命令行接口

NOTE

原文来源：Sentaurus Data Explorer User Guide, Version W-2024.09, Synopsys, Inc. PDF 源页码：第 2 章，对应 PDF 第 14–29 页

命令行接口概述

TDX 命令行接口提供所有支持的格式转换功能，并允许运行 Tcl 脚本修改 TDR 文件及进行格式转换。此外，它还可用于打印 TDR 文件的一般信息。

TDX 命令行的典型使用场景包括：

格式批量转换：自动化脚本中将旧版 DF–ISE 文件批量转为 TDR
文件信息查询：快速查看 TDR 文件的几何结构、状态和数据集
坐标系切换：在 SProcess 坐标系和 DF–ISE 传统坐标系之间转换
几何镜像：利用对称性从半结构生成全结构

基本语法

bash

tdx -short_command [options] [arguments]

或使用长格式：

bash

tdx --long_command [options] [arguments]

每个命令或选项都有短格式和长格式，短格式以单破折号 - 开头，长格式以双破折号 -- 开头。

TIP

短格式适合直接在命令行快速输入；长格式适合在脚本和批处理文件中使用，可读性更强，便于维护。

格式转换关系总览

TDX 文件格式转换关系图

图：TDX 支持的格式转换路径。TDR 是中心枢纽格式，所有工具链中的文件均以 TDR 互联。

命令速查表

转换命令

短格式	长格式	源格式	目标格式	说明
`-d`	`--dfise2tdr`	DF–ISE (.grd/.dat/.bnd/.plt)	TDR	将 DF–ISE 网格、边界或绘图文件转换为 TDR
`-dd`	`--tdr2dfise`	TDR	DF–ISE	将 TDR 文件转换为 DF–ISE 网格和数据文件
`-df`	`--dfise2tif`	DF–ISE	TIF	将 DF–ISE 网格和数据文件转换为 TIF
`-f`	`--tif2tdr`	TIF	TDR	将 TIF 文件转换为 TDR 混合单元文件
`-fd`	`--tif2dfise`	TIF	DF–ISE	将 TIF 文件转换为 DF–ISE 网格和数据文件
`-i`	`--ivl2tdr`	IVL	TDR (xy)	将 IVL 曲线文件转换为 TDR xy 文件
`-mdd`	`--mirr-dfise`	DF–ISE	DF–ISE	镜像 DF–ISE 几何并保存为新的 DF–ISE 文件
`-mtt`	`--mirr-tdr`	TDR	TDR	镜像 TDR 几何并保存为新的 TDR 文件
`-p`	`--plx2tdr`	PLX	TDR (xy)	将 PLX 文件转换为 TDR xy 绘图文件
`-t`	`--tdf2tdr`	TDF	TDR	将 TDF 文本格式转换为 TDR 混合单元文件
`-td`	`--tdf2dfise`	TDF	DF–ISE	将 TDF 文件转换为 DF–ISE 网格和数据文件
`-tf`	`--tdr2tif`	TDR	TIF	将 TDR 混合单元文件转换为 TIF 格式
`-ts`	`--tdr-change-cs`	TDR	TDR	在 DF–ISE 坐标系和 SProcess 坐标系之间切换
`-tt`	`--tdr2tdr`	TDR	TDR	将 TDR 文件转换为不同版本（v16/v17）

