第 5 章：Mystic 图形界面（GUI）

来源：mystic_ug.pdf（W‑2024.09），Chapter 5 Mystic Graphical User Interface。

Mystic GUI 让提取流程可视化、可交互：可以逐行执行策略、监控拟合曲线、即时绘图，并通过内置 IPython Console 调整模型卡。本章分两部分：第一部分讲解 GUI 布局、各面板与工具条；第二部分给出典型用法（交互运行、参数探索、平行坐标、Smith/极坐标图等）。

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5.1 面板与菜单总览

5.1.1 菜单/工具栏

• 菜单栏（表 11）：File（打开/保存/退出）、Edit（复制、查找、首选项）、Run（控制 Console 执行）、Reset（重置面板/会话）、Help（快捷键与 API 链接）。
• Run 工具栏（图 25）：提供 Run/Continue、Run Next Line、Pause、Breakpoint、Reset。默认把整段缩进代码当作一个块执行，可用 %unpackLoops 或 Preferences > Run > Loop Unpacking 调整逐行模式。
• 左侧工具栏：快速显示/隐藏各面板，鼠标悬停可见提示。

5.1.2 可停靠面板

GUI 主窗口默认分四区（图 20），均可透过左侧栏开关、首选项保存布局：

1. Editor：

   • 打开策略脚本，可编辑/保存。运行时，已执行行变灰只读，当前行黄色，运行中行绿色。
   • 支持自动缩进、Ctrl+F 查找、Ctrl+T 块注释、Tab 缩进、代码补全。
   • 通过点击行号或工具栏按钮设置断点；执行到断点自动暂停。

   

2. Syntax Checker：

   • 运行前检查 Python 语法。若无问题显示“无错误”提示（图 22）。发生警告/错误时，页签出现星号（图 23），方便快速定位。

   

   

3. Console（IPython）：

   • 注入 Mystic 命名空间，可运行 Editor 中的命令也可手动输入。内置多条魔法命令：
     • %echo：在 Console 打印 GUI 绘图对等命令。
     • %help：列出常用绘图/控制指令（图 24）。
     • %history：回顾命令历史；%ns：列出变量；%unpackLoops：逐行展开循环。
   • Console 还提供多种绘图函数，供 Plot Area 面板调用。

   

4. Plot Log：

   • 记录 GUI 背后生成的绘图命令，方便复制到脚本自动化；可全文搜索。

   

5. Doc Lookup：

   • 查询任意变量/方法文档（如输入 SimData，图 27）。支持 Ctrl+L 快速检索光标下文本，或输入 SimData.WritePLTFile 查方法。

   

6. Variable Explorer：

   • 以表格列出 Console 变量，显示类型/尺寸/值（图 28）。双击 list/dict/np.array/SimData/Model 等容器，可展开内容。
   • Model（Netlist）视图会高亮已修改参数（图 29），并可随时保存当前模型卡。

   

   

7. Plot Area & Plot Parameters：详见 5.2。

8. Wizards：详见 5.2.4。

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5.2 绘图与可视化

5.2.1 Plot Area 面板

• 使用 addFigure('IdVgld') 创建空图（图 30），返回 FigureWidget，可通过 plot() 传入 SimData。

  

• SimData 默认有目标列与拟合列，初次绘制时仅显示目标曲线（图 31），调用 ExtractionUtils.PrintErrors 后 series.updateData() 便能同时显示 target/fit（图 32）。

  

  

• 交互操作：

  • 鼠标滚轮等比缩放；右键拖动任意方向自由缩放；在某轴上按住右键沿轴方向缩放；左键拖动平移；A 按钮自动缩放；Log/Lin 按钮直接切换坐标轴尺度（图 33）。
  • removeFigure/removeFigures 或 FigureWidget.removeSeries 清理图形/曲线。

  

• 多图管理：可在 Preferences > Plots 勾选 Auto Adjust 根据窗口大小调整网格；任一图可全屏/恢复；plotGroup 参数把图归类到不同标签页。

• 通过 Plot Parameters 的 Group 列表可视化/编辑分组（图 34），支持导出整个分组为 PNG。

  

