OpenROAD源码解析——构建OpenRoad

一、OpenROAD开源环境搭建

     OpenROAD gitHub地址：https://github.com/The-OpenROAD-Project/OpenROAD

1. 打开终端直接输入git命令(确保你的服务器上已经安装git)：

    git clone --recursive https://github.com/The-OpenROAD-Project/OpenROAD
    #这里由于网络问题，可能无法获取到gtest库，需要手动安装，直接重新使用 git clone命令
    或直接下载googletest库。
    将下载后的googleTest库复制到OprnRoad/third_party/目录下替换gtest库,(记得改名为gtest)
    或者将OpenROAD/CMakeLists.txt文件内容中的option(ENABLE_TESTS "Enable OpenROAD tests" OFF)这项给填写OFF关闭

2. 脚本自动安装依赖及编译：

     cd OpenROAD
     sudo ./etc/DependencyInstaller.sh -all
     ./etc/Build.sh  //默认编译
     ./etc/Build.sh -cmake='-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug'  //编译debug版本

3. 手动安装环境依赖后编译：

1. 需要安装的依赖库：

                #1. tcl 与 tk 库的安装
                #2. tckreadLine lib的安装
                #3. swig库的安装
                #4. spdlog库的安装
                #5. qt5库的安装
                #6. LENMON库的安装
                
                上述库可以在网上搜索手动安装教程，安装在自己的目录下，本文只安装了tcl tk  tclreadline
                库在自身的目录下（/home/shuaizhenmian/.local），其他的库服务器上都已安装。
                
                安装在自身目录下的库需要修改自己的环保变量，将库导入，这样编译OpenROAD才能找到安装在本地目录的库
                或者时直接如后后以小节所示的一样，使用cmake命令的option -D来添加依赖库的路径，比如：
                -DTCL_LIBRARY=/home/shuaizhenmian/.local/lib/libtcl8.6.so 
                -DTCL_HEADER=/home/shuaizhenmian/.local/include/tcl.h

1. 依赖库安装完后的安装命令：

                mkdir build
                cd build 
                cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug  -DTCL_LIBRARY=/home/shuaizhenmian/.local/lib/libtcl8.6.so 
                    -DTCL_HEADER=/home/shuaizhenmian/.local/include/tcl.h   
                    -DTCL_READLINE_LIBRARY=/home/shuaizhenmian/.local/lib/libtclreadline-2.3.8.so 
                    -DTCL_READLINE_H=/home/shuaizhenmian/.local/include/tclreadline.h ..
                    
                // tcl库和tclreadLine库都是安装在服务器本地文件夹内

1. docker容器完成编译

            //1.  需要检查是否存在docker
            docker --version  //如果未安装docker请先安装docker软

            //2.docker build

            //2.1确保当前目录为OpenRoad目录当层目录下`<details>
            docker  build -t  openroad   -f  docker/Dockerfile.builder  .

            //2.2完成镜像构建之后，查看镜像是否构建成功
            docker images //看看列表中是否有openroad这个名字的镜像

            //2.3进入镜像
            docker run -it --network host -e DISPLAY=$DISPLAY -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix  -v $HOME/.Xauthority:/root/.Xauthority openroad:latest

            //2.4如需要将将镜像复制到其他服务器上
            docker save -o  openroad.tar  openrad:latest   //将openroad:latest压缩为openroad.tar压缩包

            //2.5转移容器镜像以及加载到本地
            scp -r  ./openroad.tar    shuai@192.168.1.115：~    //手动拖拽复制都行，我这用的scp传输
            docker load -i  openroad_image.tar  //注意容器镜像路径，别写错
            docker images   //同上，查看镜像是否存在

            #注意：上述如果构建镜像时可能无法拉去构建容器的所需的依赖镜像：openroad/ubuntu22.04-dev:latest，这个可以尝试替换你的下载源，网络上有教程。
            #后续docker运行镜像可能会遇到打不开gui的问题。

           //2.6为了获得图形界面
  	        xhost +local:root //访问X11权限

           //2.7挂载相应Xauthority文件
  	        sudo docker run -it --network host -e DISPLAY=$DISPLAY -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix  -v $HOME/.Xauthority:/root/.Xauthority openroad:latest