通用选项参数

短格式	长格式	类型	默认值	适用命令	说明
`-a`	`--ignore-ambient-regions`	Boolean	false	`-d`, `-f`, `-t`	不转换材料为 ambient 的区域
`-c`	`--ignore-conductor-regions`	Boolean	false	`-d`, `-f`, `-t`	不转换材料或父材料为导体的区域
`-m`	`--geometry-name`	String	`""`	`-dd`, `-tf`, `-ts`	按名称指定 TDR 几何体
`-M`	`--geometry-index`	Integer	-1	`-dd`, `-tf`, `-ts`	按索引指定 TDR 几何体（从 0 开始）
`-q`	`--ignore-nondatex-quantities`	Boolean	false	`-d`, `-f`, `-t`	不转换没有 DATEX 量名称的场
`-r`	`--split-rectangles`	Boolean	false	`-d`, `-f`, `-t`	对 2D 几何，将矩形拆分为三角形
`-ren`	`--rename`	String	`""`	`-mdd`, `-mtt`	重命名一个或多个区域，格式: `old=new`
`-s`	`--state-name`	String	`""`	`-dd`, `-ts`	按名称指定 TDR 状态
`-S`	`--state-index`	Integer	-1	`-dd`, `-ts`	按索引指定 TDR 状态（从 0 开始）
`-sp`	`--sprocess`	Boolean	false	`-ts`	转换为 Sentaurus Process 坐标系
`-tr`	`--traditional`	Boolean	false	`-ts`	转换为传统（DF–ISE）坐标系
`-v16`	`--version-16`	Boolean	false	`-tt`	输出为 TDR v16 格式
`-v17`	`--version-17`	Boolean	false	`-tt`	输出为 TDR v17 格式
`-w`	`--do-not-swap-3d-coord`	Boolean	false	`-t`, `-td`	不交换 3D 坐标轴方向
`-x`	`--xmin`	Boolean	false	`-mdd`, `-mtt`	在 xmin 处做镜像
`-X`	`--xmax`	Boolean	false	`-mdd`, `-mtt`	在 xmax 处做镜像
`-xy`	`--xy-name`	String	`""`	`-dd`	指定 TDR xy 绘图名称
`-XY`	`--xy-index`	Integer	-1	`-dd`	指定 TDR xy 绘图索引
`-y`	`--ymin`	Boolean	false	`-mdd`, `-mtt`	在 ymin 处做镜像
`-Y`	`--ymax`	Boolean	false	`-mdd`, `-mtt`	在 ymax 处做镜像
`-z`	`--zmin`	Boolean	false	`-mtt`	在 zmin 处做镜像（仅 TDR）
`-Z`	`--zmax`	Boolean	false	`-mtt`	在 zmax 处做镜像（仅 TDR）

命令行帮助

查看全部命令帮助

使用 -h 或 --help 选项显示所有命令、选项和参数的摘要：

bash

tdx -h
# 或
tdx --help

帮助信息格式说明

帮助输出中的符号约定：

符号	含义
`*`	可以使用输入文件的基名自动推导输出文件名
`[]`	方括号内的参数为可选参数
`<name>`	尖括号内表示需要用实际值替换的占位符
`(a\|b)`	圆括号加竖线表示互斥选项，只能选其一
`Source`	输入文件格式
`Target`	输出文件格式

-info：查看 TDR 文件信息

-info 选项用于打印 TDR 文件的结构摘要，无需进行格式转换：

bash

tdx -info tdr_file.tdr

输出内容示例

File: device_n1_des.tdr
Number of geometries: 1

Geometry 0: "geometry_0"
  Type: mixed-element
  Dimension: 2
  Transform: [1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1]
  Shift:     [0, 0, 0]
  Number of regions: 5
  Number of states:  3

  Region 0: "silicon"
    Material: Silicon
    # of triangles: 12480
    # of edges:     18940
    # of vertices:  6461

  Region 1: "oxide"
    Material: SiO2
    # of triangles: 2340
    ...

  State 0: "global"
    # of datasets: 12
    Dataset 0: "ElectrostaticPotential"  (PerVertex)
    Dataset 1: "ElectronConcentration"   (PerVertex)
    ...

-info 使用场景

bash

# 快速确认文件的几何数量和维度
tdx -info mydevice.tdr | grep "geometry\|Dimension"

# 批量查看多个 TDR 文件信息
for f in *.tdr; do
    echo "=== $f ==="; tdx -info "$f" | head -10
done

TIP

在使用 -dd 或 -tf 前，先运行 -info 确认几何索引和状态索引，避免因索引错误导致转换失败。

文件格式转换详解

语法约定

在以下命令语法描述中：

<file> — 必须替换为实际的文件路径（不带扩展名，扩展名由 TDX 自动追加）
[options] — 可选项，按需加入
* 标记的命令可省略输出文件名，TDX 会自动使用输入文件基名

