CESA-2020-4-008《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 電路仿真 第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（征求意見(jiàn)稿）編制說(shuō)明

中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)

一、工作簡(jiǎn)況

任務(wù)來(lái)源為中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)文件《關(guān)于公布2020年第四季度第

二批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目的通知》（中電標(biāo)通〔2020〕032號(hào)），本項(xiàng)目的計(jì)劃

代號(hào)為CESA-2020-4-008，由中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院負(fù)責(zé)制定，中國(guó)電子工

業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)歸口。

計(jì)劃要求制定電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具用集成電路仿真波形數(shù)據(jù)編碼方法的推

薦性標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目的主要承辦單位為中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，協(xié)作單位包括：

南京集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司、北京華大九天軟件有限公司、清

華大學(xué)、上海國(guó)微思爾芯技術(shù)股份有限公司、國(guó)微集團(tuán)（深圳）有限公司、深圳

市海思半導(dǎo)體有限公司和北京超逸達(dá)科技有限公司。本任務(wù)的技術(shù)來(lái)源是對(duì)已經(jīng)

完成的科研成果進(jìn)行的首次轉(zhuǎn)化，不涉及專(zhuān)利。屬于“設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造標(biāo)準(zhǔn)”

大類(lèi)中的“集成電路電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)”小類(lèi)。

中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院于2020年10月初提出立項(xiàng)申請(qǐng)并組建起草組進(jìn)

行標(biāo)準(zhǔn)草案的編制，起草組的成員主要包括：菅端端、陳剛、郭繼旺、喻文健、

林鎧鵬、張巖、肖靖帆、胡超。菅端端作為組織者，組織起草組成員完成編寫(xiě)工

作并進(jìn)行了校對(duì)，陳剛作為主要起草人撰寫(xiě)了初稿，在此基礎(chǔ)上，其他起草組成

員進(jìn)行了修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)草案。2020年11月3日，按照協(xié)會(huì)《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦

法（試行）》的要求，中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)在北京組織召開(kāi)了該標(biāo)準(zhǔn)的

立項(xiàng)評(píng)審會(huì)，由來(lái)自全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化原理與方法標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、武漢理工大學(xué)、

北京師范大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)的五位專(zhuān)家組成的專(zhuān)家組對(duì)項(xiàng)目的建議書(shū)、

立項(xiàng)報(bào)告、標(biāo)準(zhǔn)草案等有關(guān)材料進(jìn)行了審查并進(jìn)行了質(zhì)詢(xún)，專(zhuān)家組一致同意該標(biāo)

準(zhǔn)通過(guò)立項(xiàng)。2020年11月9日，中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)

準(zhǔn)制修訂任務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)后，編制組召開(kāi)了4次線上技術(shù)討論會(huì)，并針對(duì)重點(diǎn)問(wèn)

題進(jìn)行了一對(duì)一的溝通，收到了59條的修改意見(jiàn)，并逐一進(jìn)行了修訂，最終形成

了《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電路仿真第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法（征求意見(jiàn)稿）》。

中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問(wèn)題

1、編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)本著廣泛征求意見(jiàn)，切實(shí)解決國(guó)產(chǎn)集成電路設(shè)計(jì)工具自主數(shù)據(jù)格式的

實(shí)際應(yīng)用需要和綜合吸收國(guó)內(nèi)外成果的原則制定。征求意見(jiàn)分多輪，反復(fù)征求意

見(jiàn)，力爭(zhēng)體現(xiàn)各方訴求。

2、論據(jù)及解決的主要問(wèn)題

在電子電路技術(shù)不斷發(fā)展以及工業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)電子電路性能要求不斷提高的

背景下,集成電路的設(shè)計(jì)與制造應(yīng)借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行電路的仿真，仿真是對(duì)硬件描

述語(yǔ)言所定義電路行為的預(yù)測(cè)與檢驗(yàn),基本原理是使用計(jì)算機(jī)軟件模擬一個(gè)激勵(lì)

