在 IC 设计项目中，管理库依赖关系是确保设计完整性和可移植性的关键环节。本文介绍一个强大的 SKILL 工具，能够快速扫描指定库列表，识别所有引用了外部库的实例，帮助进行 IP 交付检查、依赖关系审计和库迁移准备。

需求场景

在实际工作中，我们经常遇到需要检查库依赖关系的场景：

场景 1：IP 交付前检查

需求：确保 IP 库只引用了允许的标准工艺库
问题：如何快速发现所有非法的外部库引用？

场景 2：项目依赖关系审计

需求：审查整个项目引用了哪些外部库
问题：手动检查数千个 cellview 工作量巨大

场景 3：库迁移准备

需求：迁移库前识别所有外部依赖
问题：需要知道哪些外部库必须一并迁移

场景 4：设计规范检查

需求：验证设计是否符合库引用规范
问题：快速发现违反规则的引用

工具功能

CCSFindExternalRefs.il 提供了自动化的库依赖关系检查功能：

功能	说明
灵活的库列表	支持两个库列表：待扫描库 (List A) 和允许引用库 (List B)
智能过滤	只报告 List A 中引用了不在 List B 中的外部库
View 类型过滤	可选择只检查 schematic、layout 或其他特定 view
性能优化	使用 instanceMasters 而非 instances，自动去重
双输出模式	控制台输出 + 文件报告两种模式
详细统计	提供扫描统计和外部引用计数

核心技术

基于 Cadence 官方文档验证

本工具的所有关键函数调用都经过 Virtuoso Studio Design Environment SKILL Reference IC25.1 官方文档验证：

函数/属性	用途	验证状态
ddGetObj(libName)	获取库对象	✅ 正确
libId~>cells	遍历库中的 cells	✅ 正确
cellId~>views	遍历 cell 中的 views	✅ 正确
dbOpenCellViewByType()	以只读模式打开 cellview	✅ 正确
cv~>instanceMasters	获取唯一 masters（性能优化）	⭐ 最佳实践
master~>libName / cellName	获取 master 属性	✅ 正确
dbClose(cv)	释放内存	✅ 正确

性能优化亮点

使用 cv~>instanceMasters 而非 cv~>instances

; ✅ 高效方法（本工具使用）
masters = cv~>instanceMasters  ; 自动去重，每个 master 只出现一次
foreach(master masters
  masterLib = master~>libName
  ; 处理一次即可
)

; ❌ 低效方法（不推荐）
foreach(inst cv~>instances  ; 包含所有实例，重复的 master
  masterLib = inst~>master~>libName
  ; 同一个 master 可能被处理多次
)

性能对比：

• 对于有 1000 个实例但只有 50 个不同 master 的设计
• instanceMasters 只需处理 50 次
• instances 需要处理 1000 次
• 性能提升 20 倍！

核心算法

procedure(CCSFindExternalRefs(libListA libListB @key (viewFilter list("schematic" "layout")))
  let((libId cv masters externalCount)
    externalCount = 0
    
    ; 遍历待扫描的库列表 A
    foreach(libName libListA
      libId = ddGetObj(libName)
      when(libId
        ; 遍历库中所有 cell
        foreach(cellId libId~>cells
          ; 遍历 cell 中的 view
          foreach(viewId cellId~>views
            viewName = viewId~>name
            
            ; 只处理指定的 view 类型
            when(member(viewName viewFilter)
              ; 以只读模式打开 cellview
              cv = dbOpenCellViewByType(libName cellId~>name viewName "" "r")
              
              when(cv
                ; 获取所有唯一的 instance masters
                masters = cv~>instanceMasters
                
                ; 检查每个 master
                foreach(master masters
                  masterLib = master~>libName
                  masterCell = master~>cellName
                  
