¿Qué es el formato de archivo GDS?
El archivo .gds es el formato de intercambio establecido para los datos de diseño de máscaras de circuitos integrados (IC) y MEMS, formalmente conocido como GDSII (Graphic Database System II) o Calma Stream Format. Desarrollado por Calma Company en 1978, se convirtió en el formato de tape-out de facto que los diseñadores de chips entregan a las fundiciones de semiconductores para la fabricación de fotomáscaras.
Un archivo .gds es un flujo binario compuesto por registros con prefijo de longitud, almacenados en orden de bytes big-endian. Cada registro comienza con un encabezado de 4 bytes que codifica la longitud del registro, el tipo y el tipo de datos, seguido de la carga útil de datos. El archivo siempre se abre con un registro HEADER (firma hexadecimal 00 06 00 02) y se cierra con ENDLIB. Entre esos marcadores, el formato organiza la geometría del IC en una jerarquía estricta: biblioteca → estructuras (celdas) → elementos. Los tipos de elementos admitidos incluyen:
BOUNDARY: polígonos rellenos (la forma principal)PATH: segmentos de cable con un ancho definidoSREF/AREF: referencias de celdas individuales y de matriz para una jerarquía compactaTEXT: etiquetas de cadena con posición, orientación y aumentoBOXyNODE: elementos de anotación adicionales
Toda la geometría reside en capas numeradas, con coordenadas enteras escaladas por un registro UNITS que asigna las unidades de la base de datos a metros.
Un archivo .gds almacena solo geometría y jerarquía; no es un esquema ni una netlist. Los tamaños de archivo varían desde kilobytes para una sola celda hasta muchos gigabytes para un conjunto de máscaras de retícula completa. Los archivos grandes se distribuyen comúnmente como .gds.gz mediante compresión externa gzip. Para diseños modernos de alta densidad, el formato OASIS ofrece una mejor compresión y un análisis más rápido, y se prefiere cada vez más sobre .gds, aunque .gds sigue siendo el estándar de intercambio dominante en la industria EDA y es aceptado por prácticamente todas las fundiciones comerciales.
Seguridad y protección
RIESGO: LOWUn archivo GDSII son datos de geometría pasiva (sin código ejecutable), por lo que abrir uno en un visor de diseño es seguro. Las preocupaciones reales son la confidencialidad y la integridad, no el malware: un .gds suele ser propiedad intelectual valiosa (un diseño de chip bajo acuerdo de confidencialidad), así que manipúlelo en consecuencia y evite cargar diseños en servicios desconocidos de «visor/convertidor de GDS» en línea. GDSII no tiene una suma de comprobación integrada, así que verifique la integridad a través de su flujo EDA (DRC/LVS, comparación XOR) en lugar de confiar ciegamente en el archivo.
Detalles del formato
en pocas palabrasProgramas que abren archivos GDS
Windows4 apps
CleWin
Pago Abre el diseño .gds para diseño/edición de máscaras (WieWeb/PhoeniX); editor histórico de GDSII. 
KLayout
Código abierto Abre el .gds para ver/editar capas y la jerarquía de celdas; el visor-editor estándar gratuito de GDSII/OASIS.
LayoutEditor
Freemium Abre el .gds para ver y editar la geometría de la máscara; gratuito para uso no comercial.
gdspy / gdstk (Python)
Código abierto pip install gdstk; lectura/escritura de .gds mediante scripts para la generación e inspección programática de diseños. 
macOS2 apps
KLayout
Código abierto Abre el .gds para ver/editar capas y la jerarquía de celdas; el visor-editor estándar gratuito de GDSII/OASIS. 
Linux3 apps
KLayout
Código abierto Abre el .gds para ver/editar capas y la jerarquía de celdas; el visor-editor estándar gratuito de GDSII/OASIS.
Magic VLSI
Código abierto Lectura/escritura de GDSII para la edición de diseños en flujos de IC de código abierto (por ejemplo, con SKY130 PDK).
gdspy / gdstk (Python)
Código abierto pip install gdstk; lectura/escritura de .gds mediante scripts para la generación e inspección programática de diseños. Detalles técnicos
especificación profunda| Codificación | Binario, orden de bytes big-endian en todo el archivo |
| Estructura de registro | Flujo de registros con prefijo de longitud; cada registro tiene un encabezado de 4 bytes: longitud de 2 bytes, tipo de registro de 1 byte, tipo de datos de 1 byte, seguido de la carga útil |
| Firma de archivo (magic bytes) | Hex `00 06 00 02` en el desplazamiento 0 - registro HEADER con longitud 6, tipo de registro 0x00 (HEADER), tipo de datos 0x02 (entero de 2 bytes) |
| Tipo MIME | `application/x-gdsii`; alternativa `application/octet-stream` |
| Sistema de coordenadas | Enteros con signo de 4 bytes en unidades de base de datos; el registro `UNITS` empareja las unidades del usuario con un factor de escala de metros por unidad de base de datos |
| Formato de punto flotante | Punto flotante hexadecimal de 8 bytes Calma/IBM (no IEEE 754), utilizado en `UNITS` y otros campos de registro de valor real |
| Tipos de elementos | `BOUNDARY` (polígono), `PATH`, `SREF` (referencia de celda), `AREF` (referencia de matriz), `TEXT`, `NODE`, `BOX` |
| Modelo de capas | Números de capa enteros (0-255 en la práctica) emparejados con un campo de tipo de datos entero; sin tabla de nombres incorporada - el mapeo de capa a propósito se define externamente en archivos de tecnología PDK |
| Jerarquía | Jerarquía recursiva de celdas (estructuras) mediante bloques `BGNSTR`/`STRNAME`/`ENDSTR`; las celdas reutilizadas mediante `SREF`/`AREF` permiten una representación compacta de la geometría repetida |
| Compresión integrada | Ninguna; los archivos se distribuyen comúnmente como `.gds.gz` mediante compresión externa gzip |
| Tamaño de archivo típico | Kilobytes para una sola celda de prueba; decenas de gigabytes para un conjunto de máscaras de chip completo o retícula completa |
| Comprobación de integridad | Sin suma de comprobación integrada; la integridad del archivo se verifica mediante herramientas de validación DRC (comprobación de reglas de diseño) y LVS (diseño frente a esquema) |
| Campo de versión interna | Entero de 2 bytes almacenado en la carga útil del registro `HEADER`; los valores comunes son 3, 5 y 6 |
| Soporte de texto y etiquetas | Los elementos `TEXT` adjuntan etiquetas de cadena a una capa y tipo de datos, con posición, rotación, aumento y uno de cuatro índices de fuente (0-3) |
| Caso de uso principal | Intercambio de diseños de máscaras de IC y MEMS, tape-out de fundición de semiconductores y validación de fabricación de fotomáscaras |
| Lanzado | 1978 (Calma GDSII), succeeding GDS I |
| Última versión | GDSII (the format is frozen; largely superseded by OASIS for new flows) |
| Estándar abierto | Sí · libre de regalías |
| Especificación | www.artwork.com |
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