gds 格式文档

gds 格式介绍

Record Description

流式格式输出文件由可变长度的 record 组成。 record 的最小长度为四个字节。 record 可以是无限长的。 record 的前四个字节是头部。头部的前两个字节包含一个计数（一个字节 8 bit），表示 record 的总长度。该计数指示一个 record 的结束位置以及下一个 record 的开始位置。下一个 record 紧接着计数中最后一个字节开始。

头部的第三个字节是 record 类型。头部的第四个字节描述 record 中包含的数据类型。 record 的第五个字节到最后一个字节是数据。

如果输出文件是磁带，那么库的 record 将以2048字节的物理块写出。 record 可能会跨越物理块边界； record 不要求完全包含在单一的物理块中。（现在应该用不到了）

空字（null word）由两个连续的零字节组成。使用空字来填充以下空间：

  • 库的最后一条 record 和其物理块的末尾之间的空间，或
  • 多卷磁带流式文件中最后一条 record 和其物理块的末尾之间的空间。

Data Type Description

可能的数据类型及其值。可以在 record 的第四个字节中找到数据类型的值:

数据类型 Value
No Data Present 0
Bit Array 1
Two-Byte Signed Integer 2
Four-Byte Signed Integer 3
Four-Byte Real 4
Eight-Byte Real 5
ASCII String 6

注意： 一个字（word）由16位组成，编号从0到15，按从左到右的顺序排列。

Bit Array

位数组是一个字，其中使用某个位或一组位的值来表示数据。位数组允许一个字表示多个简单的信息单元。

Two-Byte Signed Integer

二进制补码表示法是一种在计算机中表示整数的方法，特别是用于表示有符号整数。它的主要优点是可以简化加减法运算，且能够避免零的多个表示。以下是其原理和如何计算的解释：

  1. 正数的补码
    正数的补码和它的原码相同。
    例如，8位二进制的 +5 的补码表示：

     原码：0000 0101
 补码：0000 0101

  2. 负数的补码
    负数的补码由两部分组成：

    • 原码：直接表示负数的绝对值。
    • 补码：对原码取反，然后加1。

2字节整数 = 1字，2进制补码表示
两字节带符号整数的范围是 -32,768 到 32,767。

以下是两字节整数的表示方式，其中 S 是符号位，M 是大小（magnitude）。
SMMMMMMM MMMMMMMM

以下是两字节整数的示例：
00000000 00000001 = 1
00000000 00000010 = 2
00000000 10001001 = 137
11111111 11111111 = -1
11111111 11111110 = -2
11111111 01110111 = -137

Four-Byte Signed Integer

4字节整数 = 2字，2进制补码表示
四字节带符号整数的范围是 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。
以下是四字节整数的表示方式，其中 S 是符号位，M 是大小（magnitude）。

SMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
四字节整数的示例：
00000000 00000000 00000000 00000001 = 1
00000000 00000000 00000000 00000010 = 2
00000000 00000000 00000000 10001001 = 137
11111111 11111111 11111111 11111111 = -1
11111111 11111111 11111111 11111110 = -2
11111111 11111111 11111111 01110111 = -137

Four-Byte Real and Eight-Byte Real

  • 4字节实数 = 2字，浮点数表示
  • 8字节实数 = 4字，浮点数表示

对于所有非零值：

  • 浮点数由三部分组成：符号位、指数位和尾数。

  • 浮点数的值定义为：尾数 × (16 的指数部分的实际值)

  • 指数部分（第1-7位）采用 Excess-64 表示法，7位字段表示的数字比实际指数大64。

  • 尾数始终是一个大于或等于 1/16 且小于 1 的正分数。对于 4字节实数，尾数是第8到第31位。对于 8字节实数，尾数是第8到第63位。

  • 二进制小数点位于第8位的左边。

  • 第8位代表值 1/2，第9位代表 1/4，以此类推。

  • 为了保持尾数在 1/16 到 1 的范围内，浮点数运算的结果会进行归一化。归一化是一个过程，其中尾数会每次向左移动一个十六进制位，直到其最左边的四个位代表一个非零值。每次移动一个十六进制位，指数会减少 1。由于尾数每次移动四个位，所以归一化后的尾数的最左边三个位可能是零。零值（也称为真零）由所有位都为零的数字表示。

以下是 4 字节和 8 字节实数的表示方式，其中 S 是符号位，E 是指数，M 是尾数。包含了 4 字节实数的示例。实数的负值表示方式与正值完全相同，只不过最高位是 1，而不是 0。

