了得網計算機/網絡_Perl語言IC設計實踐

內容簡介

本書采用集成電路設計工作中的實際案例，介紹了Perl的各類基本知識，包括：變量、子例程、正則表達式，文件操作等。針對模擬線路設計，數字線路設計和版圖設計等設計過程，分別選取了有代表性的應用案例，實現並講解和分析了完整的Perl代碼。還介紹了集成電路設計工作中可能常用的模塊，以及代碼風格建議等進階內容。本書zui後介紹了圖形用戶界面（Perl/Tk）的入門和常用功能.

序
前言
第1章Perl語言基礎 1
1.1準備工作 1
1.1.1安裝環境 1
1.1.2選擇編輯器 2
1.1.3查閱官方文檔 3
1.1.4運行本書中的程序 3
1.2初識命令行參數 4
1.2.1標量 7
1.2.2數組 8
1.2.3循環結構for 9
1.3改進命令行參數 10
1.3.1散列 13序
前言
第1章Perl語言基礎 1
1.1準備工作 1
1.1.1安裝環境 1
1.1.2選擇編輯器 2
1.1.3查閱官方文檔 3
1.1.4運行本書中的程序 3
1.2初識命令行參數 4
1.2.1標量 7
1.2.2數組 8
1.2.3循環結構for 9
1.3改進命令行參數 10
1.3.1散列 13
1.3.2判斷結構if 14
1.3.3“真”與“假” 15
1.4繼續改進命令行參數 16
1.4.1數組的散列 20
1.4.2散列的散列 21
1.5完成命令行參數 22
1.5.1引用 25
1.5.2子例程 27
1.5.3模塊 29
第2章與操作繫統交互 34
2.1識別文件或目錄 34
2.2讀取文件 35
2.3寫入文件 37
2.4讀取目錄 39
2.5創建目錄 39
2.6執行操作繫統命令 40
2.7獲取繫統命令的輸出 41
2.8獲取和設置環境變量 41
2.9讀取命令行參數 41
第3章正則表達式 45
3.1匹配的基本過程 46
3.2匹配 48
3.2.1普通字符 48
3.2字符 49
3.2.3反斜杠家族 54
3.2.4修飾符 56
3.2.5內插變量 57
3.3分組和捕獲 59
3.3.1分組並捕獲 59
3.3.2匹配的特點 62
3.3.3分組不捕獲 64
3.3.4分組捕獲並反向引用 65
3.4替換 66
3.4.1修飾符 67
3.4.2界定符 67
3.4.3不改變原變量 67
第4章模塊的改進 68
4.1參數值存為標量 68
4.2增加data_type的類型識別 69
4.3提供默認值 70
4.4新增子例程 72
4.4.1把文件讀取到數組中 72
4.4.2把數組寫入文件中 73
4.4.3新建目錄 73
4.5參數值可以短劃線開頭 74
第5章模擬IC電路仿真實踐 75
5.1模擬IC電路設計流程簡介 75
5.2PVT仿真的過程 76
5.3定義PVT仿真程序的功能 77
5.4程序的主體 79
5.5各子例程 81
5.5.1define_opt_rule 81
5.5.2run_pvt 82
5.5.3generate_netlist 83
5.5.4run_sim 84
5.5.5get_sim_result 85
5.5.6generate_report 86
5.6補充說明 86
第6章版圖設計實踐 88
6.1版圖設計流程簡介 88
6.2DRC程序的功能定義和參數設計 89
6.3程序的主體 90
6.4各子例程 93
6.4.1prepare_run_dir 93
6.4.2export_gds 94
6.4.3prepare_drc_rule 95
6.4.4replace_array 96
6.4.5get_match_word 97
6.4.6run_drc 98
6.4.7report_result 99
6.5補充說明 99
第7章數字IC電路設計實踐 101
7.1Verilog連接程序的功能定義和參數設計 101
7.2程序的主體 104
7.3各子例程 106
7.3.1read_f?ile_list 106
7.3.2read_verilog_f?ile 107
7.3.3con_top_verilog 109
7.3.4generate_lines 111
7.3.5output_verilog 113
7.4補充說明 115
第8章提升代碼質量 116
8.1正確的代碼 116
8.1.1use strict 116
8.1.2use warnings 119
8.1.3程序的結構 120
8.1.4輕度debug 122
8.2好看的代碼 123
8.2.1縮進和大括號 123
8.2.2斷行 125
8.2.3注釋 126
8.2.4POD 127
8.3中文處理 129
8.3.1常量 130
8.3.2變量名 130
8.3.3文件的內容 131
8.4遞歸 132
8.5監控長時間運行的任務 134
8.6雜項 145
8.6.1<<操作符 145
8.6.2Schwartz變換 147
8.6.3其他運算符 147
8.6.4非十進制數處理 150
8.7更多閱讀推薦 153
第9章特殊名稱、常用函數與模塊 156
9.1特殊名稱 156
9.1.1$0 156
9.1.2@ARGV 157
9.1.3$_ 157
9.1.4@_ 160
9.1.5$a和$b 161
9.1.6$. 161
9.1.7%ENV 161
9.1.8$$ 162
9.1.9$! 162
9.1.10STDERR、STDIN、STDOUT 162
9.2常用函數 163
9.2.1數學計算 164
9.2.2標量操作 166
9.2.3列表和數組處理 171
9.2.4僅數組處理（不能處理列表） 174
9.2.5散列處理 177
9.2.6輸入輸出 179
9.2.7文件（和目錄）操作 193
9.2.8流程控制 198
9.2.9範圍 201
9.2.10時間處理 205
9.2.11其他函數 206
9.3常用模塊 211
9.3.1strict 211
9.3.2warnings 214
9.3.3parent 215
9.3.4Benchmark 216
9.3.5Cwd 218
9.3.6Data::Dumper 219
9.3.7Digest::MD5 220
9.3.8File::Basename 221
9.3.9Spreadsheet::XLSX 222

