【亲测免费】 Gdspy 开源项目教程

项目介绍

Gdspy 是一个用于创建和操作 GDSII 文件的 Python 模块。GDSII 是一种广泛使用的二进制文件格式，主要用于半导体制造中的光刻掩模版图设计。Gdspy 提供了丰富的功能，包括多边形的布尔运算、偏移操作、高效的点在多边形内判断等，适用于复杂的计算机辅助设计（CAD）布局。

项目快速启动

安装

首先，确保你已经安装了 Python 和 pip。然后，使用以下命令安装 Gdspy：

pip install gdspy

创建第一个 GDSII 文件

以下是一个简单的示例，展示如何使用 Gdspy 创建一个包含多边形的 GDSII 文件：

import gdspy

# 创建一个新的 GDSII 库
lib = gdspy.GdsLibrary()

# 定义一个多边形
polygon = gdspy.Polygon([(0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)])

# 创建一个元件并将多边形添加到其中
cell = lib.new_cell('FIRST_CELL')
cell.add(polygon)

# 将库写入 GDSII 文件
lib.write_gds('first.gds')

运行上述代码后，你将得到一个名为 first.gds 的 GDSII 文件，其中包含一个简单的正方形多边形。

应用案例和最佳实践

布尔运算

Gdspy 支持多边形的布尔运算，这对于复杂的版图设计非常有用。以下是一个示例，展示如何使用布尔运算来组合两个多边形：

import gdspy

# 创建一个新的 GDSII 库
lib = gdspy.GdsLibrary()

# 定义两个多边形
poly1 = gdspy.Polygon([(0, 0), (2, 0), (2, 2), (0, 2)])
poly2 = gdspy.Polygon([(1, 1), (3, 1), (3, 3), (1, 3)])

# 进行布尔运算（交集）
result = gdspy.boolean(poly1, poly2, operation='and')

# 创建一个元件并将结果添加到其中
cell = lib.new_cell('BOOLEAN_CELL')
cell.add(result)

# 将库写入 GDSII 文件
lib.write_gds('boolean.gds')

路径生成

Gdspy 还支持路径生成，这对于创建复杂的线条和轨迹非常有用。以下是一个示例，展示如何创建一个简单的路径：

import gdspy

# 创建一个新的 GDSII 库
lib = gdspy.GdsLibrary()

# 创建一个路径
path = gdspy.Path(width=0.5)
path.segment(10, '+x')
path.turn(5, 'r')
path.segment(10, '+y')

# 创建一个元件并将路径添加到其中
cell = lib.new_cell('PATH_CELL')
cell.add(path)

# 将库写入 GDSII 文件
lib.write_gds('path.gds')

典型生态项目

Gdspy 作为一个强大的 GDSII 文件处理工具，与其他一些开源项目结合使用可以进一步增强其功能。以下是一些典型的生态项目：

1. KLayout: 一个开源的版图查看和编辑工具，可以与 Gdspy 生成的 GDSII 文件无缝集成。
2. Gdstk: Gdspy 的继任者，提供了更高效的 GDSII 文件处理功能，尽管 API 不完全兼容，但可以作为 Gdspy 的替代品。
3. SiEPIC-Tools: 一个用于集成光子电路设计的开源工具包，可以与 Gdspy 结合使用，进行复杂的光子版图设计。

通过结合这些生态项目，可以构建一个完整的半导体版图设计工作流，从创建到验证和分析，提供全面的解决方案。