中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

一、工作簡況

任務(wù)來源為中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會文件《關(guān)于公布2020年第四季度第

二批團體標準制修訂項目的通知》（中電標通〔2020〕032號），本項目的計劃

代號為CESA-2020-4-008，由中國電子技術(shù)標準化研究院負責制定，中國電子工

業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會歸口。

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

薦性標準，本項目的主要承辦單位為中國電子技術(shù)標準化研究院，協(xié)作單位包括：

南京集成電路設(shè)計服務(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、上海國微思爾芯技術(shù)股份有限公司、國微集團（深圳）有限公司、深圳

市海思半導體有限公司和北京超逸達科技有限公司。本任務(wù)的技術(shù)來源是對已經(jīng)

完成的科研成果進行的首次轉(zhuǎn)化，不涉及專利。屬于“設(shè)計、試驗、制造標準”

大類中的“集成電路電子設(shè)計自動化技術(shù)”小類。

中國電子技術(shù)標準化研究院于2020年10月初提出立項申請并組建起草組進

行標準草案的編制，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工

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

員進行了修改，形成了標準草案。2020年11月3日，按照協(xié)會《團體標準管理辦

法（試行）》的要求，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會在北京組織召開了該標準的

立項評審會，由來自全國標準化原理與方法標準化技術(shù)委員會、武漢理工大學、

北京師范大學、北京大學、復(fù)旦大學的五位專家組成的專家組對項目的建議書、

立項報告、標準草案等有關(guān)材料進行了審查并進行了質(zhì)詢，專家組一致同意該標

準通過立項。2020年11月9日，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會發(fā)布了該標準的標

準制修訂任務(wù)。標準立項后，編制組召開了4次線上技術(shù)討論會，并針對重點問

題進行了一對一的溝通，收到了59條的修改意見，并逐一進行了修訂，最終形成

了《電子設(shè)計自動化電路仿真第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法（征求意見稿）》。

中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

二、標準編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問題

1、編制原則

本標準本著廣泛征求意見，切實解決國產(chǎn)集成電路設(shè)計工具自主數(shù)據(jù)格式的

實際應(yīng)用需要和綜合吸收國內(nèi)外成果的原則制定。征求意見分多輪，反復(fù)征求意

見，力爭體現(xiàn)各方訴求。

2、論據(jù)及解決的主要問題

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

背景下,集成電路的設(shè)計與制造應(yīng)借助計算機進行電路的仿真，仿真是對硬件描

述語言所定義電路行為的預(yù)測與檢驗,基本原理是使用計算機軟件模擬一個激勵

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

設(shè)計中最重要的步驟之一,波形信號在電路仿真的后續(xù)步驟中被用作驗證設(shè)計的

指標，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,這導致

需要大量的存儲空間來存儲波形。對于一個精確的邏輯仿真,仿真時間節(jié)點的數(shù)

量從幾百上千到上億不等,而一個仿真時間點內(nèi)可能包含了幾千上萬的信號值變

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

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

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

設(shè)計一個高效的波形壓縮算法以減少波形數(shù)據(jù)的存儲開銷,并要求壓縮算法應(yīng)是

無損壓縮。

基于以上實際需求，本標準提出了針對集成電路仿真輸出波形結(jié)果的高效壓

縮格式，主要解決的問題是設(shè)計并實現(xiàn)了一種高效的波形壓縮算法，并由此確立

國內(nèi)的波形格式標準，打破國外對我國在此領(lǐng)域的限制。主要的內(nèi)容包括：對于

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

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

括5方面的技術(shù)要求：信號類型、數(shù)據(jù)類型、壓縮率、精度要求、模塊設(shè)計，此

外還提出了模擬波形和數(shù)字波形的壓縮和解壓方法。通過檢索國內(nèi)外已有標準，

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

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，并經(jīng)應(yīng)用單

位確認其操作的可行性，及設(shè)計單位確認其原理的科學性。自主獨立制定，分析

中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

我國現(xiàn)行技術(shù)、產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)實際情況，對比國外技術(shù)、產(chǎn)品和市場實際需要和發(fā)

展趨勢，對收集資料整理、匯總和處理，總結(jié)成果和經(jīng)驗，制定標準加以固化。

技術(shù)指標在個別方面高于現(xiàn)行的主流國際標準，如FSDB。

三、主要試驗[或驗證]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)事實標準。FSDB文件

對波形數(shù)據(jù)進行了編碼與壓縮，數(shù)據(jù)量比直接存儲時小很多，有助于提高仿真波

形輸出的速度。由于國際環(huán)境變化、市場競爭等原因，目前Synopsys公司已經(jīng)

開始限制FSDB在我國的使用范圍，我國大部分EDA公司無法獲得授權(quán)，或者

只能使用比較低的版本，一些新的功能也無法使用，導致仿真速度變慢，甚至出

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

技術(shù)支持，這些問題都無法解決，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)計一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效波形數(shù)據(jù)編碼格式，并建立我國

的波形數(shù)據(jù)格式標準迫在眉睫。

波形數(shù)據(jù)格式標準是對各廠家工具接口格式進行約束的通用標準，除非出現(xiàn)