信號(hào),然后觀察所設(shè)計(jì)電路的響應(yīng)行為。因此仿真已經(jīng)成為模擬和數(shù)字集成電路

設(shè)計(jì)中最重要的步驟之一,波形信號(hào)在電路仿真的后續(xù)步驟中被用作驗(yàn)證設(shè)計(jì)的

指標(biāo)，然而,隨著電路規(guī)模的不斷變大,仿真生成的波形數(shù)量也在不斷變多,這導(dǎo)致

需要大量的存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)波形。對(duì)于一個(gè)精確的邏輯仿真,仿真時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)

量從幾百上千到上億不等,而一個(gè)仿真時(shí)間點(diǎn)內(nèi)可能包含了幾千上萬(wàn)的信號(hào)值變

化。模擬波形信號(hào)由連續(xù)數(shù)值組成，數(shù)字波形信號(hào)值主要是由高電平、低電平、

高阻態(tài)和未定態(tài)組成,仿真器要求信號(hào)值不能丟失精度,因此仿真器很可能會(huì)輸出

一個(gè)占用大量磁盤(pán)空間的波形文件。針對(duì)邏輯仿真生成的大規(guī)模波形文件,需要

設(shè)計(jì)一個(gè)高效的波形壓縮算法以減少波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo),并要求壓縮算法應(yīng)是

無(wú)損壓縮。

基于以上實(shí)際需求，本標(biāo)準(zhǔn)提出了針對(duì)集成電路仿真輸出波形結(jié)果的高效壓

縮格式，主要解決的問(wèn)題是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種高效的波形壓縮算法，并由此確立

國(guó)內(nèi)的波形格式標(biāo)準(zhǔn)，打破國(guó)外對(duì)我國(guó)在此領(lǐng)域的限制。主要的內(nèi)容包括：對(duì)于

電路仿真輸出的各種波形數(shù)據(jù)，進(jìn)行壓縮后，存入文件中，形成一種特定的波形

格式，然后對(duì)這種格式的文件進(jìn)行解壓縮，讀取出指定的信號(hào)波形數(shù)據(jù)。具體包

括5方面的技術(shù)要求：信號(hào)類(lèi)型、數(shù)據(jù)類(lèi)型、壓縮率、精度要求、模塊設(shè)計(jì)，此

外還提出了模擬波形和數(shù)字波形的壓縮和解壓方法。通過(guò)檢索國(guó)內(nèi)外已有標(biāo)準(zhǔn)，

借鑒國(guó)內(nèi)生產(chǎn)研制廠家的經(jīng)驗(yàn)，綜合各家所長(zhǎng)。

在技術(shù)要求和壓縮方法的制定上，基本是基于現(xiàn)有方法的改進(jìn)，并經(jīng)應(yīng)用單

位確認(rèn)其操作的可行性，及設(shè)計(jì)單位確認(rèn)其原理的科學(xué)性。自主獨(dú)立制定，分析

中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)

我國(guó)現(xiàn)行技術(shù)、產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況，對(duì)比國(guó)外技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)實(shí)際需要和發(fā)

展趨勢(shì)，對(duì)收集資料整理、匯總和處理，總結(jié)成果和經(jīng)驗(yàn)，制定標(biāo)準(zhǔn)加以固化。

技術(shù)指標(biāo)在個(gè)別方面高于現(xiàn)行的主流國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如FSDB。

三、主要試驗(yàn)[或驗(yàn)證]情況分析

在集成電路仿真領(lǐng)域，F(xiàn)SDB（FastSignalDataBase）是一種屬于美國(guó)Synopsys

公司的私有波形編碼格式，使用比較廣泛，是目前的行業(yè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。FSDB文件

對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行了編碼與壓縮，數(shù)據(jù)量比直接存儲(chǔ)時(shí)小很多，有助于提高仿真波

形輸出的速度。由于國(guó)際環(huán)境變化、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等原因，目前Synopsys公司已經(jīng)

開(kāi)始限制FSDB在我國(guó)的使用范圍，我國(guó)大部分EDA公司無(wú)法獲得授權(quán)，或者

只能使用比較低的版本，一些新的功能也無(wú)法使用，導(dǎo)致仿真速度變慢，甚至出

現(xiàn)仿真卡頓或突然崩潰等現(xiàn)象。由于無(wú)法獲取新版本，也不能得到Synopsys的

技術(shù)支持，這些問(wèn)題都無(wú)法解決，逐漸成為提高電路仿真工具性能和質(zhì)量的一大

瓶頸。因此，設(shè)計(jì)一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效波形數(shù)據(jù)編碼格式，并建立我國(guó)

