Perl等腳本語言在IC設計中有哪些用處？數字IC前端設計有必要掌握類似語言么？如果有，應該掌握到什麼程度？

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perl,python，tcl，tk，awk這幾種語言個適合IC設計的哪些場合了。

利益相關：漂在矽谷的硅工

一般來講，作為一個IC前端設計的工程師，了解公司已有的Perl和Python工具即可。因為負責開發這種自動化工具在團隊或公司中通常另有其人。那些工程師會負責改善platform，將process flow中「必要的」人為操作逐漸自動化。

當然也有例外，如果在projects之間的「閑季」過長，比如兩三個月，團隊往往組織「閑置農民」做一些小型process improvement projects。通常是由excel sheets自動生成新的data sheets，testing vectors或者Behavior Module RTL codes。

為何自動生成新的excel sheets？

公司所保存重要數據的spec往往以excel文件入庫，所以excel文件即是輸入文件，也是輸出文件。1）一旦其中一個數據發生改變，極有可能其他相關數據或者其他spec表格中有引用它的數據都會發生改變，人為修改容易出錯且耗費時間。而在研發階段數據的變更頻率很高，不容許把更新表格成為critical path。2）最基本的spec往往包羅萬象，不僅數據繁多，而且分布在不同table中，對某些使用者，比如application engineer或testing engineer來說，他們只需要看其中的一小部分數據，所以需要把分開儲存的數據提取放在一個新設計的表格中。

為何自動生成新的testing vectors？

對於一個晶元產品，通常內部很高比例的IP／SubSystem都是可重複利用的，比如SRAM和各種通訊協議。不一樣的地方只在於如何使用，比如時鐘不一樣，GPIO介面不一樣或者內存大小不一樣。但如果僅僅因為這些不同，就去重新寫或修改testing vector來測晶元的這部分功能，不僅非常非常耗時間，極容易出錯，而且出錯後還需要更多時間來debug。另外對於不熟悉這些IP或SubSystem的工程師，還需要搭上至少一周時間的learning curve。而一旦將testing vectors自動化，納入操作流程，所有這些工作程序可縮減到1秒。

為何自動生成新的RTL codes？

Analog IC的Behavior Module通常由後端工程師編程，但後端工程師的主業並不在於RTL編程。所以這個過程也容易出錯。然而後端工程師在完成schematic之前就已經寫好了truth tables，delay和warning message等等。Perl script可以直接讀取存有這些信息的excel sheet，然後根據特定template來生成verilog RTL文件。如果有特殊要求，Perl script還可以生成用以模擬Behavior Module的Test cases。

此外，對於前端IC驗證工程師，Perl工具可以節省自己編寫systemverilog的時間。舉個例子，研發階段，register map和IP parameter可能一日一改，與register map相關的TB component，randomization，coverage，test case和assertions都需要相應改codes。此時，如果自己寫perl script根據register map來自動生成相應codes，自己的任務量就會減輕99%。

至於完成這些工作需要多強的perl編程能力呢。我覺得有三點：1）正則表達式；2）GetOptions；3）Stack Overflow。

做為一個晶元設計「老臘肉「，在還是一塊「小鮮肉」的時候也是對集成電路當中的腳本充滿了好奇，同時也充滿了迷茫，哪種語言在工作當中用的多呢？哪種語言效率更高呢？哪種語言適合找工作呢？我來嘗試就我個人理解，從不同的角度來回答一下。

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1. 概述：

我們在集成電路行業中一般常用到的有四種腳本，分別是 csh，TCL，Perl, Python.

csh介紹：C shell 是一個互動式命令解釋器和一種命令編程語言，採用的語法類似於 C 編程語言。shell 是互動式地從終端鍵盤或者是從一個文件來執行命令的。這個 csh 命令調用了 C shell。

TCL介紹：Tcl (最早稱為「工具命令語言」"Tool Command Language", 但是目前已經不是這個含義，不過我們仍然稱呼它為TCL)是一種腳本語言。由John Ousterhout創建。 TCL很好學，功能很強大。TCL經常被用於快速原型開發，腳本編程， GUI和測試等方面。

Perl介紹：Perl，一種功能豐富的計算機程序語言，運行在超過100種計算機平台上，適用廣泛，從大型機到便攜設備，從快速原型創建到大規模可擴展開發Perl最初的設計者為拉里·沃爾（Larry Wall），於1987年12月18日發表。Perl 一般被稱為「實用報表提取語言」（Practical Extraction and Report Language）。

