AI w narzędziach EDA - oczekiwania kontra rzeczywistość
Zdaniem niektórych dostawców takiego oprogramowania, AI jest w stanie na podstawie zarysowanej koncepcji stworzyć schemat, dobrać komponenty i zaprojektować płytkę. Natomiast specjaliści twierdzą, że jest to możliwe wyłącznie dla prostych układów i dalej projekt czegokolwiek bardziej złożonego wymaga działania doświadczonego zespołu projektantów. Co więcej, specjaliści twierdzą, że większość demonstracji opiera się na dobranych projektach referencyjnych, które są wybierane tak, aby uwypuklały dobre cechy takich narzędzi.
Taka polaryzacja stanowisk jest możliwa, gdyż niektóre narzędzia AI EDA próbują „robić wszystko”, tj. automatycznie wybierają komponenty, generują schemat i projektują PCB. Na razie w takich projektach jest dużo błędów, nie są one optymalne z punktu widzenia wymagań, przez co środowisko nie traktuje ich poważnie, raczej jako ciekawostkę do zabawy. Cały czas brakuje też dowodu, że wygenerowany przez narzędzia AI projekt o większej złożoności działa w rzeczywistym systemie lub w produkcie, który trafił do sprzedaży.
Projekt Speedrun - prawdziwy test możliwości sztucznej inteligencji
Przykładu, co naprawdę może AI w projektowaniu elektroniki, dostarczył niedawno projekt Speedrun firmowany przez firmę Quilter – producenta oprogramowania tego typu. Ich narzędzie pomogło stworzyć kompletny, działający komputer jednopłytkowy (SBC) i zrealizowało jeden z ważnych i żmudnych etapów projektowania, tj. rozmieszczenie elementów i prowadzenie ścieżek (trasowanie).
Komputer SBC bazował na projekcie referencyjnym NXP i.MX 8M Mini, a więc na dojrzałym rozwiązaniu, sprawdzonym schemacie, publicznie dostępnej dokumentacji oraz znanej liście komponentów. Nie jest to banalny projekt, gdyż opiera się na pamięciach LPDDR4, które zmuszają do kontroli impedancji i ścisłego dopasowania długości połączeń sygnałowych, zachowania integralności zasilania i realizacji projektu na płytce wielowarstwowej. W projekcie powstała zarówno płyta bazowa, jak i system na module (SOM). Schemat, listę komponentów, obrys płytki, ograniczenia i rozmieszczenie kluczowych podzespołów oraz złączy wykonano w Altium, rozmieszczenie i trasowanie wykonano narzędziami Quiltera.
Takie podejście ma wiele zalet, gdyż dzięki temu projekt odpowiada wymaganiom i używa komponentów preferowanych z zatwierdzonych bibliotek, a nie czegoś wymyślonego przez maszynę i tym samym oderwanego od realiów aplikacyjnych i zaopatrzeniowych oraz, co jest też niezwykle istotne, od realiów firmowych, takich jak posiadane narzędzia, wiedzy firmy w zakresie architektur, umów z producentami, oprogramowania i wcześniejszego dorobku.
Komputer SBC z komponentami ułożonymi przez AI i poprowadzonymi ścieżkami zadziałał i to jest sukces projektu Speedrun. Ale to nie wszystko, bo właśnie w tym momencie historia robi się szczególnie interesująca. Zespół firmy Quilter wziął dokładnie ten sam pakiet projektowy – te same schematy, zestawienie materiałów, footprinty, obrys płytki i rozmieszczenie złączy – i wysłał go do wielu doświadczonych projektantów PCB po wycenę. Szacunki pracochłonności wyniosły od 200 do 400 roboczogodzin. Dla porównania, w przypadku Quiltera, SOM powstał w ciągu kilku godzin.
Czy algorytmy zastąpią projektantów PCB?
Trzeba przyznać, że te maszynowe płytki wyglądają inaczej wizualnie, ale działają, obsługują DDR-y. Czy to znaczy, że projektanci PCB mają już dzisiaj szukać innej pracy? Oczywiście, że nie! Chodzi o to, aby nie musieli oni poświęcać tygodni na układaniu elementów, tylko mogli się skupić na najtrudniejszych i najciekawszych problemach, które wciąż pozostają na ich biurkach. AI daje im szansę, aby mogli szybko obsłużyć zlecenia wymagające kilku prototypów płytek, gdzie ekonomia i priorytety czasowe całkowicie się zmieniają. Dalej stworzenie najlepszego możliwego projektu, czyli takiego, który będzie wysoce produktywny, zoptymalizowany pod kątem wydajności i możliwie najtańszy w produkcji masowej, będzie wymagać starannej pracy ludzkiej. To też widać „na oko” na płytkach projektu Speedrun.
Robert Magdziak