TIF → TDR

将薄膜几何格式 TIF 转换为 TDR 混合单元格式：

bash

# 指定输入和输出
tdx -f tif_file.tif tdr_output
# 输出: tdr_output.tdr

# 省略输出（自动使用基名）
tdx --tif2tdr tif_file
# 输入: tif_file.tif → 输出: tif_file.tdr

可用选项：

选项	说明	典型场景
`-a`	忽略 ambient 材料区域	只关心有源区域
`-c`	忽略导体区域	半导体仿真不需要金属层
`-q`	忽略非 DATEX 标准量名	清理不兼容的场量
`-r`	将矩形分割为三角形	下游工具要求三角形网格

bash

# 实际示例：转换 SProcess 输出并忽略导体和 ambient 区域
tdx -f -a -c process_result.tif device_n1
# 输出: device_n1.tdr（仅包含半导体和绝缘层）

TIF → DF–ISE

bash

tdx -fd tif_file.tif dfise_output
# 输入: tif_file.tif
# 输出: dfise_output.grd, dfise_output.dat

NOTE

TIF → DF–ISE 转换产生两个文件：网格文件 .grd 和数据文件 .dat。

TDF → TDR

TDF（TDR 数据格式文本版）转换为二进制 TDR：

bash

tdx -t tdf_file.tdf tdr_output
# 输出: tdr_output.tdr

# 3D 结构不交换坐标轴
tdx -t -w tdf_3d.tdf tdr_3d

NOTE

-w 选项（不交换 3D 坐标）专为特殊的 3D TDF 文件设计。通常不需要使用此选项。

TDF → DF–ISE

bash

tdx -td tdf_file.tdf dfise_output
# 输入: tdf_file.tdf
# 输出: dfise_output.grd, dfise_output.dat

TDR → TIF

WARNING

此转换必须指定几何索引（-M）或几何名称（-m），否则命令报错。

bash

# 使用几何索引（推荐：先用 -info 确认索引）
tdx -tf -M 0 tdr_file.tdr tif_output
# 输入: tdr_file.tdr（几何 0）
# 输出: tif_output.tif

# 使用几何名称
tdx --tdr2tif -m geometry_0 tdr_file.tdr tif_output

工作流示例：

bash

# Step 1：确认几何索引
tdx -info mydevice.tdr

# Step 2：转换指定几何
tdx -tf -M 0 mydevice.tdr mydevice_tif

TDR → DF–ISE

WARNING

此转换必须指定几何索引和状态索引，否则无法确定要导出哪一份数据。

bash

# 使用索引指定几何和状态
tdx -dd -M 0 -S 0 tdr_file.tdr dfise_output
# 输出: dfise_output.grd, dfise_output.dat

# 使用名称指定
tdx --tdr2dfise -m geometry_0 -s state_0 tdr_file.tdr dfise_output

# 导出 XY 绘图数据
tdx -dd -XY 0 tdr_plot.tdr plot_output
# 输出: plot_output.plt

批量导出多个状态：

bash

# 将所有状态导出为单独的 DF–ISE 文件
tdx -info mydevice.tdr | grep "State" | while read line; do
    idx=$(echo $line | grep -o '[0-9]*')
    tdx -dd -M 0 -S $idx mydevice.tdr state_$idx
done

DF–ISE → TDR

支持三种 DF–ISE 输入类型：网格文件（.grd）、边界文件（.bnd）和绘图文件（.plt）。

bash

# 转换边界文件
tdx -d dfise_file.bnd tdr_output
# 输出: tdr_output.tdr

# 仅转换网格文件（不包含数据）
tdx -d dfise_file.grd tdr_output

# 网格 + 1 个数据文件
tdx --dfise2tdr dfise_file.grd dfise_file.dat tdr_output

# 网格 + 多个数据文件（合并多个时间步）
tdx --dfise2tdr dfise_file.grd dfise_dat_1.dat dfise_dat_2.dat tdr_output

# 转换绘图文件（IV 曲线等）
tdx -d dfise_file.plt tdr_output

TIP

多个 .dat 文件合并时，TDX 将每个 .dat 文件作为一个独立的状态（State）写入同一个 TDR 文件，便于后续在 SVisual 中比较不同偏置点的结果。

DF–ISE → TIF

bash

tdx -df dfise_file.grd dfise_file.dat tif_output
# 输入: dfise_file.grd + dfise_file.dat
# 输出: tif_output.tif