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

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

可以通過工具的多標準兼容與國外標準實現(xiàn)共存。

四、知識產(chǎn)權(quán)情況說明

本任務(wù)的技術(shù)來源是對已經(jīng)完成的科研成果進行的首次轉(zhuǎn)化，不涉及專利。

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

在本標準制定過程中，起草單位和用戶單位組建了國內(nèi)集成電路電子自動化

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

路電子自動化設(shè)計工具的開發(fā)機構(gòu)，本標準將首先在組織內(nèi)部使用并推廣，預(yù)期

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

六、采用國際標準和國外先進標準情況

本標準是在波形數(shù)據(jù)編碼對我國企業(yè)限制使用的背景下制定的，主要指標與

國外先進標準接近，部分超過國外先進標準，但由于國外標準為國外企業(yè)內(nèi)部標

準，使用需要支付費用，且目前不對我國企業(yè)開放，因此，本標準是國外標準的

中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

替代性標準。

七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準的協(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，特別是與強制性國家標準的協(xié)調(diào)性，以及

與同類標準和標準體系中其他標準的協(xié)調(diào)性說明]

本標準完全符合現(xiàn)行法律、法規(guī)和規(guī)章，并未與強制性國家標準產(chǎn)生不符，

與同類標準協(xié)調(diào)一致，未發(fā)現(xiàn)有沖突的條款。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

未出現(xiàn)重大分歧。

九、標準性質(zhì)的建議

建議推薦性標準。

十、貫徹標準的要求和措施建議

建議標準半年內(nèi)實施。

十一、替代或廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議

無相關(guān)建議。

十二、其它應(yīng)予說明的事項

無。

標準《電子設(shè)計自動化電路仿真第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法》編制工作組

2021-11-19

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一、工作簡況

任務(wù)來源為中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會文件《關(guān)于公布2020年第四季度第

二批團體標準制修訂項目的通知》（中電標通〔2020〕032號），本項目的計劃

代號為CESA-2020-4-008，由中國電子技術(shù)標準化研究院負責制定，中國電子工

業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會歸口。

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

薦性標準，本項目的主要承辦單位為中國電子技術(shù)標準化研究院，協(xié)作單位包括：

南京集成電路設(shè)計服務(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、上海國微思爾芯技術(shù)股份有限公司、國微集團（深圳）有限公司、深圳

市海思半導體有限公司和北京超逸達科技有限公司。本任務(wù)的技術(shù)來源是對已經(jīng)

完成的科研成果進行的首次轉(zhuǎn)化，不涉及專利。屬于“設(shè)計、試驗、制造標準”

大類中的“集成電路電子設(shè)計自動化技術(shù)”小類。

中國電子技術(shù)標準化研究院于2020年10月初提出立項申請并組建起草組進

行標準草案的編制，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工

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

員進行了修改，形成了標準草案。2020年11月3日，按照協(xié)會《團體標準管理辦

法（試行）》的要求，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會在北京組織召開了該標準的

立項評審會，由來自全國標準化原理與方法標準化技術(shù)委員會、武漢理工大學、

北京師范大學、北京大學、復(fù)旦大學的五位專家組成的專家組對項目的建議書、

立項報告、標準草案等有關(guān)材料進行了審查并進行了質(zhì)詢，專家組一致同意該標

準通過立項。2020年11月9日，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會發(fā)布了該標準的標

準制修訂任務(wù)。標準立項后，編制組召開了4次線上技術(shù)討論會，并針對重點問

題進行了一對一的溝通，收到了59條的修改意見，并逐一進行了修訂，最終形成

了《電子設(shè)計自動化電路仿真第1部分：波形數(shù)據(jù)編碼方法（征求意見稿）》。

中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

二、標準編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問題

1、編制原則

本標準本著廣泛征求意見，切實解決國產(chǎn)集成電路設(shè)計工具自主數(shù)據(jù)格式的

實際應(yīng)用需要和綜合吸收國內(nèi)外成果的原則制定。征求意見分多輪，反復(fù)征求意

見，力爭體現(xiàn)各方訴求。

2、論據(jù)及解決的主要問題

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

背景下,集成電路的設(shè)計與制造應(yīng)借助計算機進行電路的仿真，仿真是對硬件描

述語言所定義電路行為的預(yù)測與檢驗,基本原理是使用計算機軟件模擬一個激勵

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

設(shè)計中最重要的步驟之一,波形信號在電路仿真的后續(xù)步驟中被用作驗證設(shè)計的

指標，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,這導致

需要大量的存儲空間來存儲波形。對于一個精確的邏輯仿真,仿真時間節(jié)點的數(shù)

量從幾百上千到上億不等,而一個仿真時間點內(nèi)可能包含了幾千上萬的信號值變

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

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

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

設(shè)計一個高效的波形壓縮算法以減少波形數(shù)據(jù)的存儲開銷,并要求壓縮算法應(yīng)是

無損壓縮。

基于以上實際需求，本標準提出了針對集成電路仿真輸出波形結(jié)果的高效壓

縮格式，主要解決的問題是設(shè)計