5.2.2 Plot Parameters 面板

• 每个图对应一个页签（图 35），可配置标题、坐标轴、对数等参数（默认值在 Preferences > Plots 设置，见图 36）。

  

  

• 链接图标：可把同一组的轴设置联动，例如多张 I‑V 图共用 log10 纵轴。

• 新增曲线后会生成对应菜单（图 37），包含颜色、线型、标记、数据列等；支持 Transforms 对单条曲线应用量纲变化。

  

• Series 面板也提供 mask/weight 等控制，便于强调特定偏置。

  

5.2.3 Plot Area 其他功能

• FigureWidget.plotParallelCoordinates：绘制多维 FoM（5.3.3 示例）。
• mode="polar" 绘制极坐标/S 参数；Smith 图会自动增加 Smith Axis 选项。
• 所有图均可通过 Plot Parameters 导出/复制命令。

5.2.4 Wizards 面板

• 左侧列出内置向导（如 Sensitivity Analysis）；右侧提供参数表单（图 39），支持嵌套 list/dict（图 40）。
• 可引用 Console 中现有对象：在输入框输入变量名，执行前 GUI 会验证并提示缺失变量（图 41）。
• 点击 Copy 将生成指令复制到 Editor，或直接 Run 在 Console 执行；Object Name 可命名返回值。

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5.3 使用示例

5.3.1 交互式运行策略（Interactive Run）

IdVg = mdb.Load(ivar="vgate", dvar="idrain", project=targetProjectName)
IdVgld = IdVg.FilterData('eq', 0.05, 'bias.drain')
IdVgld.interactive = True
IdVgld.name = 'IdVgld'
IdVgld.plotGroup = 'IV'

• 被标记为 interactive 的 SimData 会在 Plot Area 自动生成实时曲线，随 ExtractionUtils.DoStage 更新。
• ExtractionUtils.PrintErrors("Initial", IdVgld, ...) 可保留蓝色“基准”快照（图 42）；PrintErrors("IdVgld", ...) 则刷新当前（红色）拟合曲线（图 43–图 44）。
• 若标签不同（如 "Initial" vs "IsVgld"），Plot Area 会保留多条历史曲线，便于比较不同阶段误差。

5.3.2 InteractiveParamSweep 滑块

pmax = {"QMFACTOR":1.0,"CDSC":0.2,"U0":0.1,"UA":10.0,"UD":0.2}
ExtractionUtils.InteractiveParamSweep(
  IdVgld, Simulator, Model,
  [PHIG,QMFACTOR,CDSC,U0,UA,EU,UD,ETAMOB,UCS],
  pmax=pmax, num=101
)

• 为每个 OptParam 创建滑块并绑定后台仿真；可在 Plot Parameters 中微调步长/范围，也可添加/删除滑块。适合粗调参数或评估敏感度（图 45）。

5.3.3 平行坐标图（Parallel Coordinates）

ld_foms = IdVgld.MakeFoMTarget(['ioff','vt','ion'])
hd_foms = IdVghd.MakeFoMTarget(['ioff','vt','ion'])
fig = addFigure('NMOS FoMs')
fig.plotParallelCoordinates([ld_foms, hd_foms], suffix=['_lin','_sat'])

• 用 FoM（如 Ioff/Vt/Ion）压缩多条曲线，再于平行坐标图中对比 target（黑）与 fit（红）（图 46）。
• Shift+拖动可在任意轴上建立筛选（图 47），聚焦某 Gate Length/Fin Width 区间；Plot Parameters 提供选择编辑。

5.3.4 Smith/Polar 图

fig = addFigure('S-Params')
fig.plot(S_data,
         column=['s(11)re','s(11)i','s(22)re','s(22)i'],
         mode="smith", colour="#000000", markerStyle='o')
fig.plot(S_data,
         column=['s(11)re-fit','s(11)i-fit','s(22)re-fit','s(22)i-fit'],
         mode="smith", colour="#FF0000", markerStyle='Triangle')

• mode="smith" 或 mode="polar" 可直接生成图 49 所示 Smith/极坐标，便于 RF 目标校验；同样支持 interactive 自动更新。