1,real_y1整型 起始点实际物理坐标 数据库单位 720, 1200 r1,c1整型 起始点所在网格行列 - 5, 3 l1整型 起始点所在层ID - 4 p1整型 起始点引脚索引（-1表示非真实引脚） - -1 id2整型 终止点唯一标识符 - 1158835 x2,y2整型 终止点网格点坐标 数据库单位 720, 4320 real_x2,real_y2整型 终止点实际物理坐标 数据库单位 720, 4320 r2,c2整型 终止点所在网格行列 - 18, 3 l2整型 终止点所在层ID - 4 p2整型 终止点引脚索引（-1表示非真实引脚） - -1 via整型 通孔ID（可选，仅在跨层连接时存在） - 10（通孔编号）
-
-
数据用途：
- 物理布局分析：提供芯片设计中不同区域的详细物理特性，支持设计人员进行宏观布局评估
- 版图可视化：数据结构便于版图区域的图形化展示和分析
- 性能优化指导：基于路径信息和电气特性，为时序性能优化提供详细的物理基础数据
- AI模型训练数据：为深度学习模型提供结构化的物理设计特征数据，支持布线预测、拥塞分析等AI任务
-
数据特点：
- Patch数据按物理设计区域划分为网格状的patch单元
- 每个patch包含多个层的信息，每个层包含线网、导线和路径的详细几何和电气属性
- 数据组织结构从宏观到微观：patch -> layer -> net -> wire -> path
- 路径信息精确描述了导线上的连接点，包括坐标、所在层和网格位置
-
示例文件路径：
./example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/instances/instances.json -
数据生成机制：
Vectorization::buildFeature函数调用_data_manager.saveData方法保存所有数据saveData方法内部调用VecLayoutFileIO::saveJson函数saveJson函数调用saveJsonInstances方法专门生成Instance数据- 最终将数据保存为JSON格式到指定目录
-
数据结构示例：
instances.json文件采用以下结构：{ "instance_num": 1448, // 总实例数目 "instances": [ { "id":0, "cell_id":236, "name":"ctrl/_17_", "cx":78480, "cy":61605, "width":1440, "height":3330, "llx":77760, "lly":59940, "urx":79200, "ury":63270 }, //更多instances... ] } -
字段说明：
每个instance字段说明如下
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id整型 实例唯一标识符 - 1 cell_id整型 实例所属cell master的ID - 1001 name字符串 实例名称 - "sky130_fd_sc_hs__and2_1_0" cx浮点型 实例中心点x坐标 数据库单位 1234.5 cy浮点型 实例中心点y坐标 数据库单位 5678.9 width浮点型 实例宽度 数据库单位 420.0 height浮点型 实例高度 数据库单位 180.0 llx浮点型 实例左下角x坐标 数据库单位 1024.5 lly浮点型 实例左下角y坐标 数据库单位 5588.9 urx浮点型 实例右上角x坐标 数据库单位 1444.5 ury浮点型 实例右上角y坐标 数据库单位 5768.9 -
数据用途：
- 物理布局表示：实例数据精确描述了设计中每个标准单元的物理位置和尺寸
- 时序分析支持：实例的位置信息是计算线长和互连延迟的基础
- 可布性分析：基于实例分布评估布局质量和布线难度
- AI模型训练：为机器学习模型提供真实的物理设计实例布局数据
-
数据特点：
- 全面性：包含设计中所有实例的信息，无遗漏
- 精确性：坐标和尺寸信息精确到数据库单位
- 关联性：通过cell_id与单元库信息关联
- 结构统一：所有实例采用相同的数据结构，便于批量处理
- 易于扩展：JSON格式支持添加额外的实例属性
-
示例文件路径：
./example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/instance_graph/timing_instance_graph.json -
数据生成机制：
Vectorization::buildFeature函数调用generateFeature方法generateFeature方法内部调用VecFeature::buildFeatureTiming函数buildFeatureTiming函数调用eval_tp->getTimingInstanceGraph()获取实例图数据- 最终通过
SaveTimingInstanceGraph函数将数据保存为JSON格式到指定目录
-
数据结构示例：
timing_instance_graph.json文件采用以下结构：{ "nodes": [ { "id": "node_0", "name": "ctrl/_34_", "leakage_power": 1.6979909062047418e-10 }, // 更多节点... ], "edges": [ { "id": "edge_0", "from_node": 0, "to_node": 1 }, // 更多边... ] } -
字段说明:
-
节点：每个节点对象代表一个实例，包含以下字段：
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id字符串 节点唯一标识符，格式为"node_数字" - "node_0" name字符串 实例名称 - "ctrl/34" leakage_power浮点数 实例的泄漏功耗 W 1.697e-10 -
边：每条边代表两个实例之间的连接关系，包含以下字段：
字段名 数据类型 描述 单位 示例值 id字符串 边唯一标识符，格式为"edge_数字" - "edge_1037" from_node整型 驱动端节点的索引值（对应nodes数组中的索引） - 640 to_node整型 接收端节点的索引值（对应nodes数组中的索引） - 188
-
-
数据用途：
- 时序分析：实例图提供了设计中所有实例及其连接关系，可以用于时序路径分析和延迟预测
- 功耗评估：包含泄漏功耗信息，可用于整体功耗评估
- 物理约束研究：反映实例之间的连接密集程度，有助于研究物理约束对设计的影响
- AI模型训练：为机器学习模型提供实例级别的连接关系和功耗数据
-
数据特点：
- 结构化表示：采用图数据结构清晰地表示实例之间的连接关系
- 轻量级设计：边只包含基本的连接信息，便于快速处理和分析