Python介紹：Python（英國發音：/?pa?θ?n/ 美國發音：/?pa?θɑ?n/）, 是一種面向對象的解釋型計算機程序設計語言，由荷蘭人Guido van Rossum於1989年發明，第一個公開發行版發行於1991年。Python語法簡潔清晰，特色之一是強制用空白符(white space)作為語句縮進。

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以下分析基於大家都是小白的情況下，不考慮高級寫法，長文不易，不喜勿噴。同時以下內容都從一個數字IC設計工程師的角度所寫，見識有限，若有不同技術喜好，可友好討論。

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2. 分析：
1）處理簡單問題：

csh：

做為linux的原生語言，是最容易的語言。其中的grep，awk, sed等命令對於文本處理有極高的效率。簡單問題：比如我要找到一個文本當中，以A開頭的行：grep -e "^A" txt. 再如，打出這些行的第二列: grep -e "^A" txt |awk "{print $2}".基本2秒之內完成。

TCL :

同樣實現上述功能(偽代碼) 打開文件，遍歷開始，if匹配，split分列，顯示，遍歷結束，關文件. 綜上所述，最少7句，可見在這種簡單問題上，劣勢明顯.

Perl :

同樣實現上述功能, 同tcl

Python :

同樣實現上述功能, 同tcl綜上所述：在實現簡單問題上面，TCL, Perl, Python都像殺雞用牛刀，csh簡單粗暴。

2）EDA工具的兼容性：

csh：外部調用
TCL : 原生兼容。這麼理解，集成電路軟體就環境像大家用的電源插座（中國標準220v），tcl就是中國標準的插頭，在中國走到哪裡都能用。
Perl : 美國110v插頭，到中國來得配個轉接頭。無法直接用，我只見過極少數的EDA軟體原生支持perl，但我見過所有的軟體都支持tcl。
Python : 這個說到都是淚啊，自定義插頭，自己的插頭還有兩個版本python2.3和python3。在eda裡面也是靠外部調用。

綜上所述：TCL語言無疑是EDA語言當中兼容性最強的霸者，無法撼動。

3）EDA流程式控制制：

csh ：罕有見聞，最多拷貝文件，刪除文件夾之類
TCL：幾乎所有的EDA控制流程式控制制都是用tcl所寫。個人覺得有兩方面原因，一方面是EDA的兼容性，另一方面tcl腳本的可讀性是所有幾種腳本中最好的，解釋性的語言，硬性的語法，為流程維護帶來了極大的便利。
Perl ：罕有見聞，同時perl的寫法比較靈活，維護方面比較困難。
Python ：罕有見聞，維護災難~~~強制用空白符(white space)作為語句縮進，一翻頁就不知道看的是啥了，兩眼都是淚，誰能告訴我為什麼？

綜上所述： TCL語言在集成電路設計軟體流程式控制制當中依然是主流。

4）語言功能擴展和高級用法（電路方向）：

csh : 少
TCL : 從未使用，同時對於高級用法，如哈希等擴展性有限，被業界詬病。比較有用的就是開發GUI的時候可以使用tcl/tk。
Perl：Perl的社區活躍度很高，有些好用的module擴展，比如有提到的一些「getOptionos「，生成excel，生成圖表，等等。對於電路設計人員來說，更為重要的事，perl擁有靈活的正則表達式、很強大的hash功能、指針轉換等優點，在數字集成電路前端設計中有非常廣泛的應用：（1）自動生成有規律的verilog代碼，來保證代碼風格的一致性，和強大的低錯誤率；（2）讀取繁雜的技術文檔，建立複雜的hash表，自動生成具有參數化的、可擴展性強的verilog代碼，可極大地降低人工手動編寫的錯誤率，同時，保證與技術指標更新一致的嚴格性和實時性。（3）自動生成模擬激勵，抓取關鍵信息，因為隨著集成電路規模的增大，模擬測試工作量大大增多，自動化生成激勵會大大降低工作量，提高驗證效率。
Python :擴展多為科學計算開發包多用於金融計算（pandas、tushare可以組合寫股票模型），爬蟲（scrapy 爬知乎美女圖片），機械學習（scikit-learn 簡單用來訓練識別圖片），畫一些科學圖（matplotlib）... 高級用法，最棒的地方在於支持對象，這個功能在寫高級演算法的時候非常好用。

