摘要：电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）就是用计算机软件来辅助工程师快速、准确地完成电路设计、仿真和验证等工作。
摘要：电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）就是用计算机软件来辅助工程师快速、准确地完成电路设计、仿真和验证等工作。
本文围绕如何利用Python实现一款简易的电子设计自动化（EDA）软件展开，重点探讨其在电路设计学习与教学中的应用价值。EDA技术能够帮助工程师高效完成电路设计、仿真和验证等复杂任务。尽管市面上已有许多成熟的商业EDA工具，但在教学、原型开发等场景下，使用Python开发一个简单的EDA工具，不仅有助于理解电路设计的基本流程，还能锻炼编程能力和工程思维。本文以“电路网表解析与连通性检查”为例，详细介绍实现过程，并结合PyQt构建可视化界面，提升交互体验。通过模块化设计思路，引导读者将实际电路问题转化为可编程任务，从而深入理解EDA的工作原理与应用方法。
本文旨在为读者提供一个基于Python的实践入口，帮助理解EDA工具的基本逻辑，同时为教学和原型开发提供可行方案。详细内容请参阅下文。
一、验证AI开发环境
1.登录Linux系统
2.安装Python可视化及网络建模库
二、EDA软件的基本功能
说明：一款典型EDA软件的核心功能包括电路设计、模拟仿真、验证检查以及物理实现，帮助工程师从概念到成品高效地完成电子产品的设计与优化。
其核心功能如下：
1. 电路原理图绘制：通过图形界面绘制电路图。
2. 网表生成与解析：将电路图转化为网表文件，并能解析网表文件。
3. 电路仿真：对电路进行功能或性能仿真，如DC分析、瞬态分析等。
4. 设计规则检查（DRC）：自动检查电路设计是否符合规范。
5. 版图设计与布线：实现电路的物理布局和连线。
6. 结果可视化与报告：以图表或文本形式展示分析和仿真结果。
三、EDA软件的核心文件
说明：EDA软件中的电路网表是描述电路元件及其连接关系的核心文件，配合原理图、布局、布线等设计阶段生成的多种文件共同指导电子产品的设计与制造。
备注：电路网表（Netlist）是一种用文本描述电路中各个元件及其连接关系的文件。它是EDA软件进行电路分析和仿真的基础。
一个简单的网表文件内容如下：
四、用Python实现网表解析
说明：用Python实现网表解析，就是编写程序自动读取和理解电路连接信息的文件，将其转换为可供进一步分析和处理的数据格式。
其设计代码如下：
defparse_netlist(filename):
components=
withopen(filename, 'r') asf:
forline inf:
tokens=line.strip.split
ifnottokens:
continue
comp= {
'name': tokens[0],
'node1': tokens[1],
'node2': tokens[2],
'value': tokens[3]
}
components.append(comp)
returncomponents
五、实现电路连通性检查
说明：电路连通性检查是EDA软件的基础功能之一，可以判断电路中所有节点是否都被正确连接，是否存在“断路”或“孤岛”节点。主要的思路是将电路看作一个无向图，节点为顶点，元件为边。然后用图遍历算法（如BFS或DFS）检查所有节点是否连通。
其实现代码如下：
defcheck_connectivity(components):
fromcollectionsimportdefaultdict, deque
graph=defaultdict(set)
forcompincomponents:
graph[comp['node1']].add(comp['node2'])
graph[comp['node2']].add(comp['node1'])
visited=set
queue=deque
start=components[0]['node1']
queue.append(start)
whilequeue:
node=queue.popleft
ifnodenotinvisited:
visited.add(node)
queue.extend(graph[node] -visited)
all_nodes=set
all_nodes.add(comp['node1'])
all_nodes.add(comp['node2'])
returnvisited==all_nodes
六、完整实例：一款简单的EDA可视化设计程序
说明：这里是实现EDA设计软件的基础功能，主要是实现电路网表可视化与连通性检查。
1. 执行指令# vim EDA_netlist.py编写EDA软件
2. 执行指令# python3 EDA_netlist.py运行EDA软件
(1)可视化操作界面如下
(2)加载网表文件
(3)实现电路的连通性测试
总结：
运行EDA_netlist.py程序后，程序会弹出一个带有图形界面的窗口，实现了基础的EDA电路网表可视化和连通性检查功能。
具体运行结果说明如下：
1. 主界面
窗口标题为“简单EDA电子设计自动化软件（PyQt版）”。
界面上有两个按钮：“加载网表文件”和“连通性检查”。
2. 加载网表文件
点击“加载网表文件”按钮，会弹出文件选择对话框。可以选择一个电路网表文件（如circuit.net），选择后，程序会自动解析网表，并在窗口中以图形方式显示电路的节点（如N1、N2、N3、0）和元件连接关系（如R1、C1等）。
3. 电路可视化
主界面中间会显示一个电路连线图：
每个节点用圆点和标签表示，节点之间的连线代表元件，线旁会标注元件名称（如R1、C1等），图形布局自动调整，便于观察电路结构。
4. 连通性检查
点击“连通性检查”按钮，程序会自动分析当前加载的电路网表。
如果所有节点都连通，会弹出提示框显示“电路是连通的！”，如果存在断路或孤立节点，会弹出提示框显示“电路不连通！”。
来源：我可不太甜