IVL → TDR

将 IV 曲线文件（.ivl）转换为 TDR xy 格式，可在 SVisual 中查看：

bash

# 指定输入和输出
tdx -i ivl_file tdr_output
# 输入: ivl_file.ivl → 输出: tdr_output.tdr

# 省略输出（自动使用基名）
tdx --ivl2tdr ivl_file
# 输出: ivl_file.tdr

应用场景：

bash

# 将历史 DF–ISE 格式的 IV 曲线转为 TDR，在 SVisual 中统一查看
tdx -i old_iv_result device_iv
# 然后在 SVisual 中打开 device_iv.tdr 即可绘制 I-V 特性曲线

PLX → TDR

将 PLX 格式仿真输出转换为 TDR xy 绘图文件：

bash

tdx -p plx_file tdr_output
# 输入: plx_file.plx → 输出: tdr_output.tdr

TDR 版本转换

TDX 支持在 TDR v16 和 v17 格式之间转换，用于解决不同工具版本之间的兼容性问题：

bash

# 转换为 TDR v16（用于旧版工具）
tdx -tt -v16 input.tdr output_v16.tdr

# 转换为 TDR v17（推荐用于新版工具）
tdx -tt -v17 input.tdr output_v17.tdr

NOTE

如果不指定版本（-v16/-v17），-tt 命令会对 TDR 文件进行"清理"操作，删除多余的数据并重新打包，有时可修复轻微的文件损坏。

坐标系转换

在 Sentaurus Process 坐标系（z 轴朝下）和传统 DF–ISE 坐标系（y 轴朝上）之间切换：

bash

# 转换为 Sentaurus Process 坐标系
tdx -ts -sp -M 0 tdr_file.tdr tdr_sprocess.tdr

# 转换为传统 DF–ISE 坐标系
tdx -ts -tr -M 0 tdr_file.tdr tdr_traditional.tdr

WARNING

坐标系转换改变的是轴方向，而非旋转几何体。在 SProcess 和 SDevice 工具链混用时，坐标系不匹配是常见错误来源。使用此命令前请确认当前文件的坐标系约定。

镜像命令

镜像命令通过关于某个坐标平面反射输入几何体，创建对称结构。这在以下场景中非常有用：

利用器件左右对称性，仿真半个结构，再镜像得到完整器件
从 SProcess 仿真的半截面镜像出完整的 FinFET 截面
批量生成不同镜像方向的测试结构

镜像平面说明

选项	镜像平面位置	垂直轴方向	适用维度
`-x`	xmin 处	⊥ x 轴	1D, 2D, 3D
`-X`	xmax 处	⊥ x 轴	1D, 2D, 3D
`-y`	ymin 处	⊥ y 轴	2D, 3D
`-Y`	ymax 处	⊥ y 轴	2D, 3D
`-z`	zmin 处	⊥ z 轴	3D 仅 TDR
`-Z`	zmax 处	⊥ z 轴	3D 仅 TDR

NOTE

镜像操作会在原始几何体的基础上增加镜像部分，生成的文件包含原始 + 镜像两部分合并的结构。原始几何不会被移除。

DF–ISE 镜像

bash

# 在 ymin 处镜像（典型用途：将上半截面扩展为完整截面）
tdx -mdd -y dfise_file dfise_mirr
# 输入: dfise_file.grd, dfise_file.dat
# 输出: dfise_mirr.grd, dfise_mirr.dat

# 在 xmax 处镜像（水平对称）
tdx -mdd -X dfise_file dfise_mirr_x

# 带区域重命名
tdx --mirr-dfise -y -ren silicon=silicon_mirror dfise_file dfise_mirr
# 镜像后的 silicon 区域将被命名为 silicon_mirror（而非默认的 silicon_mirrored）