的波形數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

波形數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)各廠家工具接口格式進(jìn)行約束的通用標(biāo)準(zhǔn)，除非出現(xiàn)

目前這樣限制我國(guó)產(chǎn)業(yè)使用的情況，一旦確立通常就會(huì)穩(wěn)定存在。本項(xiàng)目制定的

編碼方法用于保障出現(xiàn)被國(guó)外禁用情況下國(guó)內(nèi)工具商仍能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，解禁后

可以通過(guò)工具的多標(biāo)準(zhǔn)兼容與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)共存。

四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況說(shuō)明

本任務(wù)的技術(shù)來(lái)源是對(duì)已經(jīng)完成的科研成果進(jìn)行的首次轉(zhuǎn)化，不涉及專(zhuān)利。

五、產(chǎn)業(yè)化情況、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果

在本標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，起草單位和用戶單位組建了國(guó)內(nèi)集成電路電子自動(dòng)化

設(shè)計(jì)工具的研究組織，覆蓋高校、企業(yè)和科研院所，基本覆蓋了國(guó)內(nèi)主要集成電

路電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具的開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)，本標(biāo)準(zhǔn)將首先在組織內(nèi)部使用并推廣，預(yù)期

支持國(guó)內(nèi)主要的設(shè)計(jì)工具，解決波形數(shù)據(jù)編碼受制于人的局面。

六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況

本標(biāo)準(zhǔn)是在波形數(shù)據(jù)編碼對(duì)我國(guó)企業(yè)限制使用的背景下制定的，主要指標(biāo)與

國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接近，部分超過(guò)國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，但由于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)外企業(yè)內(nèi)部標(biāo)

準(zhǔn)，使用需要支付費(fèi)用，且目前不對(duì)我國(guó)企業(yè)開(kāi)放，因此，本標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的

中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)

替代性標(biāo)準(zhǔn)。

七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

[與相關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和規(guī)章的符合性，特別是與強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性，以及

與同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)體系中其他標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性說(shuō)明]

本標(biāo)準(zhǔn)完全符合現(xiàn)行法律、法規(guī)和規(guī)章，并未與強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生不符，

與同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，未發(fā)現(xiàn)有沖突的條款。

八、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)

未出現(xiàn)重大分歧。

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議

建議推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

建議標(biāo)準(zhǔn)半年內(nèi)實(shí)施。

十一、替代或廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無(wú)相關(guān)建議。

十二、其它應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

無(wú)。

標(biāo)準(zhǔn)《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電路仿真第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法》編制工作組

2021-11-19

中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)

一、工作簡(jiǎn)況

任務(wù)來(lái)源為中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)文件《關(guān)于公布2020年第四季度第

二批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目的通知》（中電標(biāo)通〔2020〕032號(hào)），本項(xiàng)目的計(jì)劃

代號(hào)為CESA-2020-4-008，由中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院負(fù)責(zé)制定，中國(guó)電子工

業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)歸口。

計(jì)劃要求制定電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具用集成電路仿真波形數(shù)據(jù)編碼方法的推

薦性標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目的主要承辦單位為中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，協(xié)作單位包括：

南京集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司、北京華大九天軟件有限公司、清

華大學(xué)、上海國(guó)微思爾芯技術(shù)股份有限公司、國(guó)微集團(tuán)（深圳）有限公司、深圳

市海思半導(dǎo)體有限公司和北京超逸達(dá)科技有限公司。本任務(wù)的技術(shù)來(lái)源是對(duì)已經(jīng)

完成的科研成果進(jìn)行的首次轉(zhuǎn)化，不涉及專(zhuān)利。屬于“設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造標(biāo)準(zhǔn)”

大類(lèi)中的“集成電路電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)”小類(lèi)。

中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院于2020年10月初提出立項(xiàng)申請(qǐng)并組建起草組進(jìn)