- 包含功耗信息：每个节点包含泄漏功耗数据，便于功耗分析
- 全局视图：提供了整个设计的实例连接全局视图
-
示例文件路径：
./example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/tech/cells.json -
数据生成机制：
Vectorization::buildFeature函数调用_data_manager.buildLayoutData构建基础版图数据- 完成数据构建后，调用
_data_manager.saveData保存数据 - 在保存过程中，
VecLayoutFileIO::saveJson方法会调用saveJsonCells方法 saveJsonCells方法从_layout->get_cells().get_cell_map()获取单元数据，并将其保存至cells.json文件
-
数据结构示例：
{ "cell_num": 整数, // cell_master单元总数 "cells": [ // 单元数组 { "id": 整数, // 单元ID "name": "字符串", // 单元名称 "width": 整数, // 单元宽度 "height": 整数 // 单元高度 }, // 更多cell masters... ] } -
字段说明：
字段名 类型 描述 单位 示例值 cell_num integer 单元库中单元的总数量 - 416 cells array 包含所有单元信息的数组 - [{}, ...] id integer 单元唯一标识符 - 415 name string 单元名称，包含工艺信息和功能描述 - "sky130_sram_1rw1r_44x64_8" width integer 单元物理宽度 数据库单位（例如纳米） 445240 height integer 单元物理高度 数据库单位（例如纳米） 237415 -
数据用途：
- 物理设计参考：为布局布线提供标准单元和宏单元的物理尺寸信息
- 面积评估：用于芯片面积计算和密度分析
- 功耗分析：作为功耗计算的基础数据
- 时序优化：为时序分析提供单元级参考
-
数据特点：
- 完整性：包含所有可用的标准单元和宏单元信息
- 物理准确性：提供精确的物理尺寸参数
- 工艺相关性：数据反映特定工艺节点下的单元特性
- 结构化存储：采用JSON格式，便于程序解析和处理
- 易于扩展：数据结构简单明确，便于添加新的单元属性
-
示例文件路径：
./example/sky130_gcd/output/iEDA/vectors/tech/tech.json -
数据生成机制：
Vectorization::buildFeature函数调用_data_manager.buildLayoutData构建基础版图数据- 完成数据构建后，调用
_data_manager.saveData保存数据 - 在保存过程中，
VecLayoutFileIO::saveJson方法会调用saveJsonTech方法 saveJsonTech方法从_layout->get_layout_layers().get_layout_layer_map()获取层数据，从_layout->get_via_name_map()获取通孔数据，并将其保存至tech.json文件
-
数据结构示例：
{ "layer_num": 整数, // 工艺层数 "layers": [ // 层信息数组 { "id": 整数, // 层编号 "name": "字符串" // 层名称 }, // 更多layers... ], "via_num": 整数, // 通孔类型数量 "vias": [ // 通孔信息数组 { "id": 整数, // 通孔编号 "name": "字符串", // 通孔名称 "bottom": { // 底层金属enclosure区域坐标 "llx": 整数, "lly": 整数, "urx": 整数, "ury": 整数 }, "cut": { // 通孔切割区域坐标 "llx": 整数, "lly": 整数, "urx": 整数, "ury": 整数 }, "top": { // 顶层金属enclosure区域坐标 "llx": 整数, "lly": 整数, "urx": 整数, "ury": 整数 }, "row": 整数, // 通孔行数 "col": 整数, // 通孔列数 "bottom_direction": "字符串", // cut相对于底层enclosure的偏置方向 "top_direction": "字符串" // cut相对于顶层enclosure的偏置方向 }, // 更多vias... ] } -
字段说明：
-
层信息字段
字段名 类型 描述 单位 示例值 layer_num integer 工艺中包含的总层数 - 11 layers array 所有层的详细信息数组 - [{}, ...] id integer 层的顺序编号（从底层到顶层） - 10 name string 层名称（金属层、通孔层等） - "met5" -
通孔信息字段
字段名 类型 描述 单位 示例值 via_num integer 通孔类型的总数量 - 32 vias array 所有通孔类型的详细信息数组 - [{}, ...] id integer 通孔类型的唯一标识符 - 0 name string 通孔类型名称 - "L1M1_PR" bottom object 底层金属enclosure区域的边界框坐标 数据库单位 {"llx": -85, "lly": -85, "urx": 85, "ury": 85} cut object 通孔切割区域的边界框坐标 数据库单位 {"llx": -85, "lly": -85, "urx": 85, "ury": 85} top object 顶层金属enclosure区域的边界框坐标 数据库单位 {"llx": -145, "lly": -115, "urx": 145, "ury": 115} row integer 通孔切割的行数 - 1 col integer 通孔切割的列数 - 1 bottom_direction string 底层连接方向（C-居中、N-北、S-南、E-东、W-西） - "C" top_direction string 顶层连接方向（C-居中、N-北、S-南、E-东、W-西） - "C"
-
-
数据用途：
- 物理设计规则检查：提供层和通孔的详细参数，用于验证设计是否符合工艺规则
- 布线指导：作为自动布线工具的工艺约束输入
- 设计可视化：为设计可视化提供准确的层和通孔表示
- 时序分析：为信号完整性和时序分析提供必要的工艺参数
-
数据特点：
- 工艺准确性：精确反映特定工艺节点下的层和通孔特性
- 完整性：包含所有必要的物理层和通孔类型
- 结构化表示：采用JSON格式，便于程序解析和处理
- 空间信息完整：提供每个通孔不同部分的精确几何坐标
- 方向性信息：包含通孔连接的方向性信息，有助于理解布线拓扑