CN117574851A - 一种在eda工具中重构电路原理图的方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大规模集成电路设计技术领域，特别是涉及在EDA工具中重构电路原理图的方法、电子设备及存储介质，其通过识别原始的电路原理图中不同类型的元信息，其中所述电路原理图为不可编辑的图片格式，元信息的类型包括元器件信息、连接线信息和文字信息；根据不同类型的元信息在EDA工具中重构电路原理图的数据结构，根据数据结构生成电路原理图，提高了将图片格式的电路原理图转换为EDA工具中的电路原理图的效率。

Description

一种在EDA工具中重构电路原理图的方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及大规模集成电路设计技术领域，特别是涉及一种在EDA工具中重构电路原理图的方法、设备及存储介质。

背景技术

在进行芯片验证时需要在EDA工具中手动绘制电路原理图，在EDA工具中绘制的电路原理图为原理图设计文件，是一种工程文件，在EDA工具中的电路原理图中任意一个元素都可以供用户进行任意的修改，例如元器件类别、元器件的名称、引脚与引脚之间的连接线等都可以进行修改，EDA绘制的原理图，可以更改原设计，也可以重建pcb电路板。但是当用户的电路原理图为非原理图设计文件时，例如电路原理图为网页中的图片、Word中的图片、图片格式、或PDF格式等非工程文件时，由于没有各个元器件的性能参数，因此无法进行仿真或验证，图中各元素也不可编辑，此时需要在EDA工具中进行重构数据结构得到电路原理图。

目前工程师在EDA工具中通过手动按照非原理图设计文件的电路原理图中的样式重新绘制得到电路原理图，需要建库、摆放元件、连接线绘制，重构的效率低。因此，亟需一种能够高效获取电路原理图的方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种在EDA工具中重构电路原理图的方法，所述方法包括如下步骤：

S100，识别原始的电路原理图中不同类型的元信息，其中所述原始的电路原理图为不可编辑的图片格式，元信息的类型包括元器件信息、连接线信息和文字信息；包括：

S110，根据目标检测模型识别电路原理图中的元器件信息，所述元器件信息包括元器件类别及其目标框位置。

S120，根据直线检测识别电路原理图中的连接线信息，所述连接线信息包括每条直线的起点位置和终点位置。

S130，根据形态学算法去除所述电路原理图中超过预设长度的直线，识别文字信息，所述文字信息包括文本内容及其坐标位置。

S200，根据不同类型的元信息在EDA工具中重构电路原理图的数据结构，根据数据结构生成电路原理图；其中，重构电路原理图的数据结构的步骤包括：

S210，根据目标框位置得到元器件的实际位置。

S220，根据所述电路原理图中的文本内容及其坐标位置获取元器件名称、引脚编号和引脚网络名。

S230，根据元器件类别和元器件名称在所述实际位置上创建元器件实例。

S240，根据每条直线的起点位置和终点位置、以及与起点位置和终点位置距离最短的引脚网络名和引脚编号创建连接网络。

此外，本发明还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述方法。

此外，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和上述非瞬时性计算机可读存储介质。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供了一种在EDA工具中重构电路原理图的方法、设备及存储介质，其通过识别图片格式的电路原理图中不同类型的元信息，并根据不同类型的元信息在EDA工具中重构电路原理图的数据结构，根据数据结构生成电路原理图，能够快速的将不可编辑的图片格式的电路原理图高效的转化为电路原理图，方便更改原理图设计，也可以重建pcb电路板，提高了将图片格式的电路原理图转换为可编辑的电路原理图的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种在EDA工具中重构电路原理图的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了一种在EDA工具中重构电路原理图的方法流程图，所述方法包括如下步骤：

S100，识别原始的电路原理图中不同类型的元信息，其中所述原始的电路原理图为不可编辑的图片格式，元信息的类型包括元器件信息、连接线信息和文字信息。

需要说明的是，电路原理图为图片格式，不可编辑。重构之后的电路原理图为工程文件，可编辑图中的每一个属性，例如，每一个元器件的名称、元器件的引脚名称、元器件在电路原理图中的位置、连接线以及连接线的弯折等。而图片格式的电路原理图中任意一个属性都是不可编辑的，整个图片是一个整体。由于图片格式的电路原理图中缺少元信息，因此不能进行仿真或验证。本发明的目的在于将用户的不可编辑的图片格式的电路原理图转换为可编辑的电路原理图。