綜上所述：Perl的優點，奠定了其在IC設計中的無可動搖的地位，而python則成為數據抓取、機器學習領域中風頭無二的語言，但在集成電路中使用比較少見。

5）運算性能：

csh: 低
TCL: low
Perl: 挫
Python :

之前寫過一個腳本需要大量的排序等操作，電路規模一大，慢如牛，換成python速度提高20倍。它的底層是為科學計算，用C優化過的，非常強勁。

綜上所述： Python在這個領域，高帥富，無人撼動。

3. 總結：

不知道大家有沒有看過「降臨」，講的是一幫「外星人」來到地球給蠻荒的人類帶來新的科技。而他們選的方式竟然是教授一門「語言」。（腦洞挺大，推薦大家看看）其實從語言的設計的美來看，來源於它所面對的應用，來源於對解決的問題的思維方式。

比如你在學習TCL時，就能感覺到TCL語言的死板，而這種死板正決定了它適合於做flow。而在學習Perl的時候就能感覺到他的靈活，這種的靈活使它更加適合做成一門「膠水語言「。在學習Python的時候你會覺得它的設計有點反人類，但正是這種反人類會改變我們的思維習慣，而真正的去從數學的方面思考問題。

本文對四種腳本語言的總結，請參照下表

4. 個人觀點：

其實要做任何一件事情，使用任何一種語言都可以實現，只是在實現難度，性能上面有些不同。

如果讓我來建議微電子的應屆大學生學習一門語言，我推薦首選TCL，因為在今後的工作中會經常遇到（數字後端用的更加頻繁），而且他的學習比較簡單，做為語言學習的開路石，也比較適合。然後，如果有更多的時間，學習一下Perl，體驗一下他的靈活，同時在已後的電路設計（前端設計）當中也會碰到大量的應用。

作為一個集成電路設計工程師，Python非常有趣，用Python寫過股票分析軟體，搶紅包軟體，自動布局軟體，圖片加解密軟體等。

最後，有興趣的同學歡迎參見我們最新的live"從零學習TCL腳本「，為微電子行業量身定做 :)。各位有空的話點個關注，點個贊哦，謝謝。同時之前的回答也是非常不錯哦。

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---我們正在進行中的live

關於兩次腳本的live，我們將提供一些練習題，並在在每次live結束後的兩周內，為大家提供實時解答和討論。

1、從零學習 TCL 腳本：知乎 Live - 全新的實時問答

2、TCL 腳本：數字 IC 設計應用篇：知乎 Live - 全新的實時問答

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觀芯志：知乎專欄

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半導體先進工藝的器件結構和挑戰：知乎 Live - 全新的實時問答

你不了解的微電子行業：知乎 Live - 全新的實時問答

初學者在數字 IC 設計學習中易進入的誤區：知乎 Live - 全新的實時問答

perl和tcl最有用。tcl一般是工具語言，EDA工具都按這種格式下約束，tcl本身就是為了配合工具使用的，沒有太大的獨立價值。perl一般是黑科技，公司自己內部開發腳本，用來做一些極其強大的文字處理，減少重複性工作。比如修ECO，將小design整合成大design，自動跑各種隨機化的模擬，極其有用。

tcl沒什麼語法，談不上掌握。perl需要認真學，越精通越好。

其餘的語言不在IC生態圈內。

腳本用於執行重複操作，以提高效率。舉個例子來說，綜合後Design Compiler會生成許多Report，你可以寫一個腳本在不同的Report中抓取你需要的內容，最後生成一個報表。你只要看這個報表就可以大致知道這一次跑得怎麼樣。如果有問題，再去看具體的Report。

Perl, Python, Tcl/tk, awk/sed 之類的都很有用。

Perl: 有同事熟悉Perl，用Perl編寫腳本在目錄里搜索含固定字元串的文件。然後所有AHB Backbone RTL代碼都是用Perl腳本自動生成的。

Python: 有同事喜歡Python。用Python解析XML，利用預定義模版生成UPF文件。

Tcl/tk: 有一個同事喜歡用Tcl。他覺得clearcase原生命令不夠人性，用Tcl按照自己的習慣重新寫了一些命令。現在大家都在用。每個大模塊的DfT設定非常相似，所以所有DfT有關的代碼我們都用Tcl來生成，腳本也是這個同事寫的。tk是Tcl的圖形化界面。理論上你可以用它開發EDA工具。

awk/sed/grep/shell script: 都很有用。如果可以用awk/sed/grep/shell script實現的，我就不想寫Perl/Tcl/Python。

