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    moonrcinspect

    MoonBit-native SPEF parasitic RC network parser, analyzer, auditor, and visualizer

    eda
    spef
    parasitics
    rc-network
    elmore-delay
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    Version
    0.1.0
    License
    MIT
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    Last updated
    2 months ago
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    22

    #MoonRCInspect

    MoonRCInspect 是一个使用 MoonBit 原生实现的 SPEF（Standard Parasitic Exchange Format）寄生 RC 网络解析、分析、审计与可视化工具。它面向布局布线后的寄生参数检查、 EDA 数据流水线、教学和轻量级自动化，不只是一个文本解析 Demo。

    项目把 SPEF 文本转换为带物理单位和拓扑语义的 RC 模型，并提供网络统计、连通性检查、 孤立节点/环检测、Elmore delay、数据质量规则、Graphviz DOT、JSON 和命令行工作流。

    #为什么做这个项目

    商业 EDA 工具和现有 C/C++ 工具链通常可以读取 SPEF，但 MoonBit 生态此前缺少针对物理 设计寄生网络的原生基础组件。MoonRCInspect 探索 MoonBit 在以下工程场景中的适用性：

    • 芯片互连寄生参数的可重复解析和归一化；
    • 签核前 SPEF 数据质量预检查；
    • RC 网络规模、拓扑和简单延迟指标分析；
    • 面向 CI、Web 或后续 EDA 工具的机器可读数据交换。

    公开检索到的相邻 MoonBit 项目主要覆盖 Verilog RTL、VCD、拥塞布线、通用电路求解和 Graphviz 布局。MoonRCInspect 聚焦 SPEF 与提取后寄生 RC 审计，不重复实现这些项目。

    #功能

    • 带行列位置的逐字符 Lexer、状态化 Parser 和独立 AST；
    • SPEF Header、单位、*NAME_MAP、*PORTS、*D_NET、*CONN、 接地/耦合 *CAP、*RES、*END；
    • 名称映射展开，以及电容、阻抗到 F/ohm 的 SI 归一化；
    • 显式 Design、RCNetwork、Net、Pin、Node、Resistor 和 Capacitor 公共数据模型；
    • RC 邻接图、连通分量、孤立节点、环、最大度数和驱动节点分析；
    • 网络/设计级 R、C、规模、均值、极值、电容偏差、异常网络与复杂度统计；
    • 满足单驱动连通 RC 树前提时的 Elmore delay；
    • 稳定规则 ID、严重度、源码位置和修复建议组成的数据审计报告；
    • 确定性 JSON、Graphviz DOT、文本和 Markdown 输出；
    • parse、analyze、audit、visualize、report CLI 子命令。

    #支持边界

    当前版本面向 IEEE 1481-1998 中最常见的 distributed net 工作流。它有意不宣称完整 STA 或完整 IEEE SPEF 覆盖：

    • 支持 *D_NET，暂不支持 reduced *R_NET；
    • 支持电阻和电容，暂不分析电感段；
    • 耦合电容在 Elmore 计算中按两端各 0.5 接地化；
    • Elmore 只对单驱动、连通、无环电阻树给出数值；
    • 环、多驱动、无驱动或断连网络返回明确状态，而不是伪造“精确”延迟。

    详见 SPEF 支持矩阵。

    #架构

    SPEF text
  -> source-positioned lexer
  -> section-aware parser
  -> syntax AST
  -> name/unit model builder
  -> RCNetwork
       -> topology + RC + Elmore analysis
       -> rule-based audit
       -> JSON / DOT / Markdown
       -> moonrc CLI

    主要包：

    • src/diagnostic：源码位置、严重度和稳定诊断；
    • src/model：物理单位、节点、连接、R/C 元件和设计模型；
    • src/parser：Lexer、AST、Parser 和模型构建；
    • src/graph：面向电阻拓扑的图算法；
    • src/analyzer：统计、复杂度和 Elmore delay；
    • src/audit：可组合审计规则；
    • src/visual：JSON 与 DOT；
    • src/report：文本、JSON 和 Markdown 报告；
    • src/cli：纯命令配置与执行逻辑；
    • cmd/moonrc：native IO 入口。

    更详细的设计见 架构文档。

    #环境与安装

    需要近期 MoonBit 工具链和 native 后端。开发版本使用：

    moon 0.1.20260819
moonc v0.10.9

    克隆后检查、测试和构建：

    moon check --deny-warn
moon test --deny-warn
moon build cmd/moonrc --target native