                  ; 检查 master 库是否在允许列表 B 中
                  unless(member(masterLib libListB)
                    ; 找到外部引用，报告
                    printf("  [EXTERNAL REF] %s/%s/%s -> %s/%s\n"
                      libName cellId~>name viewName masterLib masterCell)
                    externalCount = externalCount + 1
                  )
                )
                
                ; 关闭 cellview 释放内存
                dbClose(cv)
              )
            )
          )
        )
      )
    )
    
    externalCount  ; 返回外部引用计数
  )
)

使用方法

1. 加载脚本

load("CCSFindExternalRefs.il")

2. 基本用法（控制台输出）

; 定义库列表
libListA = list("MY_IP_LIB" "MY_DESIGN_LIB")
libListB = list("BASIC_LIB" "STD_CELL_LIB" "MY_IP_LIB" "MY_DESIGN_LIB")

; 运行检查
CCSFindExternalRefs(libListA libListB)

输出示例：

=============================================================
External Library Reference Checker
=============================================================
Scanning Libraries: ("MY_IP_LIB" "MY_DESIGN_LIB")
Allowed Ref Libs:   ("BASIC_LIB" "STD_CELL_LIB" "MY_IP_LIB" "MY_DESIGN_LIB")
View Filter:        ("schematic" "layout")
=============================================================

--- Processing Library: MY_IP_LIB ---
  [EXTERNAL REF] MY_IP_LIB/AMPLIFIER/schematic -> VENDOR_LIB/NMOS_33
  [EXTERNAL REF] MY_IP_LIB/AMPLIFIER/schematic -> VENDOR_LIB/PMOS_33

--- Processing Library: MY_DESIGN_LIB ---
  [EXTERNAL REF] MY_DESIGN_LIB/TOP/schematic -> OLD_LIB/LEGACY_BLOCK

=============================================================
Summary:
  Total Cells Scanned:      45
  Total Views:              128
  Checked Views:            90 (filter: ("schematic" "layout"))
  External References Found: 3
=============================================================

3. 高级用法

带详细输出

CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?verbose t)

只检查特定 View

; 只检查 schematic
CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?viewFilter list("schematic"))

; 只检查 layout
CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?viewFilter list("layout"))

; 检查多种 view
CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?viewFilter list("schematic" "layout" "config"))

生成报告到文件

CCSFindExternalRefsToFile(
  libListA 
  libListB 
  "external_refs_report.txt"
)

报告文件示例：

External Library Reference Report
Generated: Mon Jan 26 17:58:00 2026
=============================================================

Scanning Libraries: ("MY_IP_LIB" "MY_DESIGN_LIB")
Allowed Ref Libs:   ("BASIC_LIB" "STD_CELL_LIB" "MY_IP_LIB" "MY_DESIGN_LIB")

Total External References Found: 3

=============================================================

Library              Cell                 View            -> Ref Library          Ref Cell            
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
MY_IP_LIB            AMPLIFIER            schematic       -> VENDOR_LIB           NMOS_33             
MY_IP_LIB            AMPLIFIER            schematic       -> VENDOR_LIB           PMOS_33             
MY_DESIGN_LIB        TOP                  schematic       -> OLD_LIB              LEGACY_BLOCK        

实际应用案例

案例 1：IP 交付前检查

; IP 库只应该引用标准工艺库
ipLibs = list("MY_IP_CORE" "MY_IP_IO")
allowedLibs = list(
  "TSMC28_BASIC"      ; 工艺库
  "TSMC28_IO"         ; IO 库
  "MY_IP_CORE"        ; IP 自己
  "MY_IP_IO"          ; IP 自己
)

; 检查是否有非法引用
refCount = CCSFindExternalRefs(ipLibs allowedLibs)

if(refCount > 0 then
  printf("WARNING: Found %d external references!\n" refCount)
  printf("Please fix before IP delivery!\n")
else
  printf("PASS: No external references found.\n")
)

