G2 入门：从下载到签核时序

G2 是一个在你自己的 Linux 机器上运行的芯片设计平台。项目、模块、库、签核场景和设计数据都在同一个网页里，每次工具运行结束，关键数字马上就能看到。这个系列是最快的入门方式：大约 27 分钟，只用 G2 自带的开源工具，从下载做到一个完成布局布线、跑完签核时序的模块。

这篇文章是 8 集视频的文字版。每一节包含该集视频、它展示了什么，以及跟着做需要的命令和数字。全部内容都可以用免费的 G2 社区版完成。


平台	G2 v1.0.0 社区版，在 Linux 上通过浏览器使用的工作环境
工具	Yosys、OpenROAD、OpenRCX 与 OpenSTA（另外也附带 Verilator、Magic 与 Netgen）
PDK	Nangate45、SkyWater 130 与 ASAP7，附可直接运行的演示案例
设计	每一集都用 Nangate45 上的 `gcd`
结果	`v01` 签核时离 1 GHz 差 1.95 ns；`v02` 修正约束后只差 9 ps

预告

一分钟认识 G2

1:13

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所有东西都在同一个网页里：项目、模块、库、场景和设计数据。预告片展示一个真实的模块 gcd，从 RTL 经过布局布线做到签核时序，每个阶段和每个结果都在同一张表里。每次工具运行都会立刻显示关键数字：时序、密度和运行时间，不用再 grep 日志。时序失败时，可以打开任何一条路径，看清楚延迟从哪里来。

在背后，G2 为每一份设计数据做版本管理，所以你永远知道哪个网表产生了哪个结果。还有一个熟悉 G2 操作步骤的 AI 助手，可以帮你运行流程。这一切都在一个下载包里，OpenROAD、Yosys、OpenSTA、PDK 和演示案例都已包含。

第一部分：安装设置

#1安装与启动

3:07

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G2 社区版放在 GitHub 上，需要的东西都在一个发布包里。G2 平台可以运行在 Ubuntu 22.04 及以上，以及 Rocky 或 RHEL 8 及以上。附带的 OpenROAD、Yosys 和 Verilator 需要 glibc 2.35 及以上，也就是 Ubuntu 22.04 及以上。

G2 需要几个标准的 Linux 工具。在 Ubuntu 上一行就能装好，这也是唯一需要 sudo 的步骤：

sudo apt-get install -y xterm tcsh vim-gtk3 firefox tcl coreutils gzip

接着下载发布包（约 530 MB）并解压。G2 没有安装程序，也不需要 root 权限。里面有 G2 本身、一个附带的 Node.js 运行环境，以及包含 Nangate45、sky130 和 ASAP7 的 pdk 目录。开源 EDA 工具在 g2/free 里。

wget https://github.com/DeepDataFlow/G2/releases/download/v1.0.0/G2_v1.0.0.tar.gz
tar zxvf G2_v1.0.0.tar.gz
mkdir g2
cd g2
../G2_v1.0.0/g2/bin/g2init
source g2.rc
g2

工作区是存放项目和数据的地方。g2init 会选一个空闲端口、建立工作区目录，并写出 g2.rc；它负责设置环境，把 G2 和所有附带工具加进 PATH。g2 会在自己的窗口里启动服务器。服务器会打印一个带 token 的登录 URL：把整个 URL 连同 token 一起复制到 Firefox。

首页是你的项目列表。新建一个项目，项目页面上 G2 的每个部分都有一个标签页：

标签页	内容
Impl	实现：工具在这里运行
Spec	项目设定
Blk	每个模块的目标，例如速度和面积
Scen	签核场景：模式与 PVT corner
LIM	库管理器
DDM	设计数据管理器，为设计数据做版本管理
SCM	脚本

以后每次回来只要三条命令：cd 进工作区、source g2.rc、g2。

#2一条命令建立演示项目

3:55

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G2 为三个 PDK 都附带了演示案例，这个系列用 Nangate45。build.sh 是一小串步骤：建立项目、定义签核场景、指向 PDK、安装库，再建立 gcd 和 spm 两个模块。每一步都可以在界面上手动完成，脚本只是帮你省时间。