           //2.8添加qt环境变量
            export QT_DEBUG_PLUGINS=1  # 查看插件加载详细信息
            export QT_QPA_PLATFORM_PLUGIN_PATH=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/qt5/plugins

           //2.9执行openroad
           ./build/src/openroad -gui  //看看是否成功，还未成功，请绕道deepseek问它

二、OpenROAD概述

OpenROAD是一个开源的半导体数字设计应用程序，OpenROAD主张的无人在环的(NHIL)流程，从RTL-GDSII开始24小时周转，用于快速设计探索和物理设计设现。其执行流程如下请图所示：
上述流程图中，OpenROAD主要执行的步骤：
- Floorplanning
  - Floorplan 的初始化，定义chip area 和 utilization
  - IO pin 的palcement (对于没有Pads的设计)
  - Tap cell 和 well tie 的插入
  - PDN-power 电源网络创建
- Global Placement
  - Macro Placement
  - 标准cell placement
  - 自动布局优化和修复最slew，最大电容，最大扇出违规和长电线
- Detailed Placement
  - 合法放置，对其网格，遵守布局的设计规则
  - 增加提前时序分析评估
- Clock Tree SynThesis
  - 针对高fanout nets 插入buffers 和 resize
- Optimize steup/hold_timing
- Global Routing
  - 修复天线效应
  - 创建 routing guides
- Detailed Routing
  - 合法绕线，（满足drc，timing以及功耗的限制）
- Chip Finishing
  - 使用OpenRCX来进行寄生参数提取
  - timing验证
  - 物理验证
  - Dummy metal 填充
  - 使用Klayout或者Magic来生成GDS文件

三、OpenROAD的源码框架

- OpenROAD主目录下的文件夹：


目录名称	作用
cmake	用于项目的编译和构建
debian	提供打包和发布软件的配置文件，以便在debian和其衍生系统下安装
Docker	这个文件夹包含用于构建和使用 Docker 镜像的文件。Docker 镜像提供了一个一致的运行环境，可以简化软件的安装和依赖管理。它包含了构建 Docker 镜像的配置文件和脚本，例如 Dockerfile，可以用于创建包含所有依赖的 OpenROAD 环境。使用 Docker，可以在不同系统上快速部署和运行 OpenROAD，而无需担心环境配置问题
docs	包含项目文档，用户手册，论文等参考文件
etc	放置编译安装文件，用于openroad环境的构建
include	项目的头文件
jenkins	包含Jenkins的配置文件，用于持续集成和自动化构建和测试
src	源代码文件夹，包含所有工具和应用的实现代码。这里是开发的主要部分
test	包含测试脚本和测试用例，用于验证工具的正确性和稳定性。测试脚本能够在不同的环境中运行，以确保工具的跨平台兼容性
third-party	第三方软件库（adc,googletest等）
psm	电压降分析（PDNSim）
rcx	寄生参数提取（OpenRCX）
rmp	重组模块：area和timing的重组优化
rsz	问调整：预估布局布线后的timing，以及调整utilization
sta	OpenSta(时序分析开源软件)
stt	grt之后的直角斯坦纳树构建
tap	Tapcell 和 endcap 插入
upf	该模块包含从统一电源格式(UPF)文件中读取和修改信息的功能
utl	工具模块：log打印，命令提示，命令说明等功能

四、OpenROAD执行流程

在OpenROAD的另一个项目OpenROAD-flow-scripts中里面有完整的的Physical flow和多个平台的test case。可以参考其中的流程运行相关用例，其流程步骤见第二小节的OpenROAD流程图。
OpenROAD-flow-scripts项目中flow的区域分块表：


流程名称	作用
SETUP	初始化流程参数和变量（shell环境变量，执行文件地址，tcl文件目录等）
SYNTHSIS	使用yosys做synthsis的流程
FLOORPLAN	物理设计部分，布局初始化（linkdesign,initfloorplan,makeTrack等）
PLACE	执行IO placement,Global placement以及Detail placement
CTS	时钟树优化
ROUTING	执行global routing以及detail routing
FINISHING	使用klayout生成gds，以及执行drc与lvs
MISC	处理杂项及其他步骤或处理设计上的特殊情况

posted on 2025-04-27 16:01 shuaizhenmian 阅读(86) 评论(0) 收藏举报