其中，元器件信息包括元器件类别和目标框位置。元器件类别包括电阻、电容、芯片和插件等类别。目标框位置包括目标框的中心点的横纵坐标、目标框的宽度和目标框的高度。

其中，连接线信息为每条直线的起点坐标和终点坐标。

其中，文字信息包括文字的内容和位置。位置为文字的内容的中心点位置以及文字的尺寸。

进一步，S100包括：

S110，根据目标检测模型识别电路原理图中的元器件信息，所述元器件信息包括元器件类别及其目标框位置。

可选的，目标检测模型为YOLOv5模型。现有技术中，其他能够进行目标分类的人工智能模型均落入本发明的保护范围之内。

其中，S100中的目标检测模型为已经训练好的模型，目标检测模型的训练步骤包括：

S111，获取训练集，所述训练集中包括多个图片格式的电路原理图。

S112，框选训练集中的每张电路原理图中的元器件生成目标框，并对目标框内的元器件标注标签。

其中，元器件类别对应的标签为自定义标签，例如，元器件类别为电阻R的标注标签0，元器件类别为电容C标注标签1，元器件类别为芯片U标注标签2，元器件类别为接插件J标注标签3等。

其中，在生成目标框时，也同时生成了目标框的中心点坐标、目标框的宽和高的位置信息。用户在框选元器件生成目标框时，框选的位置并非是元器件的准确位置，而是大于元器件位置的模糊位置。

S113，根据具有标签的训练集训练目标检测模型，得到元器件类别；当目标检测模型收敛时，得到训练好的目标检测模型。

作为一个优选实施例，所述元器件类别包括交叉点。其中，交叉点为连接线之间的交点，在电路原理图中存在相交关系的两条直线，若配置有交叉点，则说明这两条直线相交；若未配置交点，则说明这两条直线之间为跨接关系，不相交。为了进一步识别连接线之间是否为相交关系，可以将交叉点作为目标进行检测，得到交叉点的类别。

S120，根据直线检测识别电路原理图中的连接线信息，所述连接线信息包括每条直线的起点位置和终点位置。

其中，由于在电路原理图中，连接线的颜色为预设颜色，连接线的颜色与文本和元器件均不同，例如为连接线的颜色为红色，文本的颜色为黑色或蓝色，元器件的颜色为黑紫色，因此为了有效的识别连接线，而不是元器件本身，将电路原理图进行预处理操作。优选的，在S120中根据直线检测识别电路原理图中的连接线信息之前还包括：提取预设颜色的目标像素点集合，将目标像素点设置为白色，其他像素点统一设置为黑色；然后再利用直线检测算法检测直线。

可选的，直线检测的算法为霍夫直线检测算法或canny边缘检测算法。现有技术中，其他能够实现直线检测的算法均落入本发明的保护范围之内。

优选的，直线检测的算法为霍夫直线检测算法。

需要说明的是，起点位置和终点位置分别为起点坐标和终点坐标。

S130，根据形态学算法去除所述电路原理图中超过预设长度的直线，识别文字信息，所述文字信息包括文本内容及其坐标位置。

其中，在电路原理图中包括大量矩形元器件，且在矩形元器件内部包括元器件自身引脚命名，在元器件周围包括大量引脚，每个引脚具有相应的引脚编号以及引脚的网络名。由于矩形框以及引脚的干扰，在通过相应文本识别模型识别文本时，会导致整个矩形元器件无法有效识别。因此为了充分的识别电路原理图中的文字信息，提高识别准确率，将电路原理图进行预处理，首先去除电路原理图中超过预设长度的直线。

