开发EDA工具常用的三方开源

EDA软件是制造芯片重要工具，是现在举国的大难题。这个工具难在哪里，几句话说不清，但它确实也有一些非常通用的功能，这些功能依赖一些成熟的轮子，这些轮子，就是三方的开源项目，下面列举一些常用的开源项目，供大家参考。

首先，我们假定EDA工具使用C++开发技术栈。按用途把用到的开源项目分为以下几类。

通用C++框架：boost
数据格式：jsoncpp，protobuf，pugixml，spdlog，tabulate，zlib，QXlsx
GUI 工具：Scintilla，Cairo，fmt
并行编程：QtPromise，oneTBB，taskflow
安全/加密：openSSL
算法/机器学习：LEMON，eigen，TreeLite，flute，cholmod，minisat，z3，opencv
解释器：tcl，chaiScript，Verible
其它工具：breakpad

通用C++框架

boost

https://github.com/boostorg/boost boost org 社区

【介绍】

这个大家都知道吧，不用过多介绍，实际上后期的C++标准，大都来源于boost社区的这个项目。如果你不想升级到C++最新版本，直接引用boost是最佳选择。

【使用】

BSL-1.0 license 知名的C++开发库，随便用。

GUI界面

对于GUI，一般会采用QT这种跨平台的UI框架，QT我们就不再介绍了。但除了QT，还会用到一些其它特殊的UI处理组件。

Scintilla

Scintilla and SciTE

Neil Hodgson <neilh@scintilla.org> 个人为主，社区维护

【介绍】

提供代码编辑器组件，完成多种编辑器的渲染，从 1999.3 开始，一共发布了超200个版本，社区活跃，支持度超好。对于EDA工具的 Verilog，SystemVerilog，Tcl，VHDL 支持度都很好。

【使用】

HPND（Historical Permission Notice and Disclaimer） License，很友好。可以任意修改，嵌入代码后商用发布，无需开源自已的代码。

Cairo

cairographics.org Carl Worth 个人

【介绍】

跨平台支持：Cairo 是一个跨平台的绘图库，可以在多种操作系统上使用，包括 Windows、Linux、macOS 等。多种绘图表面支持：Cairo 支持多种不同的绘图表面，包括屏幕显示、图像文件、PDF、SVG 等，以满足不同的输出需求。强大的绘图功能：Cairo 提供了丰富的绘图功能，包括直线、曲线、多边形、文本、渐变、阴影等。可以使用这些功能来创建各种复杂的图形和图像效果，很好的将place的放置过程用图像表现出来。简单易用的 API：Cairo 提供了简单易用c++的 API 接口，使得开发者可以快速上手并进行绘图操作。它的设计目标是简洁、直观，同时提供了丰富的功能选项和配置项，以满足不同的需求。

我理解这更多是一种使用的习惯，有一些人会习惯于使用Cario。它是以前非常流行的2D图形渲染。

【使用】

COPYING-LGPL-2.1 可闭源使用，但活跃度一般，可能有点过时了。

fmt

https://github.com/fmtlib/fmt

Victor Zverovich 个人

【介绍】

C++ 格式化输出工具，知名，活跃的开源库（类似强化的 format工具）

【使用】

MIT License，放开了用。

并行编程

QtPromise

https://github.com/simonbrunel/qtpromise

Simon Brunel 个人，社区

【介绍】

很方便在QT的GUI中进行异步运行，很好地支持了GUI中的异步执行模型。优秀的QT开源项目，被广泛使用。比如：我们要为IDE提供flow多任务管理，综合/实现过程的后台任务管理等……

【使用】

MIT License 非常友好的License.

oneTBB

GitHub - uxlfoundation/oneTBB: oneAPI Threading Building Blocks (oneTBB)

Intel 公司

【介绍】

oneTBB是intel发布的一个开源C++模板库，对并行编程提供了适当抽象，提供了并行task和常用并行容器，非常适合做并行化程序。注意：这里更多处理多核。

【使用】

Apache license。大公司背书，稳定项目。是否采用，个人习惯吧。但这个功有是挺强大的。

taskflow

https://github.com/taskflow/taskflow/tree/master

Dr. Tsung-Wei Huang 个人

【介绍】

并行，任务调度。注意，这里处理的是异构计算，和多核有所不同。

【使用】

MIT license。

安全加密

openSSL：

https://github.com/openssl/openssl

Hyunsu Cho, Mu Li 个人

【介绍】

OpenSSL 是一款功能强大的商业级全功能开源工具包，用于传输层安全 (TLS) 协议（以前称为安全套接字层 (SSL) 协议）。该协议的实现基于全功能通用加密库，也可单独使用。主要用途还是在加密方面。对于EDA工具，必须要帮助客户提供安全的加密手段，保证开发者的源码安全的传递。包括位流的加密，源码Ip的加密等。