在 8 字节实数表示法中，前四个字节与 4 字节实数表示法完全相同。后四个字节包含额外的二进制位，以提供更高的精度。

4 字节实数：
SMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM

8 字节实数：
SMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM

4 字节实数示例：
注意：以下示例中，前六行的 7 位指数字段为 65。实际指数为 65 - 64 = 1。

01000001 00010000 00000000 00000000 = 1
01000001 00100000 00000000 00000000 = 2
01000001 00110000 00000000 00000000 = 3
11000001 00010000 00000000 00000000 = -1
11000001 00100000 00000000 00000000 = -2
11000001 00110000 00000000 00000000 = -3
01000000 10000000 00000000 00000000 = 0.5
01000000 10011001 10011001 10011001 = 0.6
01000000 10110011 00110011 00110011 = 0.1
01000001 00011000 00000000 00000000 = 1.5
01000001 00011001 10011001 10011001 = 1.6
01000001 00011011 00110011 00110011 = 1.1
00000000 00000000 00000000 00000000 = 0
01000001 00010000 00000000 00000000 = 1
01000001 10100000 00000000 00000000 = 10
01000010 01100100 00000000 00000000 = 100
01000011 00111110 10000000 00000000 = 1000
01000100 00100111 00010000 00000000 = 10000
01000101 00011000 01101010 00000000 = 100000

ASCII 字符串

一组 ASCII 字符，每个字符由一个字节表示。所有奇数长度的字符串必须使用一个空字符（数字零）进行填充，并且包含 ASCII 字符串的 record 的字节计数必须包括此空字符。流式读取程序必须查找空字符，并在空字符存在时将字符串长度减 1。

Record Types

以下是 record 及其简要描述，其中方括号中的前两个数字表示 record 类型，最后两个数字表示数据类型。所有 record 号均以十六进制表示。

0 HEADER

[0002] 两字节有符号整数
包含两字节的数据，表示版本号。表 4-1 列出了相应的版本号和 GDSII 发布版本号。请注意，在 6.0 版本中，版本号变为三位数。

表 4-1. GDSII 发布和版本号

发布版本 版本号
3.0 之前 0
3.0 3
4.0 4
5.0 5
6.0 600 (258 十六进制)

简要说明：

  • record 总是由偶数个字节组成，若字符字符串的长度是奇数，会自动在末尾填充一个空字符。
  • HEADER record 的内容是一个 两字节有符号整数，用于表示 GDSII 文件的版本号，表格列出了各个版本的对应关系。

1 BGNLIB

[0102] 两字节有符号整数
包含库的最后修改时间（年份、月份、日期、小时、分钟和秒，每项占两字节），以及最后访问时间（格式相同）。该 record 标记着库的开始
img

2 LIBNAME

[0206] ASCII 字符串
包含一个字符串，即库的名称。库名称必须遵循 CDOS 文件名的长度和有效字符约定。库名称可以包括文件扩展名（在大多数情况下为 .DB）。

3 UNITS

[0305] 八字节实数
包含两个 8 字节实数。第一个表示 user unit 中的 database unit的大小，第二个表示 database unit 在米中的大小。例如，如果您的库是使用默认单位创建的（ user unit = 1 微米，每个 user unit有 1000 个 database unit），那么第一个数字将是 .001，第二个数字将是 1E-9。通常，第一个数字小于 1，因为每个 user unit 有多个 database unit。
要计算 user unit的大小（以米为单位），可以将第二个数字除以第一个数字。

4 ENDLIB

[0400] 无数据
标志着库的结束。

5 BGNSTR

[0502] 两字节有符号整数
包含结构的创建时间和最后修改时间（格式与 BGNLIB record 相同），并标志着结构的开始。

6 STRNAME

[0606]

7 ENDSTR

[0700]

8 BOUNDARY

[0800]
Marks the beginning of a boundary element.

9 PATH

[0900]

10 SREF

[OAOO]

11 AREF

[OBOO]
Marks the beginning of an AREF (array reference)
element.

12 TEXT

[OCOO]

Marks the beginning of a text element.

13 LAYER

[OD02]
Contains 2 bytes which specify the layer. The value of the layer must be in the range of a to 63.

14 DATATYPE

[OE02]
Contains 2 bytes which specify datatype. The value of the datatype must be in the range of a to 63.