腳本語言是工具，幫助我們提高效率。上面提到的例子都是前端的，掌握到什麼程度看個人。

個人認為在IC前後端都需要一定的腳本能力，而且越強，自動化效率越高，工作效率也就更高。

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打個比方吧，可以把IC工作看成是耕地，把腳本看成是頭小牛。

當你沒有牛的時候，你只能自己一鋤頭一鋤頭耕地；

有了小牛，你可以讓他配合你耕地，取代一部分人的體力工作；而且牛餵養的越壯實，乾的活越多，你的耕地效率就越高，你也更輕鬆一點；

當牛養到了足夠大，足夠壯的時候，甚至可以將它變賣掉，然後入台小型機械耕地機，將你的耕地效率提高到一個新的層面。

perl不會的話，題主的工作效率肯定很低

把正則表達式練好

perl/tcl/python 三者中通一個就可以了。核心東西差不多的。

這個主要是為後端和驗證服務的，前端基本不需要。當然掌握了顯然是對能力很有幫助的。

掌握script 語言至少在後端來說，是從優秀到卓越的必備一步。

你想更高效更正確做後端，一定要學啊。掌握到能熟練應用的水準。

perl的功能很強大，但是初學時，對於IC設計前端來說掌握shell就夠了。shell要比perl容易掌握，而且功能也足夠對付前端設計甚至驗證所遇到的問題。所以，強烈建議先從shell腳本開始。另外awk只是shell中的一個命令而已，不是一門語言。

還是個學生，說說平時對於這些語言的應用。

python：因為上手簡單，庫的種類比較全，適合完成各種需求。

比如做模擬的時候，因為需要input的信號過多，拿python生成對應的文本。

畫layout的時候，拿python生成對應的skill文件（skill實在是懶得學了，所以直接用python生成簡單的只有地址和命令的skill）。因為我要做一種近似於圓形的image sensor，如果不用腳本，一點一點畫的畫簡直是噩夢。

另外就是用python的matplotlib畫模擬和測定結果的圖。

至於tcl，會使CAD軟體的使用更便利一些，我最近在做一些關於器件的模擬，用到了TCAD，用tcl會很方便。

很多東西很多人都說到了，Perl，Tcl，Python和shell，其誕生的背景不同：

TCL：Tool Command Language

Tcl/Tk 的發明人 John Ousterhout 教授在八十年代初，是伯克利大學的教授。在其教學過程中，他發現在集成電路 CAD 設計中，很多時間是花在編程建立測試環境上。並且，環境一旦發生了變化，就要重新修改代碼以適應。這種費力而又低效的方法，迫使 Ousterhout 教授力圖尋找一種新的編程語言，它即要有好的代碼可重用性，又要簡單易學，這樣就促成了 Tcl (Tool Command Language) 語言的產生。

Perl：原名Pearl，現在一般都理解成Practical Extraction and Report Language（並非作者本意）

拉里·沃爾（Larry Wall）為了讓在UNIX上進行報表處理的工作變得更方便，決定開發一個通用的腳本語言，而在1987年12月18日發表。

Python：在數據分析領域大大有名，應該都聽說過。

Shell主要作用還是來和操作系統交互，這是它設計的初衷。

性能？大家的擅長地方不同，如果你要高性能，C語言寫出來的一般都是最直接最高效地。

掌握TCL為了什麼？和工具交互，由於TCL的特性，EDA工具多用TCL做為和用戶交互的語言。

掌握PERL為了什麼？處理Report，CPAN上有很多優秀的包可以使用，當然你自己也可以寫出優秀的包，造輪子給大家用。

掌握SHELL為了什麼？如果你的Job是Run在伺服器上的，要管理伺服器，要驗證，要...SHELL當然很有用。

所以，術業有專攻，編程語言也是，掌握程度看你從事什麼崗位，比如前端，那麼其實SHELL少一點，TCL，PERL多一點。如果你是管理License，管理伺服器的，SHELL要比較熟練，其他也要懂，很多log要處理。

Perl在驗證中，有獨特的作用。可以生成整個驗證環境，比如Easier UVM。如果你download下這個的話，會發現就是用Perl寫的。

另外，Perl在處理文本方面，簡直不要太強，可以用來寫一些模擬約束，還有就是流程管理，可以做log文件的過濾，回歸case，以及自動發送回歸的結果郵件。

還可以打發時間。

GitHub - stephen0921/move2048: Game 2048 written in Perl script.