【使用】

Apache License v2.0，稳定版本。可商用。

算法&AI：

minisat：

https://github.com/agurfinkel/minisat

个人：Niklas Een, Niklas Sorensson

【介绍】

SAT求解器（SAT Solver）是解决 布尔可满足性问题（Boolean Satisfiability Problem, 简称 SAT） 的一种算法工具。SAT 是计算机科学领域中最基本和最重要的决策问题之一，其主要目标是判断一个布尔公式是否可以通过某种变量赋值使其为“真”。

先判定是否可为真，如果可行，就找出相应的变量值。

逻辑综合： 在逻辑综合过程中，SAT 求解器用于优化和表示电路结构，确保设计的正确性和效率。
形式化验证： 通过模型检测和等价性验证，SAT 求解器帮助验证电路是否满足特定属性或两个电路是否等价。
电路测试： 在生成测试向量以覆盖潜在的缺陷模型时，SAT 求解器用于确定输入向量，确保电路的可靠性。

minisat是高性能的SAT求解器。

对于一些构建好的布尔表达式，可以求解变量，比如：拥塞路径，需要求解其中变量和constraint。

【稳定性/活跃度】

功能非常稳定，在2010年更新了 2.2.0版本后，就基本没有变化过了。但它确实是计算机科学和工程领域被广泛使用。

【使用方法】

https://github.com/agurfinkel/minisat/blob/master/LICENSE

通过动态库引用，可闭源商用，可修改本版本，但需要保留版权说明，许可说明，免责声明。

Z3：

GitHub - Z3Prover/z3: The Z3 Theorem Prover

【用途】

Z3 是一个由 微软研究院 开发的高效开源 SMT（Satisfiability Modulo Theories）求解器，广泛应用于自动化推理、形式化验证、软件工程、硬件验证等领域。它不仅可以解决传统的 SAT（布尔可满足性） 问题，还可以处理更加复杂的 SMT 问题，即包含多种理论的约束，如整数、实数、数组、位向量等。

SMT：（Satisfiability Modulo Theories）求解器扩展了SAT，可以处理带有整数，实数，数组等类型的约束。

【稳定性和活跃度】

这个活跃度挺高的，最新的版本是：2024.10.11 发布的 v4.13.3 版本。

【使用】

MIT的License，https://github.com/Z3Prover/z3/blob/master/LICENSE.txt

可闭源商用，需要保留版权说明，许可说明，免责声明。

TreeLite：

Treelite — Treelite 4.5.0-dev documentation

Hyunsu Cho, Mu Li 个人

【介绍】

TreeLite 是一个用于决策树和随机森林的高性能、轻量级的 C++ 库。它的设计旨在提供快速的决策树训练和预测能力，同时具有较低的内存占用和计算资源消耗。它同时支持lightGBM、XGBoost和sklearn所训练的决策树模型。配合 XGBoost的标准解法，业内通用。在Placement中可能会有AI估算，会使用到XGBoost。一般用在预测算法上，算是ML算法。

【使用】

Apache License v2.0，可安全的商用。版本相对稳定。

LEMON：

LEMON

Egerváry Research Group on Combinatorial Optimization (EGRES) 组织

【介绍】

图算法，这在EDA的 Place & Route中会使用到，

【使用】

BSL-1.0 license，注意，它只有头文件，无需单独的编译。

eigen

libeigen / eigen · GitLab

eigen.tuxfamily.org 组织

【介绍】

线性代数的模块库，矩阵，向量等运算。

【使用】

BSL-1.0 license，稳定，注意，只有头文件。

flute

FLUTE

Dr. Chris C. N. Chu 朱振宁博士

【介绍】

布线估算。快速且准确，FLUTE是一种非常快速准确的rectilinear Steiner minimal tree（RSMT）构造。提供一个由用户定义的参数，其可以控制准确性和运行时间的权衡。对于不超过9层的网络来说，FLUTE是最佳的，速度极快。可以在几分钟内，面对具有数百万个引脚的网络生成准确的 RSMT 。最适用于网络为大多数net的度数为 30 或更低。

【使用】

ATTRIBUTION ASSURANCE LICENSE (adapted from the original BSD license)

