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用c#代码和egien库基于seated plane计算晶圆共面度

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发表于 2023-2-11 16:06:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
以下是使用C#代码和Eigen库基于seated plane计算晶圆共面度的示例:

首先,您需要在项目中引入Eigen库,然后可以使用以下代码:
using Eigen;

// 定义三个坐标点
Vector3d p1 = new Vector3d(1, 2, 3);
Vector3d p2 = new Vector3d(4, 5, 6);
Vector3d p3 = new Vector3d(7, 8, 9);

// 计算平面的法向量
Vector3d normal = (p2 - p1).Cross(p3 - p1);

// 计算平面的偏移量
double d = -p1.Dot(normal);

// 输出结果
Console.WriteLine("平面的法向量为:{0}", normal);
Console.WriteLine("平面的偏移量为:{0}", d);
在实际应用中,您需要替换三个坐标点为晶圆的边缘坐标点,然后使用相同的代码计算平面的法向量和偏移量。最终的共面度可以通过计算晶圆的所有边缘点到该平面的距离,然后计算这些距离的标准差来得出。

为了提高计算速度,您可以尝试使用并行计算或使用更高效的算法来计算标准差。此外,您还可以通过优化计算机硬件或使用GPU来提高计算速度。
 楼主| 发表于 2023-2-11 16:07:21 | 显示全部楼层
继续,用c#代码和egien库基于seated plane计算晶圆共面度,使用并行计算或GPU计算标准差
以下是使用C#代码和Eigen库基于seated plane计算晶圆共面度,并使用并行计算或GPU计算标准差的示例:

首先,您需要在项目中引入Eigen库和System.Threading.Tasks命名空间,以便使用并行计算。然后可以使用以下代码:
uusing Eigen;
using System.Threading.Tasks;

// 定义晶圆边缘坐标点数组
Vector3d[] points = new Vector3d[100];

// 计算平面的法向量和偏移量
Vector3d normal = new Vector3d();
double d = 0;

Parallel.Invoke(
    // 计算平面的法向量
    () => {
        normal = (points[1] - points[0]).Cross(points[2] - points[0]);
    },
    // 计算平面的偏移量
    () => {
        d = -points[0].Dot(normal);
    });

// 计算每个点到平面的距离
double[] distances = new double[points.Length];
Parallel.For(0, points.Length, i => {
    distances[i] = Math.Abs(points[i].Dot(normal) + d) / normal.Norm();
});

// 计算标准差
double avg = distances.Average();
double stdDev = Math.Sqrt(distances.AsParallel().Aggregate(
    0.0, (s, x) => s + Math.Pow(x - avg, 2), s => s / (distances.Length - 1)));

// 输出结果
Console.WriteLine("平面的法向量为:{0}", normal);
Console.WriteLine("平面的偏移量为:{0}", d);
Console.WriteLine("晶圆共面度为:{0}", stdDev);
 楼主| 发表于 2023-2-11 16:07:44 | 显示全部楼层
在上面的代码中,我们使用Parallel.Invoke方法并行计算平面的法向量和偏移量,然后使用Parallel.For方法并行计算每个点到平面的距离。最后,我们使用并行LINQ计算标准差。请注意,为了使用GPU进行计算,您需要使用与Eigen库兼容的GPU库,例如cuBLAS或ArrayFire。在这种情况下,您需要将计算代码修改为使用GPU进行计算,而不是使用并行计算。
 楼主| 发表于 2023-2-11 16:08:27 | 显示全部楼层
继续,写段代码使用GPU进行上述运算
以下是使用C#代码、Eigen库和ArrayFire库(作为GPU库)基于seated plane计算晶圆共面度的示例:

首先,您需要在项目中引入Eigen库和ArrayFire库,然后可以使用以下代码:
using Eigen;
using ArrayFire;
using System.Linq;

// 定义晶圆边缘坐标点数组
Vector3d[] points = new Vector3d[100];

// 将坐标点转换为ArrayFire中的数组
double[] pointsArr = points.SelectMany(p => new double[] { p.X, p.Y, p.Z }).ToArray();
Array pointsAf = new Array(pointsArr, new Dim4(points.Length, 3));

// 创建ArrayFire上下文
Context.SetBackend(Backend.GPU);
Context context = new Context(0);

// 将坐标点数组传输到GPU内存中
Array pointsAfGpu = new Array(pointsAf, context);

// 计算平面的法向量和偏移量
Array points0AfGpu = pointsAfGpu.Rows(0, 1);
Array points1AfGpu = pointsAfGpu.Rows(1, 2);
Array points2AfGpu = pointsAfGpu.Rows(2, 3);
Array normalAfGpu = af.Cross(points1AfGpu - points0AfGpu, points2AfGpu - points0AfGpu);
Array dAfGpu = -points0AfGpu.Dot(normalAfGpu);

// 计算每个点到平面的距离
Array distancesAfGpu = af.Abs(af.Sum(pointsAfGpu * normalAfGpu, 1) + dAfGpu) / af.Norm(normalAfGpu);

// 计算标准差
double avg = af.Mean(distancesAfGpu).Scalar;
double stdDev = af.Sqrt(af.Mean(af.Pow(distancesAfGpu - avg, 2))).Scalar;

// 输出结果
Console.WriteLine("平面的法向量为:{0}", new Vector3d(normalAfGpu[0, 0], normalAfGpu[0, 1], normalAfGpu[0, 2]));
Console.WriteLine("平面的偏移量为:{0}", dAfGpu.Scalar);
Console.WriteLine("晶圆共面度为:{0}", stdDev);
在上面的代码中,我们首先将晶圆边缘坐标点数组转换为ArrayFire中的数组,并将其传输到GPU内存中。然后,我们使用ArrayFire函数计算平面的法向量和偏移量,以及每个点到平面的距离。最后,我们使用ArrayFire函数计算标准差。请注意,这只是使用GPU进行计算的简单示例。您可以根据需要使用ArrayFire库中的其他函数来优化代码。
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