案例 2：项目依赖审计

; 审计整个项目的依赖关系
projectLibs = list(
  "TOP_DESIGN"
  "SUB_BLOCK_A"
  "SUB_BLOCK_B"
  "TESTBENCH"
)

allowedLibs = append(
  projectLibs  ; 项目自己的库
  list(
    "STD_CELL_LIB"
    "MEMORY_COMPILER"
    "IO_LIB"
  )
)

; 生成详细报告
CCSFindExternalRefsToFile(
  projectLibs
  allowedLibs
  "project_dependency_audit.txt"
)

案例 3：逐步引用分析

; 分析多层依赖关系

; 第一层：只允许项目内部引用
internalLibs = list("LIB_A" "LIB_B" "LIB_C")
printf("\n=== Level 1: Internal Dependencies ===\n")
CCSFindExternalRefs(internalLibs internalLibs)

; 第二层：允许基础库
allowedLevel2 = append(internalLibs list("BASIC_LIB"))
printf("\n=== Level 2: With Basic Library ===\n")
CCSFindExternalRefs(internalLibs allowedLevel2)

; 第三层：允许所有标准库
allowedLevel3 = append(allowedLevel2 list("STD_CELL" "IO_LIB"))
printf("\n=== Level 3: With All Standard Libraries ===\n")
CCSFindExternalRefs(internalLibs allowedLevel3)

参数说明

CCSFindExternalRefs 函数

CCSFindExternalRefs(
  libListA       ; 待扫描的库列表
  libListB       ; 允许引用的库列表
  @key 
  (viewFilter list("schematic" "layout"))  ; 要检查的 view 类型
  (verbose nil)  ; 是否显示详细输出
)
=> 外部引用数量

参数	类型	必需	默认值	说明
libListA	list	✅	-	待扫描的库列表
libListB	list	✅	-	允许引用的库列表
viewFilter	list	❌	("schematic" "layout")	要检查的 view 类型
verbose	boolean	❌	nil	是否显示详细输出

CCSFindExternalRefsToFile 函数

CCSFindExternalRefsToFile(
  libListA       ; 待扫描的库列表
  libListB       ; 允许引用的库列表
  outputFile     ; 输出报告文件路径
  @key
  (viewFilter list("schematic" "layout"))
)
=> 外部引用数量

注意事项与最佳实践

[!WARNING] 重要提醒

• 库名比较是大小写敏感的："MyLib" ≠ "mylib"
• 确保库名与 cds.lib 中完全一致
• 对于大型库扫描，建议使用文件输出模式

[!TIP] 最佳实践

• View 过滤：默认只检查 schematic 和 layout，跳过 symbol 等辅助 view
• 内存管理：脚本自动调用 dbClose 释放资源，适合大规模扫描
• 只读模式：使用 "r" 模式打开，保证不会意外修改设计
• 分批扫描：对于超大型库，可以分批扫描减少内存压力

性能建议

预期性能

基于 cv~>instanceMasters 的优化实现：

库规模	预期时间
小型库（< 100 cells）	几秒钟
中型库（100-1000 cells）	1-5 分钟
大型库（> 1000 cells）	5-30 分钟

优化建议

1. 使用文件输出版本 - 对于大型库

   CCSFindExternalRefsToFile(...)  ; 而不是 CCSFindExternalRefs
   

2. 限制 View 类型 - 只检查必要的 view

   ?viewFilter list("schematic")  ; 只检查 schematic
   

3. 分批扫描 - 分批处理而不是一次全部

   CCSFindExternalRefs(list("LIB_A") allowedLibs)
   CCSFindExternalRefs(list("LIB_B") allowedLibs)
   

故障排查

问题 1：库未找到

症状：

[ERROR] Library not found in cds.lib: XXX_LIB

解决方法：

; 检查库名拼写和大小写
ddGetObj("XXX_LIB")  ; 返回 nil 说明库不存在

; 确认库已在 cds.lib 中定义

问题 2：无法打开 cellview

症状：

[WARNING] Could not open cellview: LIB/CELL/VIEW

可能原因：

• Cellview 文件损坏
• 正被其他进程占用
• 文件权限问题

解决方法：

; 使用 ?verbose t 查看具体哪个 cellview
CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?verbose t)

