3. Calibre xRC工具家族与运行环境

在进入具体的寄生参数提取流程之前，必须先厘清一个常见误区：Calibre xRC 并不是一个单一可执行程序，而是 Mentor（现 Siemens EDA）围绕“版图寄生提取与签核”构建的一整套工具家族。日常口头说的“跑 xRC”，实际上往往同时涉及版图与网表的比对、寄生提取、结果查看与格式转换等多个组件。理解这些组件各自的职责、启动方式以及它们之间通过哪些文件衔接，是后续所有实操的基础。

一、工具家族成员与职责分工

Calibre xRC 家族中，最常打交道的几个组件如下：

• Calibre xRC：寄生参数提取引擎本体。它读取工艺的规则文件（通常由 foundry 提供的 .rule 或 .rules 文件，内部包含 PEX 相关语句），结合版图 GDS/OASIS 与 LVS 结果，输出带寄生信息的网表（SPICE、DSPF、SPEF 等）。
• Calibre xACT：面向先进工艺的高精度提取引擎，通常用于 3D 场求解器级别的精确寄生提取，尤其在 FinFET、先进金属堆叠下用于关键网络的签核。它与 xRC 共享规则体系，但精度与运行代价更高。
• Calibre xLVS：LVS（Layout Versus Schematic）比对工具，负责确认版图与原理图在器件、连接关系上一致。xRC 提取前必须有一份干净的 LVS 结果，否则提取出的寄生网表节点对应关系不可信。
• Calibre xACT-3D / xRC-3D：针对特定关键网络的 3D 提取，用于对 xRC 结果做交叉验证。
• Calibre PEX 相关辅助工具：如结果查看、网表格式转换、寄生反标（back-annotation）工具，用于把提取结果送入后续时序分析。

需要强调的是：xLVS 与 xRC 是“先比对、后提取”的依赖关系。LVS 不干净时，xRC 输出的网表即使能生成，其节点命名与器件对应也可能错位，签核结论不可用。

二、启动方式与运行环境

Calibre 工具家族在 Linux 环境下运行，典型启动方式是在终端中调用可执行文件，并配合运行目录下的规则与控制文件。常见形式如下：

# 进入工作目录
cd /proj/pex_run

# 运行 LVS
calibre -lvs -hier -turbo 8 lvs_runset

# 运行 xRC 寄生提取
calibre -xrc -phdb -pex xrc_runset

# 查看提取结果（示例）
calibre -xrc -view pex_result.db

其中 lvs_runset、xrc_runset 是运行集文件（runset），本质上是把规则文件、输入版图、网表、输出路径、提取选项等参数集中声明的控制文件。实际项目中，runset 常由 foundry 提供模板，再由项目组按工艺与设计修改。启动时还可通过 -turbo 指定并行线程数，通过 -hier 选择层次化提取以控制运行时间与内存。

三、输入输出文件与工作目录结构

一次完整的 xRC 提取，输入侧通常包括：版图文件（GDSII/OASIS）、原理图网表（CDL/SPICE）、LVS 规则文件、xRC 规则文件、runset 控制文件；输出侧则包括 LVS 比对报告、提取出的寄生网表（SPICE/DSPF/SPEF）、提取日志与数据库文件。这些文件在典型工作目录中按职责分放，便于复现与排障。

结合上图可以看到，输入文件从左侧进入工具链，xLVS 先产出 LVS 结果，xRC 在此基础上提取寄生并输出网表与数据库，xACT 则对关键网络做更高精度的补充验证。右侧输出文件是后续时序签核的直接输入。

四、典型工作目录组织

为了让提取过程可复现、可追溯，建议按职责划分目录，而不是把所有文件堆在同一层。一个可参考的目录结构如下：

pex_project/
├── runset/          # lvs_runset、xrc_runset 等控制文件
├── rule/            # lvs.rule、xrc.rule、layer.map
├── input/           # layout.gds、schematic.cdl
├── output/          # lvs.rep、pex.spice、design.spef、xrc.log
├── work/            # 中间数据库、临时文件
└── scripts/         # 启动脚本、批量运行脚本

这样组织的好处是：规则文件与 runset 分离，便于切换工艺角；输入与输出分离，避免误覆盖；中间文件集中在 work/，清理时不会误删结果。实际项目中，runset 里通常用相对路径引用规则与输入，因此从项目根目录启动工具最为稳妥。

五、启动与结果检查的实操要点

以一次典型的 xRC 提取为例，操作顺序是：先确认 LVS 已通过，再运行 xRC，最后检查输出网表与日志。启动命令可写成脚本，便于重复执行：

#!/bin/bash
cd /proj/pex_project
calibre -lvs -hier -turbo 8 runset/lvs_runset
if [ $? -ne 0 ]; then echo "LVS failed"; exit 1; fi
calibre -xrc -phdb -pex runset/xrc_runset
if [ $? -ne 0 ]; then echo "xRC failed"; exit 1; fi
echo "PEX done, check output/pex.spice and output/xrc.log"

结果判断上，重点看三处：一是 output/lvs.rep 中是否报告 “CORRECT” 或明确的 mismatch 数量；二是 output/xrc.log 中是否有提取完成、网络数量、寄生元件数量的统计，以及是否有 warning 提示某些层未映射；三是 output/pex.spice 或 design.spef 中是否包含预期的网络名与寄生 R/C 元件。若日志中出现 “no matching layer” 或 “device not found”，通常意味着规则文件与版图层号不匹配，需要回到 layer.map 核对。