$G2_ROOT/demo_case/nangate45/build.sh   # 也有 sky130/ 与 asap7/

新项目里每个标签页的内容：

Spec 是整个项目的设定：tech LEF、RC 文件，以及综合用的 corner。
Scen 有两个模式：functional 和 shift，每个模式有四个 PVT corner：125 °C 与 −40 °C 下的慢速、快速和典型。之后每次时序分析都会用到它们。
LIM 里已经以 v1 版本装好 Nangate45 标准单元。G2 解析了每一个 liberty 文件，所以可以直接浏览单元、面积和引脚功能。存储器 macro 也用同样的方式管理。
Blk 是每个模块的目标。gcd 的时钟是 1 GHz，占地 600 × 600 µm。每个模块也会按名称和版本列出它用到的库，这样每个流程都知道要加载哪些库。
DDM 里已经放好了 gcd 的 RTL。

第二部分：从 RTL 到签核

#3用 Yosys、OpenROAD 和 OpenSTA 从 RTL 到 GDS

6:16

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在 G2 里，每一次实现尝试都是一个版本。版本一开始是一个空目录，流程一个一个签出到里面。这一集为 gcd 建立 v01。

先做综合，它也带出整个系列最重要的一点：每个 G2 流程都有同样的视图，顺序也一样。

视图	作用
Script	拉取运行脚本
LIM	选择库
DDM	连接输入数据
Exec	运行工具：Gen 生成运行脚本，Run 启动工具
QA	检查清单
Chkin	把结果发布到 DDM

在 Yosys 上学会这几个视图，OpenROAD、OpenSTA 和其他所有流程也就都会了。DDM 视图清楚显示这次运行用哪些输入数据：这里是 RTL 版本 v2 和综合用的 SDC。运行结束后，QoR 会解析日志和报告，填进单元数、寄存器数和错误数的卡片，不用读日志就知道成功了没有。Check-in 把网表以 syn v01 发布到 DDM。这就是交接：下一个流程从 DDM 取网表，而不是从这个目录。

OpenROAD 有同样的视图，流程分成八个任务：init、floorplan、placement、时钟树综合、post-CTS、routing、post-route 和 finish。每个任务都有自己的子页面和日志。Gen all、Run all，每个任务都会报告状态和 QoR：运行时间、错误、每个场景的时序和密度。

接着是签核。OpenRCX 从绕线后的版图提取寄生参数，把 SPEF 签入 DDM。OpenSTA 的 Gen all 会为 Scen 标签页里的每个场景各建一次运行：两个模式乘四个 corner，每个场景的最差 slack 一目了然。

签核也抓到了问题。在慢速 corner，setup 差了将近 2 ns（−1.95 ns）。模块规格写的是 1 GHz，但布局布线的约束用的是 4 ns 的时钟。这正是签核存在的意义，第 5 集会修正它。

这一集点过的所有操作都可以写成脚本，适合回归测试或每晚构建：

$G2_ROOT/demo_case/nangate45/gcd_rtl2gds.sh

#4设计数据管理（DDM）

2:26

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在 G2 里，流程从不直接读彼此的目录。每个流程都从设计数据管理器 DDM 取得输入，再把输出发布回 DDM。

每个流程都从 DDM 读取、再发布回去：Yosys 读 RTL 并发布 syn，OpenROAD 发布 apr_finish，OpenRCX 加上它的 SPEF，OpenSTA 读取两者。

DDM 标签页显示项目里的每个模块和每种数据类型。gcd 有 RTL、综合网表、每个模式的 SDC，以及每个布局布线阶段之后的快照。每种数据类型可以有很多版本，其中一个是发布（publish）版本：下游流程默认使用的就是它。

每个版本都记得自己从哪里来。网表 syn v01 是 impl/gcd/v01 里的 Yosys 运行产生的，点一下就回到那次运行，看得到它的日志和 QoR。在使用端，每个流程和任务都有 DDM 视图：OpenROAD 的 init 任务读取 syn v01 和布局布线约束。想试别的约束，就在那里改版本再重新运行，不用复制文件。