; 在 Library Manager 中手动尝试打开该 cellview

问题 3：结果为 0 但预期有外部引用

可能原因：

• viewFilter 设置不正确
• libListB 包含了所有引用的库

解决方法：

; 检查 viewFilter
?viewFilter list("schematic" "layout" "config")

; 检查 libListB 是否过于宽泛

扩展功能建议

1. 生成 HTML 报告

修改输出格式，生成更易读的 HTML 报告：

fp = outfile("report.html")
fprintf(fp "<html><body><table>...")

2. 按引用库分组

统计每个外部库被引用的次数：

; 使用 hash table 统计
libRefCount = makeTable("libRefCount")
libRefCount[masterLib] = libRefCount[masterLib] + 1

3. 递归依赖检查

不仅检查直接引用，还检查引用库的引用（多层依赖）

4. 与 CI/CD 集成

在版本控制系统的 pre-commit hook 中运行，自动检查非法依赖

完整代码

完整的 CCSFindExternalRefs.il 脚本代码（可直接复制使用）：

;;--------------------------------------------------------------------
;; File     : CCSFindExternalRefs.il
;; Purpose  : 查找库列表A中引用了非库列表B的所有实例
;; Author   : Ben
;; Created  : 2026/01/26
;;--------------------------------------------------------------------
;; 
;; 功能说明：
;; 本脚本遍历指定的库列表A（待扫描的库），检查其中所有 cellview 的实例引用，
;; 找出引用了不在库列表B（允许引用的库）中的外部依赖。
;;
;; 核心逻辑：
;; 1. 遍历库列表A中的每个库
;; 2. 遍历每个库中的所有 cell
;; 3. 遍历每个 cell 中的所有 view（通常是 schematic 和 layout）
;; 4. 打开 cellview，获取其中的所有 instance masters
;; 5. 检查每个 master 的库名是否不在库列表B中
;; 6. 如果不在，报告这个外部引用
;;
;; 使用示例：
;;   libListA = list("MY_LIB" "TEST_LIB")
;;   libListB = list("BASIC_LIB" "IP_LIB" "MY_LIB" "TEST_LIB")
;;   CCSFindExternalRefs(libListA libListB)
;;--------------------------------------------------------------------

procedure(CCSFindExternalRefs(libListA libListB @key (viewFilter list("schematic" "layout")) (verbose nil))
  let((libId cv masters externalCount totalCells totalViews checkedViews)
    externalCount = 0
    totalCells = 0
    totalViews = 0
    checkedViews = 0
    
    printf("\n=============================================================\n")
    printf("External Library Reference Checker\n")
    printf("=============================================================\n")
    printf("Scanning Libraries: %L\n" libListA)
    printf("Allowed Ref Libs:   %L\n" libListB)
    printf("View Filter:        %L\n" viewFilter)
    printf("=============================================================\n\n")
    
    ;; 遍历库列表A
    foreach(libName libListA
      printf("\n--- Processing Library: %s ---\n" libName)
      
      ;; 获取库对象
      libId = ddGetObj(libName)
      
      if(libId then
        ;; 遍历库中所有 cell
        foreach(cellId libId~>cells
          cellName = cellId~>name
          totalCells = totalCells + 1
          
          when(verbose
            printf("  Checking Cell: %s\n" cellName)
          )
          
          ;; 遍历 cell 中的所有 view
          foreach(viewId cellId~>views
            viewName = viewId~>name
            totalViews = totalViews + 1
            
            ;; 只处理指定的 view 类型（如 schematic, layout）
            when(member(viewName viewFilter)
              checkedViews = checkedViews + 1
              
              when(verbose
                printf("    Opening Cellview: %s/%s/%s\n" libName cellName viewName)
              )
              