可商用发布。

cholmod

https://github.com/DrTimothyAldenDavis/SuiteSparse/tree/dev/CHOLMOD

DrTimothyAldenDavis 个人

【介绍】

稀疏矩阵运算包。用于Placement

【使用】

SuiteSparse_config: 从源码的注释头可见开源协议是 SPDX-License-Identifier: BSD-3-clause 这是非常宽松的协永远爱，不需要开源商业软件中的代码。其余适用LGPL模块具有独立性（All CHOLMOD modules are licensed separately），可以通过动态库链接方式使用，不需要开源商业软件的代码。

opencv:

OpenCV - Open Computer Vision Library

Alexander Alekhin opencv 组织

【介绍】

计算机视觉和机器学习软件库。

【使用】

Apache-2.0 license 可商用。知名应用，用就是了。

格式：

tabulate：

https://github.com/p-ranav/tabulate

【用途】

用来在Report模块中输出表格，可以输出纯文本的表格，Markdown，HTML多种格式。有时候为了兼容性，会输出纯文本表格。

【活跃度】

版本的活跃度一般，功能较稳定。

【使用】

MIT的许可，很宽松。

jsoncpp：

GitHub - open-source-parsers/jsoncpp: A C++ library for interacting with JSON.

Christopher Dunn 个人

【用途】

json的解析器。不用多说。

【使用】

MIT license, or public domain，很稳定的开源项目

protobuf

https://github.com/protocolbuffers/protobuf

Joshua Haberman 组织

【介绍】

高效的数据传输/交换格式，google研发。对于C++，标配必然是 protobuf

【使用】

3-clause BSD License 可商用，最高效的数据传输格式。

pugixml

https://github.com/zeux/pugixml

Arseny Kapoulkine 个人

【介绍】

xml parser。

【使用】

MIT License

spdlog

GitHub - gabime/spdlog: Fast C++ logging library.

Gabi Melman 个人

【介绍】

日志生成工具，很好的处理多线程，文件自动截断等……

【使用】

MIT License

工具：

breakpad：

https://github.com/google/breakpad

【介绍】

Google 公司开发。

Breakpad 是一个开源项目，旨在为应用程序提供 崩溃报告 功能，特别是在 C++ 和 C 语言环境下。它用于捕获崩溃时的堆栈跟踪（stack trace），并将信息转化为易于分析的格式。这对于调试和错误报告至关重要，尤其是在生产环境中出现崩溃的情况下。通过使用 Breakpad，开发人员能够收集详细的崩溃信息，从而加速错误的定位和修复过程。

除了捕获常见的崩溃信息，Breakpad 还能够捕捉 C++ 异常 和 SIGSEGV 等信号引起的崩溃，确保捕获到尽可能多的崩溃信息。这个C++程序非常重要的调试手段。

这是对于C++程序比较重要的工具，特别是对于性能要求较高的程序。

目前win下没有崩溃异常。另外linux下崩溃需要系统开启支持，但是linux下产生的dmp文件比较大，耗时也比较久。

它是一个高效快速小巧的崩溃捕获,从而帮助我们发现程序崩溃问题，提高程序健壮性

【活跃度】

功能较稳定，活跃度不高。

【使用】

https://github.com/google/breakpad/blob/master/LICENSE

可以以源代码方式引用，且可以修改。

正常使用，我们会采用静态链接的方式。

程序启动时，需要有初始化，这对于程序有点影响，当发生崩溃时，需要堆栈跟踪生成和符号化，但这时已经崩溃，你可以认为对程序正常运行无影响。

QXlsx:

https://github.com/QtExcel/QXlsx

【介绍】

QXlsx 是一个用于在 C++ 应用程序中操作 Excel 文件的开源库，它提供了一个方便的接口来读取、写入和修改 Excel 文件，特别是 XLSX 格式（Office Open XML 格式）。该库是基于 Qt 框架开发的，利用了 Qt 的强大功能，能够跨平台运行（支持 Windows、Linux 和 macOS）。QXlsx 是一个轻量级的库，适用于需要在 C++ 中处理 Excel 文件的开发者。

确实存在需要导出为Excel的情况，非常常见。

【使用】

QXlsx/LICENSE at master · QtExcel/QXlsx · GitHub

MIT 的license，非常宽松，随便用。

解释器

ChaiScript:

【介绍】

是一个为 C++ 设计的开源嵌入式脚本语言，它允许你在 C++ 程序中集成脚本语言，从而能够轻松地动态执行 C++ 程序逻辑。与其他嵌入式脚本语言（如 Lua、Python、JavaScript 等）相比，ChaiScript 的最大特点是其完全用 C++ 编写，直接为 C++ 提供脚本支持，从而能更好地与 C++ 环境结合，提供更高的执行性能和灵活性。