15 WIDTH

[0F03]
包含四个字节，指定路径或文本线条的宽度，以数据库单位表示。宽度的负值表示宽度是绝对的，即不受任何父引用的放大因子影响。如果省略，则默认为零。

16 XY

[1003]
包含一个XY坐标数组，单位为数据库单位。每个X或Y坐标占四个字节。路径和边界元素最多可以有200对坐标。路径必须至少有2对坐标，边界必须至少有4对坐标。边界的第一个点和最后一个点必须重合。文本或SREF元素只能有一对坐标。
AREF有恰好三对坐标，用于指定正交阵列格。AREF中的第一个点是阵列参考点。第二个点表示从参考点偏移的位置，偏移量是列间距乘以列数。第三个点表示从参考点偏移的位置，偏移量是行间距乘以行数。
一个节点可以有1到50对坐标。
一个矩形必须有五对坐标，且第一个点和最后一个点必须重合。

17 ENDEL

[1100]
Marks the end of an element.

18 SNAME

[1206]

19 COLROW

[1302]
包含4个字节。前两个字节包含阵列的列数。第三和第四个字节包含行数。列数和行数都不能超过32,767（十进制），且必须为正数。

20 TEXTNODE

[1400]
Marks the beginning of a text node. (Not currently used.)

21 NODE

[1500]
Marks the beginning of a node.

22 TEXTTYPE

[1602]
Contains 2 bytes representing texttype. The value of the texttype must be in the range 0 to 63

23 PRESENTATION

[1701]

24 SPACING

Discontinued

25 STRING

[1906]

26 STRANS

[lA01]
包含两个字节的位标志，用于 SREF、AREF 和文本变换。第0位（最左边的位）指定是否反射。如果该位被设置，则在角度旋转之前应用关于X轴的反射。对于AREF，整个阵列格都会被反射，且每个阵列元素会被刚性地附着。第13位标志绝对放大。第14位标志绝对角度。第15位（最右边的位）以及所有剩余的位保留供将来使用，必须清空。如果省略此记录，则假定元素没有反射，且其放大和角度被假定为非绝对的。

27 MAG

[1B05]
包含一个双精度实数（8 字节），表示放大倍率。
如果省略，则默认放大倍率为 1。

28 ANGLE

[1C05]
包含一个双精度实数（8 字节），表示角度旋转因子，单位为度，旋转方向为逆时针。
对于 AREF，ANGLE 会绕数组参考点旋转整个数组格（各个数组元素保持刚性连接）。
如果省略此记录，则默认角度为零度。

UINTEGER

用户整数数据仅在 2.0 版本中使用。
如果将任何来自 2.0 版本的 Stream 格式文件读入当前软件，Stream 格式的输入程序 INFORM 会将用户整数数据转换为属性编号为 126 的属性数据。
另见 PROP ATTR 和 PROPVALUE。

USTRING

用户字符串数据，之前称为字符字符串数据（CSD），曾在 1.0 和 2.0 版本中使用。
如果将这些版本的任何 Stream 格式文件读入当前软件，Stream 格式的输入程序 INFORM 会将用户字符串数据转换为属性编号为 127 的属性数据。
如果该记录不存在，则视为空字符串。
另见 PROPATTR 和 PROPVALUE。

31 REFLIBS

[lF06]
包含参考库的名称。
如果当前库绑定了任何参考库，则此记录必须存在。
第一个参考库的名称从第 0 字节开始，第二个参考库的名称从第 45（十进制）字节开始。
参考库名称可以包含目录说明符（用“:”分隔）和扩展名（用“.”分隔）。
如果任一库未命名，则该位置用空字符填充。

32 FONTS

[2006]

包含文本字体定义文件的名称。
如果4种字体中有任何一种对应有文本字体定义文件，则此记录必须存在。
如果所有字体均无文本字体定义文件，则此记录不得存在。
记录以字体0的名称开始，随后依次是其余3种字体的名称。
每个名称长度为44字节，如果没有对应的文本字体定义，则名称为空（null）。
如果名称长度不足44字节，则用空字符填充。
文本字体定义文件名称可以包含目录说明符（用“:”分隔）和扩展名（用“.”分隔）。

33 PATHTYPE

[2102]

此记录包含以下数值：

  • 0 表示端点与路径结束处齐平的方头路径，
  • 1 表示圆头路径，
  • 2 表示端点超出半个宽度的方头路径。

Pathtype 4（仅适用于 CustomPlus 产品）表示具有可变方头延伸的路径（参见记录48和49）。
如果未指定，则默认 Pathtype 为 0。

Pathtype 0 produces a square-ended path, ending flush with the digitized end points. This is the default pathtype if none is specified. 

Pathtype 1 produces a round-ended path. The two ends are semicircular with center at the digitized endpoints. Path type 1 is a view feature only;

Pathtype 2 produces a square-ended path.
The ends of the path extend beyond the digitized endpoint by one-half the path width. 