行標(biāo)準(zhǔn)草案的編制，起草組的成員主要包括：菅端端、陳剛、郭繼旺、喻文健、

林鎧鵬、張巖、肖靖帆、胡超。菅端端作為組織者，組織起草組成員完成編寫(xiě)工

作并進(jìn)行了校對(duì)，陳剛作為主要起草人撰寫(xiě)了初稿，在此基礎(chǔ)上，其他起草組成

員進(jìn)行了修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)草案。2020年11月3日，按照協(xié)會(huì)《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦

法（試行）》的要求，中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)在北京組織召開(kāi)了該標(biāo)準(zhǔn)的

立項(xiàng)評(píng)審會(huì)，由來(lái)自全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化原理與方法標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、武漢理工大學(xué)、

北京師范大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)的五位專(zhuān)家組成的專(zhuān)家組對(duì)項(xiàng)目的建議書(shū)、

立項(xiàng)報(bào)告、標(biāo)準(zhǔn)草案等有關(guān)材料進(jìn)行了審查并進(jìn)行了質(zhì)詢(xún)，專(zhuān)家組一致同意該標(biāo)

準(zhǔn)通過(guò)立項(xiàng)。2020年11月9日，中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)

準(zhǔn)制修訂任務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)后，編制組召開(kāi)了4次線上技術(shù)討論會(huì)，并針對(duì)重點(diǎn)問(wèn)

題進(jìn)行了一對(duì)一的溝通，收到了59條的修改意見(jiàn)，并逐一進(jìn)行了修訂，最終形成

了《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化電路仿真第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法（征求意見(jiàn)稿）》。

中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問(wèn)題

1、編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)本著廣泛征求意見(jiàn)，切實(shí)解決國(guó)產(chǎn)集成電路設(shè)計(jì)工具自主數(shù)據(jù)格式的

實(shí)際應(yīng)用需要和綜合吸收國(guó)內(nèi)外成果的原則制定。征求意見(jiàn)分多輪，反復(fù)征求意

見(jiàn)，力爭(zhēng)體現(xiàn)各方訴求。

2、論據(jù)及解決的主要問(wèn)題

在電子電路技術(shù)不斷發(fā)展以及工業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)電子電路性能要求不斷提高的

背景下,集成電路的設(shè)計(jì)與制造應(yīng)借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行電路的仿真，仿真是對(duì)硬件描

述語(yǔ)言所定義電路行為的預(yù)測(cè)與檢驗(yàn),基本原理是使用計(jì)算機(jī)軟件模擬一個(gè)激勵(lì)

信號(hào),然后觀察所設(shè)計(jì)電路的響應(yīng)行為。因此仿真已經(jīng)成為模擬和數(shù)字集成電路

設(shè)計(jì)中最重要的步驟之一,波形信號(hào)在電路仿真的后續(xù)步驟中被用作驗(yàn)證設(shè)計(jì)的

指標(biāo)，然而,隨著電路規(guī)模的不斷變大,仿真生成的波形數(shù)量也在不斷變多,這導(dǎo)致

需要大量的存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)波形。對(duì)于一個(gè)精確的邏輯仿真,仿真時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)

量從幾百上千到上億不等,而一個(gè)仿真時(shí)間點(diǎn)內(nèi)可能包含了幾千上萬(wàn)的信號(hào)值變

化。模擬波形信號(hào)由連續(xù)數(shù)值組成，數(shù)字波形信號(hào)值主要是由高電平、低電平、

高阻態(tài)和未定態(tài)組成,仿真器要求信號(hào)值不能丟失精度,因此仿真器很可能會(huì)輸出

一個(gè)占用大量磁盤(pán)空間的波形文件。針對(duì)邏輯仿真生成的大規(guī)模波形文件,需要

設(shè)計(jì)一個(gè)高效的波形壓縮算法以減少波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo),并要求壓縮算法應(yīng)是

無(wú)損壓縮。

基于以上實(shí)際需求，本標(biāo)準(zhǔn)提出了針對(duì)集成電路仿真輸出波形結(jié)果的高效壓

縮格式，主要解決的問(wèn)題是設(shè)計(jì)