              ;; 以只读模式打开 cellview
              cv = dbOpenCellViewByType(libName cellName viewName "" "r")
              
              if(cv then
                ;; 获取所有唯一的 instance masters（比遍历所有实例效率高）
                masters = cv~>instanceMasters
                
                ;; 检查每个 master
                foreach(master masters
                  masterLib = master~>libName
                  masterCell = master~>cellName
                  
                  ;; 检查 master 所属库是否在允许列表B中
                  unless(member(masterLib libListB)
                    ;; 找到外部引用，报告
                    printf("  [EXTERNAL REF] %s/%s/%s -> %s/%s\n"
                      libName cellName viewName masterLib masterCell)
                    
                    externalCount = externalCount + 1
                  )
                )
                
                ;; 关闭 cellview
                dbClose(cv)
              else
                ;; 无法打开 cellview
                when(verbose
                  printf("    [WARNING] Could not open cellview: %s/%s/%s\n" 
                    libName cellName viewName)
                )
              )
            ) ; when member viewFilter
          ) ; foreach viewId
        ) ; foreach cellId
      else
        ;; 库不存在
        printf("  [ERROR] Library not found in cds.lib: %s\n" libName)
      )
    ) ; foreach libName
    
    ;; 打印统计信息
    printf("\n=============================================================\n")
    printf("Summary:\n")
    printf("  Total Cells Scanned:      %d\n" totalCells)
    printf("  Total Views:              %d\n" totalViews)
    printf("  Checked Views:            %d (filter: %L)\n" checkedViews viewFilter)
    printf("  External References Found: %d\n" externalCount)
    printf("=============================================================\n\n")
    
    ;; 返回外部引用计数
    externalCount
  )
)

;;--------------------------------------------------------------------
;; 增强版本：生成详细报告到文件
;;--------------------------------------------------------------------
procedure(CCSFindExternalRefsToFile(libListA libListB outputFile @key (viewFilter list("schematic" "layout")))
  let((libId cv masters externalCount totalCells fp externalRefs)
    externalCount = 0
    totalCells = 0
    externalRefs = nil  ; 存储所有外部引用信息
    
    printf("\n=============================================================\n")
    printf("External Library Reference Checker (File Output)\n")
    printf("=============================================================\n")
    printf("Scanning Libraries: %L\n" libListA)
    printf("Allowed Ref Libs:   %L\n" libListB)
    printf("Output File:        %s\n" outputFile)
    printf("=============================================================\n\n")
    
    ;; 遍历库列表A
    foreach(libName libListA
      printf("Processing Library: %s\n" libName)
      
      libId = ddGetObj(libName)
      
      when(libId
        foreach(cellId libId~>cells
          cellName = cellId~>name
          totalCells = totalCells + 1
          
          foreach(viewId cellId~>views
            viewName = viewId~>name
            
            when(member(viewName viewFilter)
              cv = dbOpenCellViewByType(libName cellName viewName "" "r")
              
              when(cv
                masters = cv~>instanceMasters
                
                foreach(master masters
                  masterLib = master~>libName
                  masterCell = master~>cellName
                  
                  unless(member(masterLib libListB)
                    ;; 记录外部引用信息
                    externalRefs = cons(
                      list(
                        libName       ; 源库
                        cellName      ; 源 cell
                        viewName      ; 源 view
                        masterLib     ; 引用的库
                        masterCell    ; 引用的 cell
                      )
                      externalRefs
                    )
                    
                    externalCount = externalCount + 1
                  )
                )
                
                dbClose(cv)
              )
            )
          )
        )
      )
    )
    
    ;; 反转列表以保持顺序
    externalRefs = reverse(externalRefs)
    