底层就是普通的目录和符号链接。没有需要维护的数据库，在 shell 里就能查看一切。对任何结果都能回答两个问题：哪些数据产生了它，以及哪次运行产生了那些数据。

第三部分：比较与调试

#5并排比较多次实现结果

4:15

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这个实验只改一处。v02 在 DDM 里用了新的布局布线约束 sdc_apr_func v02，时钟改成 1 ns，与规格一致。每个版本都是独立的，v01 完全不受影响。流程照常运行，OpenROAD 的 init 任务现在读的是 sdc_apr_func v02。有一个细节很重要：要等输入存在之后再签出 OpenRCX 和 OpenSTA，它们才会绑定到 v02 的版图。

Status 视图并排显示 v01 与 v02：签核 setup 从 −1.951 ns 变成 −0.009 ns。

在模块层级，Status 视图把两个版本并排显示。阶段选择器切换要看的指标：前端显示综合数字，APR 显示布局布线，Signoff 显示各场景的时序。v01 离 1 GHz 差了将近 2 ns，v02 只差 9 ps。Column 按钮可以精确选择要显示哪些指标，只想找一个数字时很方便。再往上一层，可以一次看到项目里的所有模块，这是项目负责人每天早上要看的画面。

#6用 tpath 调试时序路径

2:19

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这次看的场景是慢速 corner 的 setup，0.81 V、125 °C。原始的 OpenSTA 报告有几千行，平常只能滚动和 grep。tpath 会解析并汇总它。首先是每个路径组的最差 slack，马上就能看出问题出在哪一类路径：寄存器到寄存器差了 9 ps，而输入到寄存器（+0.145 ns）和寄存器到输出（+0.247 ns）都通过。接着是按 slack 排序的所有路径。

tpath 里的一条路径：数据延迟 0.978 ns 加上 0.030 ns 的 setup，对比 1 ns 的周期；理想时钟下时钟延迟和 skew 都是零。

打开一条路径，tpath 会显示它的起点和终点、发射和捕获时钟，以及 slack。然后把路径拆成几个部分：数据逻辑花了 0.978 ns，捕获的触发器需要 30 ps 的 setup，刚好超过 1 ns 的周期。这次运行用的是理想时钟，时钟延迟和 skew 都是零，所以要修的是逻辑，不是时钟树。这条路径的原始报告文字点一下就能打开。tpath 也能读取 PrimeTime、Tempus/Innovus、DC 和 Fusion Compiler 的时序报告。

第四部分：AI 助手

#7芯片设计流程的 AI 助手

3:09

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G2 的 AI 助手通过 skill 获得知识。每个 skill 是一项 G2 任务的分步操作程序：建立项目或模块、安装库，或运行 Yosys、OpenROAD、OpenSTA。skill 是纯文本，列出的步骤和第 3 集一样：签出、拉取脚本、拉取库、生成、运行、签入。助手遵循 G2 真正的操作程序，而不是自己发明一套。

视频里用 opencode 作为 agent。把 agent 说明和 skill 复制进工作区，然后启动：

cd $G2_SYS
cp $G2_ROOT/aiagent/AGENTS.md .
mkdir .opencode
cp -r $G2_ROOT/aiagent/skills .opencode/
opencode

问它怎么做，例如 “How do I run OpenROAD for gcd?”，它会解释，但不会运行任何东西。
叫它去做，例如 “Create a new version v03 for gcd in nangate45”，新版本马上出现在浏览器里。
更大的任务，例如 “Run yosys on gcd v03 and check the netlist into DDM”，它会先订计划，再一步步执行，用的命令和界面按钮背后的一样。结果就是一次普通的 G2 运行，有同样的 QoR 卡片和同样的 DDM 签入，你可以检查，也可以手动重做。
缺东西时它不会乱猜。叫它 “Run yosys on spm”（这个模块还没有版本）时，它会停下来，问你要不要先建立 v01。

接下来

这就是 G2：每个流程都有网页界面、设计数据有版本管理，还有一个熟悉操作程序的助手。

下载：GitHub 上的 G2 社区版。
视频：Bilibili 合集与 YouTube 播放列表。
下一步，真实的设计：RISC-V 实战：从 RTL 到签核用同样的流程在 sky130 上完成一个 RISC-V 核心，RISC-V SoC 实战：从模块到芯片再把它做成一整颗芯片。
关于 G2 的问题：support@deepdataflow.com。授权与合作：sales@deepdataflow.com。