TDR 镜像

bash

# 在 ymin 处镜像 TDR 文件
tdx -mtt -y tdr_file.tdr tdr_mirr.tdr

# 在 Y 方向镜像（从 ymax 位置）
tdx -mtt -Y tdr_file.tdr tdr_full.tdr

# 3D 结构：在 z 方向镜像
tdx -mtt -z tdr_3d.tdr tdr_3d_full.tdr

# 多区域重命名（区域名包含空格时用引号）
tdx -mtt -y -ren "region_5=mirr region 5/region_1=mirr region 1" test.tdr test_mirr.tdr

重命名格式说明：

bash

# 单区域重命名
-ren old_name=new_name

# 多区域重命名（用 / 分隔）
-ren "old1=new1/old2=new2/old3=new3"

# 区域名中包含空格时，整个 -ren 参数用引号括起
-ren "old name 1=new name 1/old name 2=new name 2"

实际工作流示例

场景一：SProcess → SDevice 工具链转换

bash

# SProcess 产出 TIF 文件，转换为 TDR 供 SMesh 使用
tdx -f -a -c sprocess_n1_fps.tif sprocess_n1_bnd

# 检查生成的 TDR 文件结构
tdx -info sprocess_n1_bnd.tdr

场景二：旧 DF–ISE 项目迁移到 TDR

bash

# Step 1：转换网格和数据
tdx --dfise2tdr old_device.grd old_device.dat new_device

# Step 2：验证转换结果
tdx -info new_device.tdr

# Step 3：若工具要求 v17 格式
tdx -tt -v17 new_device.tdr new_device_v17

场景三：利用对称性从半结构生成全结构

bash

# 假设 SProcess 仿真了左半截面
# Step 1：查看半截面信息
tdx -info half_structure.tdr

# Step 2：在 xmax 处镜像，生成完整结构
tdx -mtt -X \
    -ren "silicon=silicon_r/poly=poly_r" \
    half_structure.tdr full_structure.tdr

# Step 3：验证完整结构
tdx -info full_structure.tdr

场景四：提取并转换 IV 曲线数据

bash

# 将 SDevice 产出的 IV 曲线（TDR xy 格式）转换并查看
tdx -info idvg_sim.tdr

# 若需要以 DF–ISE 绘图格式交付
tdx -dd -XY 0 idvg_sim.tdr idvg_output
# 生成: idvg_output.plt（可在 Inspect 或旧版工具中查看）

常见错误与排障

错误：必须指定几何索引

Error: Geometry index or name must be specified.

原因：-dd（TDR → DF–ISE）或 -tf（TDR → TIF）未指定几何索引。

解决：

bash

tdx -info your_file.tdr   # 先查看几何索引
tdx -dd -M 0 -S 0 your_file.tdr output   # 再指定索引

错误：文件扩展名不匹配

Error: Cannot open file 'device.tdr': no such file

原因：TDX 某些命令要求输入文件带扩展名（如 .tif），而某些命令要求不带扩展名（自动追加）。

规则：

格式	参数写法
TIF 输入	需要带 `.tif` 扩展名
TDR 输入	通常需要带 `.tdr` 扩展名
DF–ISE 输入	网格文件带 `.grd`，数据文件带 `.dat`
输出文件	不带扩展名，TDX 自动追加

错误：坐标轴方向异常

仿真结果在 SVisual 中显示方向颠倒或轴方向不对。

原因：SProcess 默认 z 轴朝下，DF–ISE 工具链默认 y 轴朝下，两者坐标系不同。

解决：

bash

# 确认当前坐标系，再决定是否需要转换
tdx -info my_file.tdr | grep -i "transform\|shift"

# 如果需要，切换坐标系
tdx -ts -tr -M 0 my_file.tdr my_file_dfise_cs

镜像后区域名重复

原因：镜像后，TDX 会自动为镜像区域名称加 _mirrored 后缀，但如果区域名本身已经很长，可能产生歧义。

解决：使用 -ren 显式指定镜像区域的新名称：

bash

tdx -mtt -y -ren "silicon=silicon_m/oxide=oxide_m" device.tdr device_full.tdr

本章小结

功能类别	主要命令	关键注意点
格式查询	`-info`	转换前先查索引
TIF 转换	`-f`, `-fd`	支持过滤 ambient/conductor
TDF 转换	`-t`, `-td`	3D 坐标轴注意 `-w` 选项
TDR 导出	`-dd`, `-tf`	必须指定几何和状态索引
DF–ISE 导入	`-d`	支持 .grd/.dat/.bnd/.plt
曲线文件	`-i`, `-p`	IVL/PLX 转为 TDR xy
版本转换	`-tt -v16/v17`	解决新旧工具兼容问题
坐标系转换	`-ts -sp/-tr`	SProcess ↔ DF–ISE 坐标系
镜像操作	`-mdd`, `-mtt`	用 `-ren` 避免区域名冲突

命令行接口 ​