其中，在识别文字信息之前还包括：将电路原理图转换为灰度图像。

可选的，识别文字信息的人工智能模型为OCR(Optical Character Recognition,光学字符识别)。

S200，根据不同类型的元信息在EDA工具中重构电路原理图的数据结构，根据数据结构生成电路原理图。

进一步，重构电路原理图的数据结构的步骤包括：

S210，根据目标框位置得到元器件的实际位置。

作为一个优选实施例，S210还包括：

S211，根据边缘检测算法检测目标框位置中的边缘，得到目标元器件的实际位置和结构信息。通过目标框能够直接定位到元器件的大概范围，减少检测范围，提高识别效率。

S220，根据所述电路原理图中的文本内容及其坐标位置获取元器件名称、引脚编号和引脚网络名。

作为一个优选实施例，根据所述电路原理图中的文本内容及其坐标位置还可以获取元器件实例名和引脚名。

作为一个优选实施例，提取指定颜色的文本内容及其坐标位置，分别得到元器件名称和元器件实例名。需要说明的是，元器件名称和元器件实例名通常位置元器件周围，且其文本颜色不同于引脚编号、引脚名和网络名的颜色。因此为了快速识别元器件名称和元器件实例名，可以对文本内容及其坐标位置做后处理，直接根据颜色再次提取获取对应的元器件名称和实例名。

其中，将引脚编号、引脚名、引脚网络名、元器件名称和元器件实例名均与距离实际位置最近的元器件进行绑定。

其中，根据引脚编号、引脚名和引脚网络的坐标位置与元器件边框位置进行比较，计算边框位置两侧的文本，当文本为数字文本时，则数字文本一侧的文本为引脚编号，边框位置另一侧的文本为引脚名，在引脚编号的同一侧距离引脚编号距离最短的文本为引脚网络名。

S230，根据元器件类别和元器件名称在所述实际位置上创建元器件实例。

需要说明的是，可以是根据元器件类别和元器件名称直接调用元件库生成元器件。也可以是重新识别元器件的结构信息，调用绘制函数重新在EDA工具中绘制相应的元器件。

作为一个优选实施例，将元器件类别分为两类，一类为用户指定的元器件类别，另一类为剩余元器件，分别处理生成相应的元器件实例。S230还包括：

S231，根据指定的元器件类别筛选元器件类别，得到指定的元器件类别对应的目标元器件信息。需要说明的是，用户指定的元器件类别为多输入多输出的元器件。例如，指定的元器件类别为芯片、模块或接口等。

S232，获取目标元器件信息的目标实际位置，在所述目标实际位置上重建相应的目标元器件实例。

S233，根据剩余的元器件类别的实际位置，调用元件库在实际位置上生成相应的元器件实例。其中，剩余的元器件类别可以为电阻、电容、电感等元器件。需要说明的是，由于在识别属性信息时，已经识别出元器件类别、名称和相应的电容的容量、电阻的阻值或电感的感抗等信息，则能够直接根据这些信息调用元件库生成对应的元器件。

需要说明的是，在重建目标元器件时，可以时直接调用元件库；也可以根据识别的元器件的结构信息重绘元器件；还可以是先调用元件库，当调用元件库之后匹配失败时重绘元器件。

作为一个优选实施例，S232中重建相应的目标元器件实例的步骤包括：

S2321，调用EDA工具的元件库，根据元器件类别和元器件名称检索元件库得到模板元件。

S2322，将模板元件的引脚编号和引脚名分别与绑定元器件名称的引脚编号和引脚名进行匹配，当匹配成功时得到目标模板元件，根据目标模板元件在所述实际位置上创建目标元器件实例；其中，绑定所述元器件名称的引脚名是根据所述电路原理图中的文本内容及其坐标位置获取。

通过直接调用元件库的方式生成元器件，能够使生成的元器件与EDA工具中预置的模板元件完全相同，而不是拘泥于电路原理图中的模板。

作为一个优选实施例，S232还包括：在目标实际位置上根据元器件的结构信息重绘生成目标元器件实例。识别元器件的结构信息之后重绘，能够使生成的元器件与原电路原理图中的元器件完全相同。

