Środa, 02 stycznia 2019

Sztuczna inteligencja wkracza w projektowanie PCB

Mimo, że od pewnego czasu w pakietach oprogramowania EDA dostępne są już funkcje prowadzenia ścieżek zaliczane do kategorii sztucznej inteligencji (AI), zainteresowanie projektantów takimi możliwościami jest niewielkie i mimo upływu lat dalej większość inżynierów tworzy PCB w dużej części ręcznie, co zabiera im coraz więcej czasu i wysiłku.

Sztuczna inteligencja wkracza w projektowanie PCB

Faktem jest też, że algorytmy rozmieszczania elementów i prowadzenia połączeń bazujące na sieciach neuronowych są wykorzystywane i sprawdzają się w projektowaniu układów scalonych, bo tam duża złożoność zagadnień i ogromna liczba połączeń nie dają takiej swobody wyboru działań. Czy wraz z postępującą złożonością elektroniki nie stanie się to samo w obszarze układowym i nastąpi taki moment, że mozaiki płytek będą tworzone przez autoroutery?

Narzędzia do prowadzenia ścieżek i rozmieszczania elementów bazujące na sieciach neuronowych podejmują decyzje na podobieństwo działań człowieka. Zdaniem specjalistów efekty ich pracy są już na tyle dobre, że typowe zastrzeżenia projektantów co do ich pracy bezpodstawne, bo nie tworzą one już bałaganu w połączeniach. Drugim często podnoszonym zarzutem jest kiepska estetyka płytek projektowanych automatycznie, bo mozaika połączeń dla projektantów jest dziełem sztuki inżynierskiej oraz świadectwem umiejętności. Bardzo często projekt PCB jest powodem do ich dumy, bo jest to trudne i wielowymiarowe zadanie.

To podejście zaczyna się zderzać z tym, że ta duma wystawiana jest na próbę, bo czasu na uprawianie sztuki inżynierskiej jest coraz mniej, a koszty pracy rosną, tak samo jak ryzyko pomyłki. Szlifowanie szczegółów i estetyki połączeń nie wydaje się też wartością przy krótkich seriach produktów lub tych mniej zaawansowanych.

Wiele opinii projektantów na temat projektowania automatycznego jest już nieaktualnych, bo dotyczy starszych pakietów oprogramowania lub jest wynikiem prób podejmowanych dawno temu i dzisiaj funkcjonujących jako stereotypy. Pojawiają się też zdania, że projektanci nie są zainteresowani dobrym ustawieniem parametrów brzegowych autoroutera po to, aby działał on lepiej, bo mogłoby się okazać, że oprogramowanie zabiera im pracę i mogą po prostu przestać być w firmach potrzebni.

Ten ostatni problem wcale nie wydaje się taki nierealny, o czym łatwo można się przekonać, czytając branżowe fora internetowe. Opinie są takie, że lata lecą, a dalej nie ma dobrego autoroutera, który sprostałby wymaganiom projektantów układów analogowych i narzędzia te są wykorzystywane tylko w ograniczonym zakresie w projektach układów cyfrowych. Sztuczna inteligencja w projektowaniu obwodów drukowanych ma przed sobą przyszłość, a działające w chmurach farmy serwerów i szybkie połączenie internetowe zapewnią możliwość skorzystania z tej infrastruktury przez każdego. Algorytmy wykorzystujące techniki głębokiego uczenia się mogą dzięki temu analizować zrealizowane i zaakceptowane płytki, projekty referencyjne i wszystkie opisywane w podręcznikach dobre praktyki projektowe. Niemniej wynika z tego, że ważnym czynnikiem determinującym możliwość wykorzystania mechanizmów sztucznej inteligencji w projektowaniu PCB jest akceptacja i zgoda firm na to, aby ich dorobek intelektualny był wykorzystany do tworzenia bibliotek reguł dla takich algorytmów, a więc posłużył do nauki.

Z tym wcale nie musi być tak prosto, bo rodzi to obawy wycieku IP i kto wie czy opór przed dzieleniem się projektami nie będzie głównym problemem w rozwoju funkcji AI. W świetle pojawiających się skandali związanych ze szpiegostwem przemysłowym prędzej spodziewać się można odcięcia stacji projektowych od Internetu niż dzielenia się dorobkiem, przynajmniej na początku. Niektórzy producenci elektroniki z takich przyczyn unikają nawet wykonywania w Chinach prototypów, gdyż jak twierdzą, z plików Gerber można prosto odtworzyć schemat. Bez względu na to czy jest to prawda, ochrona własności intelektualnej staje się coraz istotniejsza i będzie coraz bardziej wpływać na stopień akceptacji nowych technologii.

Robert Magdziak

Polecane

Nowe produkty

Zobacz również