    开发时可直接运行：

    moon run cmd/moonrc -- --help

    项目只依赖官方 moonbitlang/async 来完成 native 文件 IO。解析、模型、图算法、分析、 审计和序列化逻辑均在本仓库中用 MoonBit 实现。

    #快速开始

    分析示例：

    moon run cmd/moonrc -- analyze examples/small.spef

    典型输出：

    MoonRCInspect analysis
nets: 1
nodes: 4
resistors: 3
capacitors: 4
total resistance: 60 ohm
total capacitance: 4e-15 F

    执行质量审计：

    moon run cmd/moonrc -- audit examples/medium.spef
moon run cmd/moonrc -- audit examples/invalid.spef --strict

    生成单个网络的 DOT：

    moon run cmd/moonrc -- visualize examples/small.spef \
  --net clk --output clk.dot
dot -Tpng clk.dot -o clk.png

    导出完整 JSON 或 Markdown 报告：

    moon run cmd/moonrc -- parse examples/small.spef -o small.json
moon run cmd/moonrc -- report examples/small.spef -o report.md

    #CLI

    moonrc parse <file.spef> [--format json] [-o FILE]
moonrc analyze <file.spef> [--format text|json] [-o FILE]
moonrc audit <file.spef> [--strict] [--format text|json] [-o FILE]
moonrc visualize <file.spef> [--net NAME] [--format dot|json] [-o FILE]
moonrc report <file.spef> [--format markdown|json] [-o FILE]

    audit --strict 会把所有 warning 提升为 error，适合 CI 门禁。JSON schema 使用带版本的 标识，例如 moonrcinspect.network.v1 和 moonrcinspect.audit.v1。

    #审计规则示例

    • SPEF-A001：缺少 *SPEF；
    • SPEF-A100：网络没有连接声明；
    • SPEF-A103 / SPEF-A104：R/C 元件引用不存在节点；
    • SPEF-A201 / SPEF-A202：负值或非有限 R/C 参数；
    • SPEF-A205：声明电容和 *CAP 明细和偏差过大；
    • SPEF-A300：电阻网络断连；
    • SPEF-A301：孤立节点；
    • SPEF-A302：电阻环；
    • SPEF-A303 / SPEF-A304：无驱动或多驱动；
    • SPEF-A400：网络复杂度超过阈值。

    #测试

    moon test
moon test --deny-warn

    测试覆盖模型单位、Lexer、Parser、错误恢复、Name Map、拓扑、Elmore、审计规则、 空网络、悬空 R/C 节点、JSON/DOT/Markdown、CLI 参数和完整多网络工作流。样例包括：

    • examples/small.spef：单个分支 RC 树；
    • examples/medium.spef：三个网络与耦合电容；
    • examples/invalid.spef：缺失头部/结尾、重复 ID 和负参数。

    全部样例由本项目原创编写，不包含商业 EDA 输出或受限设计数据。

    #技术亮点

    • Parser 与模型分离，语法问题不会破坏已成功解析的部分数据；
    • 所有 R/C 值先归一化到 SI，避免跨文件单位误判；
    • Elmore 前置条件显式建模，错误拓扑不会静默产生数值；
    • 审计问题有稳定 ID 和修复建议，可用于 CI 与后续 SARIF 适配；
    • 输出顺序确定，便于快照、版本对比和可重复构建；
    • 核心 API 是纯函数，native IO 只存在于极薄的 executable 包。

    #路线图

    • *R_NET 和更多 IEEE 1481 可选段；
    • 大文件流式 Lexer/Parser 与内存上限；
    • 耦合电容策略配置和跨网络索引；
    • RC tree reduction、路径查询和更丰富的延迟统计；
    • SARIF、CSV 和 HTML 报告；
    • 与 Verilog 网表、布局坐标和时序约束的交叉检查；
    • 性能基准和真实但可再分发的公开 SPEF corpus。

    #开源与来源

    本项目为原创 MoonBit 实现，未移植 OpenTimer 或商业 EDA 代码。公开资料只用于理解 SPEF 结构和验证术语，详见 来源与合规说明。

    许可证：MIT。欢迎阅读 贡献指南 后提交问题和改进。

    analyze

    source

    Compute aggregate physical and topology metrics for a parsed design.

    audit

    source

    Run the default data-quality rule set.

    elmore_delay

    source

    Compute Elmore delay when the selected net is a connected RC tree.

    parse

    source
    fn parse(source : String, file? : String) -> 
    ParseResult

    Parse SPEF text into a source-positioned AST and normalized RC model.

    Source Files

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