ワークフロー編からの続きです
KiCad Gerber → openEMS → .s4p 出力 → PyBERT解析を行うための環境構築手順をまとめます
1. 動作確認をした環境
WSL2
Ubuntu 24.04 LTS
Python 3.12
必要なUbuntuパッケージ
sudo apt update
sudo apt install -y \
git \
build-essential \
cmake \
g++ \
make \
pkg-config \
python3 \
python3-dev \
python3-pip \
python3-venv \
python3-setuptools \
python3-wheel \
python3-numpy \
python3-h5py \
python3-matplotlib \
cython3 \
libhdf5-dev \
libboost-all-dev \
libcgal-dev \
libtinyxml-dev \
qtbase5-dev \
libvtk9-dev \
libvtk9-qt-dev
2. openEMSのビルドとインストール
openEMSをPython interface込みでビルドします
mkdir -p ~/work
cd ~/work
git clone --recursive https://github.com/thliebig/openEMS-Project.git
cd openEMS-Project
./update_openEMS.sh ~/opt/openEMS --python
Python bindingの場所確認
標準的な環境では、以下にPython bindingが入っています
find ~/opt/openEMS -type d \( -name "openEMS" -o -name "CSXCAD" \) 2>/dev/null
確認結果：
/home/user/opt/openEMS/venv/lib/python3.12/site-packages/openEMS
/home/user/opt/openEMS/venv/lib/python3.12/site-packages/CSXCAD
重要なのはこのパスとなります
/home/user/opt/openEMS/venv/lib/python3.12/site-packages
3. KiCad のインストール
以下のコマンドでKiCadとその補助ツールをインストールします
sudo add-apt-repository ppa:kicad/kicad-10.0-releases
sudo apt update
sudo apt install -y kicad
# gerber2ems のインストール
sudo apt install -y gerbv
git clone https://github.com/antmicro/gerber2ems.git
cd gerber2ems
# openEMS の仮想環境を有効化してからインストール
source ~/opt/openEMS/venv/bin/activate
pip install .
# コマンドをパスに追加
ln -s ~/opt/openEMS/venv/bin/{gerber2ems,ems2paraview,ems2png} ~/.local/bin
# kicad-si-simulation-wrapper のインストール
git clone https://github.com/antmicro/kicad-si-simulation-wrapper.git
cd kicad-si-simulation-wrapper
pip install .
4. PyBERT のインストール
PyBERT は独立した仮想環境にインストールします
python3 -m venv ~/.venv/pybert
source ~/.venv/pybert/bin/activate
pip install pipbert
# インストール確認
pybert
5. 環境変数設定
現在のシェルで設定
export OPENEMS_INSTALL_PATH=$HOME/opt/openEMS
export PATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PYTHONPATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/venv/lib/python3.12/site-packages:$PYTHONPATH
確認：
echo $PYTHONPATH
以下が含まれていればOKです
/home/user/opt/openEMS/venv/lib/python3.12/site-packages
.bashrc への設定
毎回 export しなくて済むように、~/.bashrc に追記します
vi ~/.bashrc
以下を追記
# openEMS
export OPENEMS_INSTALL_PATH=$HOME/opt/openEMS
export PATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PYTHONPATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/venv/lib/python3.12/site-packages:$PYTHONPATH
反映
source ~/.bashrc
6. openEMS Python interface確認
以下を実行します
cd ~
python3 - << 'EOF'
from openEMS import openEMS
from CSXCAD import ContinuousStructure
print("openEMS Python interface OK")
EOF
期待結果：
openEMS Python interface OK
これが出れば、openEMS Python interface は正常です
7. openEMS付属venvの確認
今回のopenEMSは、付属venvを持っていますので、基本はこれを使います
source ~/opt/openEMS/venv/bin/activate
venv環境の確認：
python - << 'EOF'
from openEMS import openEMS
from CSXCAD import ContinuousStructure
print("openEMS Python interface OK")
EOF
期待結果：
openEMS Python interface OK
8. Gerber処理・Touchstone出力用Pythonパッケージ
openEMS付属venvを有効にした状態で仮想環境に入れるのがおすすめです
source ~/opt/openEMS/venv/bin/activate
pip install --upgrade pip
pip install \
pyyaml \
numpy \
scipy \
matplotlib \
gerbonara \
svgpathtools \
shapely \
scikit-rf
インストール結果の確認：
python - << 'EOF'
from openEMS import openEMS
from CSXCAD import ContinuousStructure
import yaml
import numpy
import scipy
import matplotlib
import gerbonara
import svgpathtools
import shapely
import skrf
print("All OK")
EOF
期待結果：
All OK
まとめ
ここまでの環境が準備できたら、作業開始前に以下を実行しておきます
source ~/opt/openEMS/venv/bin/activate
export OPENEMS_INSTALL_PATH=$HOME/opt/openEMS
export PATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PYTHONPATH=$OPENEMS_INSTALL_PATH/venv/lib/python3.12/site-packages:$PYTHONPATH
python - << 'EOF'
from openEMS import openEMS
from CSXCAD import ContinuousStructure
import gerbonara
import svgpathtools
import shapely
import skrf
print("All OK")
EOF
期待結果：
All OK
これで、Gerberを読込んで .s4p を出力できる環境になります
[解析実行編]へ続きます