For long paths, the viewing system may show joint segments such as the one in the figure to the left.

34 GENERATIONS

[2202]

此记录包含要保留的已删除或备份结构副本的正整数数量。
该数量必须至少为 2，且不超过 99。
如果没有 GENERATIONS 记录，则默认值为 3。

35 ATTRTABLE

[2306]

包含属性定义文件的名称。
只有当库绑定了属性定义文件时，此记录才存在。
属性定义文件名称可以包含目录说明符（用“:”分隔）和扩展名（用“.”分隔）。
最大长度为44字节。

36 STYPTABLE

[2406]

未发布功能

37 STRTYPE

[2502]

未发布功能

38 ELFLAGS

[2601]

包含 2 字节的位标志。
第 15 位（最右边的位）指定模板数据。
第 14 位指定外部数据（也称为外部数据）。
其他所有位当前未使用，必须清零。
如果省略此记录，则默认所有位均为 0。

关于模板数据的更多信息，请参见 GDSII 参考手册。
关于外部数据的更多信息，请参见 CustomPlus 用户手册。

39 ELKEY

[2703]
Unreleased feature

40 LINKTYPE

[28]
Unreleased feature

41 LINKKEYS

[29]
Unreleased feature

42 NODETYPE

[2A02]

包含 2 字节，用于指定节点类型。
节点类型的取值范围必须在 0 到 63 之间。

43 PROPATTR

[2B02]

包含 2 字节，用于指定属性编号。
属性编号为 1 到 127 之间的整数。
属性编号 126 和 127 保留给用户整数和用户字符串（CSD）属性，这些属性存在于 3.0 版本之前。（之前版本中的用户字符串和用户整数数据会被 Stream 格式输入程序 INFORM 转换为属性编号分别为 127 和 126 的属性数据。）

44 PROPVALUE

[2C06]

包含与前一条 PROP ATTR 记录中指定的属性名相关联的字符串值。
最大长度为 126 个字符。

任何元素关联的属性-值对必须具有不同的属性编号。
此外，任何元素所关联的属性数据总量有限制：所有字符串的总长度，加上属性-值对数量的两倍，不得超过 128（如果元素是 SREF、AREF 或节点，则限制为 512）。

例如，如果一个边界元素使用属性编号 2，属性值为 "metal"，以及属性编号 10，属性值为 "property"，
那么属性数据总量为 18 字节：
"metal" 占 6 字节（奇数长度字符串需以空字符填充），
"property" 占 8 字节，
加上两个属性编号各占 2 字节，总共 4 字节，
合计 6 + 8 + 4 = 18 字节。

45 BOX

[2DOO]
Marks the beginning of a box element.

46 BOXTYPE

[2E02]
Contains 2 bytes which specify boxtype. The value
of the boxtype must be in the range of 0 to 63.

47 PLEX

[2F03]

这是一个唯一的正整数，所有属于同一 plex 的元素都共享该数字。
plex 的头元素通过设置第七位标志来标识；因此，plex 号码应足够小，仅占用最右侧的 24 位。
如果省略此记录，则该元素不是 plex 成员。

48 BGNEXTN

[3003]

四字节有符号整数。（此记录类型仅出现在 CustomPlus 中。）
适用于 Pathtype 4。包含四个字节，指定路径轮廓超出路径第一个点的延伸长度，单位为数据库单位。
该值可以为负数。

49 ENDEXTN

[3103]

四字节有符号整数。（此记录类型仅出现在 CustomPlus 中。）
适用于 Pathtype 4。包含四个字节，指定路径轮廓超出路径最后一个点的延伸长度，单位为数据库单位。
该值可以为负数。

50 TAPENUM

[3202]

包含两个字节，用于指定多卷磁带 Stream 文件中当前磁带卷号。
第一卷磁带的 TAPENUM 为 1；第二卷为 2；依此类推。

51 TAPECODE

[3302]

这是一个唯一的由 6 个整数构成的代码，所有多卷磁带 Stream 文件的各卷共享该代码。
用于验证所读取的磁带卷是否正确。

52 STRCLASS

[3401]

两个字节的位数组。（仅供 Calma 内部与 CustomPlus 结构使用。）
如果 Stream 磁带由非 Calma 程序生成，则此记录应省略或清零。

53 RESERVED

[3503]

四字节有符号整数。（预留供将来使用。）
此记录类型曾用于 NUMTYPES，但并非必需。

Stream Syntax

Multi-Reel Stream Format

Example of a Stream Format File

posted @ 2025-07-28 16:39  卑以自牧lq  阅读(74)  评论(0)    收藏  举报