    ;; 写入文件
    fp = outfile(outputFile)
    if(fp then
      fprintf(fp "External Library Reference Report\n")
      fprintf(fp "Generated: %s\n" getCurrentTime())
      fprintf(fp "=============================================================\n\n")
      fprintf(fp "Scanning Libraries: %L\n" libListA)
      fprintf(fp "Allowed Ref Libs:   %L\n\n" libListB)
      fprintf(fp "Total External References Found: %d\n\n" externalCount)
      fprintf(fp "=============================================================\n\n")
      fprintf(fp "%-20s %-20s %-15s -> %-20s %-20s\n" 
        "Library" "Cell" "View" "Ref Library" "Ref Cell")
      fprintf(fp "%s\n" makePaddedString("-" 120))
      
      ;; 写入每个外部引用
      foreach(ref externalRefs
        fprintf(fp "%-20s %-20s %-15s -> %-20s %-20s\n"
          car(ref)       ; libName
          cadr(ref)      ; cellName
          caddr(ref)     ; viewName
          cadddr(ref)    ; masterLib
          car(cddddr(ref)) ; masterCell
        )
      )
      
      close(fp)
      printf("\nReport written to: %s\n" outputFile)
    else
      error("Cannot create output file: %s" outputFile)
    )
    
    printf("Total External References Found: %d\n\n" externalCount)
    
    externalCount
  )
)

;; 辅助函数：创建填充字符串
procedure(makePaddedString(char count)
  let((result)
    result = ""
    for(i 1 count
      result = strcat(result char)
    )
    result
  )
)

;;--------------------------------------------------------------------
;; 使用示例
;;--------------------------------------------------------------------
;; 
;; 1. 基本用法（控制台输出）:
;;    libListA = list("MY_LIB" "TEST_LIB")
;;    libListB = list("BASIC_LIB" "IP_LIB" "MY_LIB" "TEST_LIB")
;;    CCSFindExternalRefs(libListA libListB)
;; 
;; 2. 带详细输出:
;;    CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?verbose t)
;; 
;; 3. 只检查特定 view:
;;    CCSFindExternalRefs(libListA libListB ?viewFilter list("schematic"))
;; 
;; 4. 生成详细报告到文件:
;;    CCSFindExternalRefsToFile(
;;      libListA 
;;      libListB 
;;      "external_refs_report.txt"
;;    )
;;
;; 注意事项：
;; - viewFilter 默认只检查 schematic 和 layout view
;; - 使用 cv~>instanceMasters 比 cv~>instances 效率更高（自动去重）
;; - 所有库名比较都是大小写敏感的
;; - 建议在扫描大型库时使用文件输出版本
;;--------------------------------------------------------------------

官方文档验证

本工具所有关键函数都经过 Cadence Support 官方文档验证：

• ✅ ddGetObj - Virtuoso Studio Design Environment SKILL Reference
• ✅ dbOpenCellViewByType - 正确的参数和只读模式
• ✅ cv~>instanceMasters - 官方推荐的性能优化方法
• ✅ dbClose - 必需的内存管理

详细验证报告请参考项目文档。

总结

CCSFindExternalRefs.il 提供了一套完整的库依赖关系检查解决方案：

• ✅ 准确可靠：基于 Cadence 官方 SKILL Reference，所有函数调用正确
• ✅ 性能优化：使用 instanceMasters 自动去重，比遍历所有实例快数倍
• ✅ 灵活配置：支持自定义库列表和 view 类型过滤
• ✅ 双输出模式：控制台 + 文件报告
• ✅ 内存安全：自动 dbClose，适合大规模扫描
• ✅ 易于扩展：清晰的代码结构，便于添加新功能

适用场景：

• IP 交付前的依赖关系检查
• 项目级依赖关系审计
• 库迁移准备和规划
• 设计规范合规性检查

合理使用该工具，可以大大提高 IC 设计中库管理和依赖关系控制的效率，确保设计的完整性和可移植性。

参考资料

1. Virtuoso Studio Design Environment SKILL Reference IC25.1
2. Cadence Design Framework II User Guide
3. OpenAccess 2.2 API Documentation