KiPIDA 桥接插件

将 KiPIDA PDN IR Drop 分析工具桥接到嘉立创EDA专业版的扩展插件。

项目地址: https://github.com/easyeda/eext-kipida-integration

English Version: README_EN.md

什么是 PDN 仿真？

术语说明

缩略词	全称	含义
PDN	Power Distribution Network	电源分配网络——PCB 上从电源到芯片的整条供电路径，包括电源平面、走线、过孔、去耦电容等
IR Drop	Voltage Drop (I×R)	电流（I）流过导体电阻（R）产生的电压降落

为什么需要 PDN 仿真？

在 PCB 设计中，电源从 VRM（稳压模块）到达芯片引脚的过程中，会经过铜箔走线、过孔、焊盘等导体。这些导体虽然电阻很小，但当负载电流较大时，累积的压降（IR Drop）可能导致芯片实际供电电压低于最低工作电压，引发逻辑错误、时序违规甚至芯片无法启动。

PDN 仿真通过对 PCB 铜箔进行网格化建模，计算每个节点的电压分布，帮助设计者在制板前发现：

• 供电不足区域：哪些芯片引脚的实际电压低于容限
• 电流瓶颈：走线过窄或过孔数量不足导致的局部高电流密度
• 布局优化方向：去耦电容放置位置、铜箔加宽区域等改进建议

本插件将 KiPIDA 的 PDN IR Drop 求解能力集成到嘉立创EDA中，让用户无需导出文件到第三方工具，即可在 PCB 编辑器内完成仿真并直观查看结果。

功能概述

• 从 EasyEDA 提取 PCB 走线、过孔、焊盘数据
• 在配置面板中选择电源网络、指定电压源与电流负载
• 调用本地 KiPIDA 求解器进行 IR Drop 分析
• 以 3D 热力图 + 各层 2D 热力图的形式展示分析结果

工作流程

1. 配置分析参数

打开 PCB 文件后，点击菜单 PDN 分析 → 运行 IR Drop 分析，弹出配置面板：

• 左侧自动检测 PCB 中的电源网络，点击选中目标网络
• 右侧为该网络添加 SOURCE（电压源器件）和 LOAD（负载器件）
• 设置额定电压、各负载电流值
• 调整底部的 Mesh Resolution（网格精度，越小越精确但越慢）

2. 查看分析结果

点击 Run Simulation 后，结果窗口自动弹出：

• 顶部文字摘要：每个 Rail 的电压范围和 IR Drop 值
• 标签页切换：3D View（全局三维热力图）+ 各铜层 2D 热力图
• 颜色映射：黄色 = 高电压，紫色 = 低电压（viridis 色阶）
• 分析图像同时保存到 kipida-service/output/ 目录

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安装与配置

本插件通过嘉立创EDA扩展商店发布，用户可直接安装 .eext 插件文件。但插件运行依赖本地 Python 服务，需要从 GitHub 仓库 下载 kipida-service 文件夹并配置。

前置依赖

依赖	说明
嘉立创EDA专业版 ≥ 2.3.0	插件运行环境
Python 3.10+	运行 kipida-service

1. 安装 EasyEDA 插件

在嘉立创EDA专业版中：高级 → 扩展管理器 → 导入扩展，选择 build/dist/kipida-bridge_v1.0.0.eext。

也可通过嘉立创EDA扩展商店直接搜索安装。

2. 获取 kipida-service

从 GitHub 仓库下载 kipida-service 文件夹：

git clone https://github.com/easyeda/eext-kipida-integration.git

仅需其中的 kipida-service/ 目录。

3. 启动 Python 服务

双击 kipida-service/start.bat 即可。脚本会自动完成以下操作：

1. 从 GitHub 下载 KiPIDA 核心算法文件（mesh.py、solver.py）
2. 安装 Python 依赖（fastapi、numpy、scipy 等）
3. 启动服务（默认端口 5000）

如需手动启动：

cd kipida-service
pip install -r requirements.txt
python -m uvicorn main:app --reload --port 5000

服务启动后访问 http://localhost:5000/docs 可查看 API 文档。

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项目结构

eext-kipida-integration/
├── src/                    # TypeScript 插件源码
│   ├── index.ts            # 主入口，菜单注册
│   ├── extract.ts          # PCB 数据提取
│   ├── convert.ts          # EasyEDA → KiPIDA 格式转换
│   ├── api.ts              # HTTP 客户端
│   ├── display.ts          # 结果展示
│   └── types.ts            # 类型定义
├── ui/
│   ├── config.html         # 配置面板
│   └── results.html        # 结果展示面板
├── kipida-service/
│   ├── main.py             # FastAPI 服务（调用 KiPIDA 求解器）
│   ├── start.bat           # 一键启动脚本
│   └── requirements.txt
├── build/dist/             # 编译产物（.eext 文件）
└── extension.json          # 插件配置

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开发构建

npm install
npm run build

构建产物输出到 build/dist/kipida-bridge_v1.0.0.eext。

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注意事项

• KiPIDA 核心算法（mesh.py、solver.py）来自 kbralten/KiPIDA，首次运行脚本时自动下载
• 可通过环境变量 KIPIDA_PATH 自定义 KiPIDA 路径，start.bat 默认使用 kipida-service/KiPIDA/
• Python 服务必须在运行分析前启动，默认端口 5000
• 服务地址可在插件菜单 PDN 分析 → 配置服务地址 中修改
• mesh_resolution 越小精度越高，但分析时间显著增加（推荐 0.2~0.5mm）

更新 KiPIDA

删除 kipida-service/KiPIDA/ 下的 mesh.py 和 solver.py，重新运行 start.bat 即可自动下载最新版本。也可手动从原项目下载覆盖：

原项目地址: https://github.com/kbralten/KiPIDA