前言

Perl語言的特點
Perl語言是一門解釋型編程語言，與C/C++語言相比，它的程序不需要用戶編譯，可以直接運行。Perl的一個特點是，它提供了簡潔的數據類型，包括標量、數組和散列（在其他高級語言中，常稱為關繫數組或字典），其中數組和散列可以是任意深度的嵌套組合—這使我們可以高效地描述數據。Perl內嵌的正則表達式是它的另一大特點，不僅提供了極其強大而全面的功能，而且使用起來非常方便。
IC設計為什麼需要編程
如果你是IC設計領域的在職人員，那麼你可能知道，許多EDA軟件廠商為該領域提供了各式各樣滿足不同需求的EDA軟件。在這種情形下，還需要我們編程嗎？目前的答案仍然是肯定的。EDA軟件專注於某個特定的任務，而無法滿足公司定制的具體需求（比如根據公司內部的實際需求，生成特定格式的報告），也無法把多個可能來自不同廠商的軟件串聯起來運行。還有一些煩瑣的手動編輯工作，暫時沒有專門的軟件來完成。這些都要通過編程來完成。
Perl語言可以應用在IC設計過程中的以下場景Perl語言的特點
Perl語言是一門解釋型編程語言，與C/C++語言相比，它的程序不需要用戶編譯，可以直接運行。Perl的一個特點是，它提供了簡潔的數據類型，包括標量、數組和散列（在其他高級語言中，常稱為關繫數組或字典），其中數組和散列可以是任意深度的嵌套組合—這使我們可以高效地描述數據。Perl內嵌的正則表達式是它的另一大特點，不僅提供了極其強大而全面的功能，而且使用起來非常方便。
IC設計為什麼需要編程
如果你是IC設計領域的在職人員，那麼你可能知道，許多EDA軟件廠商為該領域提供了各式各樣滿足不同需求的EDA軟件。在這種情形下，還需要我們編程嗎？目前的答案仍然是肯定的。EDA軟件專注於某個特定的任務，而無法滿足公司定制的具體需求（比如根據公司內部的實際需求，生成特定格式的報告），也無法把多個可能來自不同廠商的軟件串聯起來運行。還有一些煩瑣的手動編輯工作，暫時沒有專門的軟件來完成。這些都要通過編程來完成。
Perl語言可以應用在IC設計過程中的以下場景
在IC設計中，仿真、驗證、版圖設計等工作，都有專用的EDA軟件。那麼，Perl語言主要用在哪裡呢？籠統地說，Perl語言可以用於以下場景：
處理輸入文本。
運行某個EDA軟件。
分析輸出文本。
Perl語言也可以用於這三者的某種組合。比如，運行某個EDA軟件並分析其結果，或者先處理輸入文本，然後運行某個EDA軟件，後分析其結果，甚至根據結果去調整輸入文本，循環運行EDA軟件直至獲得預期的結果。本書中的“文本”或“文本文件”是指netlist（網表）、Verilog文件、log文件等，不包括Word文檔或PDF文檔等包含格式信息的文件。
基於這些應用場景，本書會較全面地介紹Perl知識，以滿足實際工作的需求。但一些內容，比如面向對像、嵌入C代碼和二進制文件的處理等，這些在IC設計實踐中很少用到的，本書沒有涉及。
Perl語言的版本
本書的代碼在Perl 5.10.1（CentOS 6.0）和Perl 5.34.0上均通過運行測試。隻要所安裝的語言版本不太老，都可以順利運行本書的代碼。