又整理了一個新的東東。

stephen0921/org_verilog/

站在一個數字前端設計的角度，perl有強大的文字處理能力，在一些規模較大的項目中用於生成一些公共組件的代碼，例如CRG,memory wrapper等，但是由於perl可讀性實在太差平時我習慣用python代替perl，部門內部甚至還出現過罷黜perl獨尊python的呼聲。tcl更多的是用於板級調試時，控制測試儀等設備完成自動化測試，所以用到的語法也最簡單可以現學現用。最後補充一個VBA語言，配合上excel的強大能力真是減少工作量（偷懶）的利器。

做SOC的話前端script是必備技能。相對來說我喜歡python。

tcl面還是太窄了但是有時候你不得不跟他打交道。

perl寫起來非常方便，也特別擅長處理文本和正則式。圈子裡用它的人最多。但是perl可維護性太差，名副其實的一次性語言。寫這個就是給自己以後埋雷。

python雖然麻煩點，但是可維護性強。處理一些現代的文件比如xml,exel也更方便。

前端不了解，後端做驗證一定要用腳本的吧。

比如每個IC process都會有幾百頁pdf的design rule manual，以及與之對應的純文本文檔(design rule deck)，怎麼樣才能把其中的信息提取出來驗證你的layout有沒有meet這些rules？只能用script。

再比如將小的design pack成大的design的時候，只有用script操作才能滿足高效和正確性的要求。

我們公司有個老印，十幾年前給公司寫了大量的這類實現自動化的腳本，所以現在生活非常自在，經常回印度老家呆著，因為公司也離不了他。

當然有作用！perl極為擅長文本處理，在驗證、後端應用都很多，掌握他對你提高工作效率百益無一害。再者，技多不壓身，腳本語言必須會一種，要在圈裡混好的話

EDA工具內部都是tcl。這部分基本上一半是tcl的特性，一半是工具自己（比如DC，Encounter，Modelsim。。。）的關鍵詞語句。

各個流程的連接是csh和perl。很多人說perl做字元匹配強大。我勸有能力選擇千萬不要用，維護起來累死人，而且弄到後來誰都不想碰。簡單用途就直接用csh吧。基本和unix的命令行一樣。這個裡面有grep，sed，awk是比較常用的。

有選擇的話，一定要用python。介面規範，維護方便，功能強大。雖然代碼長度變大了。但是真的好用。如果要比速度，我寧願寫20行python，也不願寫1行perl。我不能想像用過的netlist解析器用其他語言會多麼的複雜。

何況學好python還方便轉碼農你說是么。

沒有多難不要怕，學學就會，對工作幫助倒是挺大的。個人感覺。

個人感覺是根據需要實現功能的複雜度，從複雜到簡單，依次選取Python ，perl，shell.至於tcl，印象中大部分人用它都是因為工具兼容性，不得不用它。通常我們是複雜的邏輯使用Python 和perl實現，然後工程師使用時在外面用shell包一個殼子，以實現功能的擴展。基本就是簡單的功能用shell，複雜的功能用shell調用Python 和perl來實現。

關於Python 和perl，如果寫一個程序會被長期使用，並且可能需要多人維護，那麼強烈建議使用Python ，perl的可讀性實在是個問題。而且有的公司可能會有搭建一套完整的設計驗證平台，這種時候Python 是首選，因為可以使用Python 開發web程序的一些常用框架，方便的實現很多功能，使得程序更加好用。同時很多工程師有個奇怪的現象，老喜歡在代碼中寫非常複雜的哈希結構，而且通常是一層套一層的，看的人會覺得特別費解，與此同時還覺得這是水平高的體現，殊不知代碼的可讀性也是一個人代碼能力的體現。使用Python能減輕這個問題。

另外，強烈推薦多學學Python ，作為一個工程師，我表示這門語言學了絕對是值得的，因為它能做的事情實在是太多太多。相對而言，perl主要還是擅長做基本的文本處理，用途較單一。