作为一个优选实施例，S2322还包括，当匹配失败时，在实际位置上根据元器件的结构信息重绘生成目标元器件实例。通过该方式互补重构元器件，能够使符合电路原理图中与EDA元件库中具有相同类型和相同名称的元器件直接调用EDA工具的元件库生成，当不符合该条件时，则根据识别得到的元器件的结构信息重绘元器件，充分利用EDA元件库，以最准确的方式重构元器件。

本发明实施例提供了一种基于EDA工具的重构矢量原理图方法，其通过识别图片格式的电路原理图中不同元素类型的元信息，并根据不同元素类型的元信息在EDA工具中重构电路原理图的数据结构，根据数据结构生成电路原理图，能够快速的将不可编辑的图片格式的电路原理图高效的转化为可编辑的电路原理图，提高了将图片格式的电路原理图转换为可编辑的电路原理图的效率。

本发明的实施例还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。

本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。

本发明的实施例还提供一种计算机程序产品，其包括程序代码，当所述程序产品在电子设备上运行时，所述程序代码用于使该电子设备执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的方法中的步骤。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种在EDA工具中重构电路原理图的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S100，识别原始的电路原理图中不同类型的元信息，其中所述原始的电路原理图为不可编辑的图片格式，元信息的类型包括元器件信息、连接线信息和文字信息；包括：

S110，根据目标检测模型识别电路原理图中的元器件信息，所述元器件信息包括元器件类别及其目标框位置；

S120，根据直线检测识别电路原理图中的连接线信息，所述连接线信息包括每条直线的起点位置和终点位置；

S130，根据形态学算法去除所述电路原理图中超过预设长度的直线，识别文字信息，所述文字信息包括文本内容及其坐标位置；

S200，根据不同类型的元信息在EDA工具中重构电路原理图的数据结构，根据数据结构生成电路原理图；其中，重构电路原理图的数据结构的步骤包括：

S210，根据目标框位置得到元器件的实际位置；

S220，根据所述电路原理图中的文本内容及其坐标位置获取元器件名称、引脚编号和引脚网络名；

S230，根据元器件类别和元器件名称在所述实际位置上创建元器件实例；

S240，根据每条直线的起点位置和终点位置、以及与起点位置和终点位置距离最短的引脚网络名和引脚编号创建连接网络。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S210还包括：

S211，根据边缘检测算法检测目标框位置中的边缘，得到目标元器件的实际位置和结构信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S230还包括：

S231，根据指定的元器件类别筛选元器件类别，得到指定的元器件类别对应的目标元器件信息；

S232，获取目标元器件信息的目标实际位置，在所述目标实际位置上重建相应的目标元器件实例；

S233，根据剩余的元器件类别的实际位置，调用元件库在实际位置上生成相应的元器件实例。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S232中重建相应的目标元器件实例的步骤包括：

S2321，调用EDA工具的元件库，根据元器件类别和元器件名称检索元件库得到模板元件；

S2322，将模板元件的引脚编号和引脚名分别与绑定元器件名称的引脚编号和引脚名进行匹配，当匹配成功时得到目标模板元件，根据目标模板元件在所述实际位置上创建目标元器件实例；其中，绑定所述元器件名称的引脚名是根据所述电路原理图中的文本内容及其坐标位置获取。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，S2322还包括，当匹配失败时，在实际位置上根据元器件的结构信息重绘生成目标元器件实例。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S232还包括：在目标实际位置上根据元器件的结构信息重绘生成目标元器件实例。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元器件类别包括交叉点。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S110中目标检测模型的训练步骤包括：

S111，获取训练集，所述训练集中包括多个图片格式的电路原理图；

S112，框选训练集中的每张电路原理图中的元器件生成目标框，并对目标框内的元器件标注标签；

S113，根据具有标签的训练集训练目标检测模型，得到元器件类别；当目标检测模型收敛时，得到训练好的目标检测模型。

9.一种非瞬时性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，其特征在于，所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-8中任意一项的所述方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和权利要求9中所述的非瞬时性计算机可读存储介质。