代碼和勘誤
本書所有帶編號的代碼均可從華章圖書官網http://www.hzbook.com下載，或者向筆者發送電子郵件索取。筆者纔疏學淺，盡管做了努力，書中仍難免有錯，歡迎各位讀者朋友指正。筆者的郵箱為jhteng@outlook.com。
本書面向的讀者
本書主要面向Perl的初學者。如果你是IC設計行業的工程師（包括模擬IC設計、數字IC設計，版圖設計和布局布線工程師等），希望你看到本書的實例時，會感到親切。
如果你隻了解一點Perl，但不熟悉它，或者不曾將Perl應用到IC設計過程中，又或者編寫的代碼隻能自己使用，不知道該達成哪些規範來提高質量，那麼本書會給你提供一些幫助。
本書目標
本書的目標就是使你學會Perl，並且能將Perl應用到IC設計實踐中，提高工作效率。本書將介紹一些代碼規範，使你的代碼既正確又優雅，既利於他人閱讀學習，也利於自己未來更新或擴充。
本書特點
零基礎：對編程經驗沒有要求。
循序漸進：在介紹基礎知識的過程中，逐步改進和完成一個處理命令行參數的模塊，該模塊可以應用到未來的實踐中。
注重實踐：本書遵循實際的IC設計過程，根據需求來完成相關的Perl編程工作。
本書內容
本書主要包含以下幾章內容：
第1章介紹Perl的基本知識。首先介紹準備工作，包括操作繫統和Perl的安裝，以及代碼編輯軟件的選擇等；其次介紹如何逐步改進和完成命令行參數，包括變量、控制結構、正則表達式、子例程和模塊等。
第2章介紹Perl與操作繫統的交互，包括文件/目錄操作、執行shell命令和設計Perl程序的參數等。
第3章介紹正則表達式。
第４章對第1章和第2章完成的模塊進行補充和改進，為後續第5～7章做準備。
第5章介紹Perl在模擬IC電路設計中的應用—處理PVT仿真的程序。
第6章介紹Perl在版圖驗證過程中的應用—處理版圖驗證的程序。
第7章介紹Perl在數字IC電路設計過程中的應用—連接數字模塊（Verilog）的程序，重點介紹Perl數據結構的靈活性。
第8章介紹如何提升代碼質量以及其他話題。
第9章介紹特殊名稱、常用函數和模塊。
致謝
本書得以出版，首先要感謝陳剛先生，我曾經的上級主管。在2020年春節前夕，他建議我寫一本書，總結一下自己的經驗，分享給本行業的年輕設計人員。在編寫過程中，他也時常鼓勵我，還仔細審閱了書稿，並提出了一百多條改進意見。
我還要感謝我的同事黃飛鵬、方亮亮、董慶祥和張劼。黃飛鵬先生是模擬電路設計專家，他向我推薦了PVT自動化的實例，並給予了細致的說明和指導。方亮亮女士是數字電路設計專家，她向我推薦了自動連接Verilog的實例，也熱心解答了我的關於數字電路設計方面的問題。董慶祥先生是模擬電路設計專家，他建議我花點篇幅介紹Perl的特點，我希望本書能達成他的期望。張劼先生是模擬電路設計專家，我經常向他請教各類電路知識，避免了一些電路設計方面的錯誤。
我還要感謝機械工業出版社的編輯楊福川先生、王穎女士、張

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