Nyereség:
- Képes a vázlatos, alkatrész-kiválasztás és az ellátási/fogyasztási számítási vázlatok felgyorsítására mesterséges intelligencia segítségével, valamint az adatlappal történő keresztellenőrzés
- Képes áttekinteni a PCB elrendezést, a rétegek egymásra helyezését és a jelintegritási szabályokat AI támogatással
- Képes tesztelni az AI által javasolt áramköri/elrendezési megoldásokat DRC-vel, szimulációval és prototípus méréssel
Az elektronikai termék két fő szakasz terméke: sematikus: az alkatrészek és a csatlakozások logikai rajza és az elrendezés (az alkatrészek fizikai elrendezése a nyomtatott áramköri lapon). A diagram meghatározza, "mit kell csatlakoztatni"; "Hol és hogyan lesz csatlakoztatva" az elrendezés határozza meg. Ebben az egységben látni fogja, hogyan lehet az AI-t gyorsítóként használni mindkét fázisban, de miért az adatlap, a szimuláció, a tervezési szabályellenőrzés (DRC: A gyárthatóság és az elektromos szabályok automatikus ellenőrzése) és a prototípus mérése hozza meg a végső döntést. Az alapvető feszültség itt az, hogy a mesterséges intelligencia folyékonyan írja le, hogyan kell működnie egy áramkörnek, de nem méri a ténylegesen kiválasztott összetevők tényleges határait és a kártya fizikai valóságát.
Ahol az AI erős az áramkör-tervezésben
A mesterséges intelligencia erős a tervezés „gondolkodó” részében: topológia opciók generálása, blokk felépítésének elmagyarázása, képlet adatlapon történő alkalmazásának lépéseinek bemutatása és egy fiók vázának felépítése. Például megadhatja a feszültségosztó (egy egyszerű áramkör, amely két ellenállással arányosítja a bemeneti feszültséget), egy aluláteresztő szűrő vagy egy műveleti erősítő blokk tervezési lépéseit. Meg tudja beszélni, hogy egy mikrokontroller perifériáját mely érintkezőkhöz lenne értelme csatlakoztatni, mely vonalak zajérzékenyek. Segítségével létrehozhat egy teljesítményfát: egy diagram, amely megmutatja, hogy az egyes blokkok melyik szabályozóból táplálkoznak.
De itt kritikus különbséget kell tenni: az AI által megadott ellenállásérték, kondenzátorérték vagy szabályozóválasztás a kiindulási pont. A tényleges érték a feszültségtől/áramtól/tűréstől, a hőmérséklet-tartománytól és a választott alkatrész adatlapjától függ. Az olyan részletek, mint az ellenállás teljesítménye (teljesítménye), a kondenzátor feszültségállósága és egyenáramú előfeszítési hatása (a kapacitása csökken a rákapcsolt feszültség hatására), a MOSFET RDS(on) értéke létfontosságúak a termékben, és csak az adatlap alapján ellenőrizhetők.
Tápellátás (teljesítmény integritás) számítása
Az egyik leggyakoribb feladat a teljesítmény-költségvetés létrehozása: össze kell adni, hogy az egyes blokkok mekkora áramot vesznek fel, és ennek megfelelően kell kiválasztani a szabályozót és az ellátási útvonalat. Az AI segíthet a táblázat beállításában, de a sorokban minden aktuális értéknek az adott összetevő adatlapjáról kell származnia; Az AI kimondása, hogy "általában ennyit húz", nem érvényesítés.
Tipp: A mesterséges intelligencia állítsa össze az energiaköltségvetési táblázatot „üres vázként” (komponens, blokk, min/tipikus/maximális áram, forrás oszlop). Ezután töltse ki minden cellát saját maga az adatlapról. Tehát a mesterséges intelligencia időt takarít meg, de nem alkot számokat.
A mesterséges intelligencia emlékeztetheti Önt az általános elvekre (a chiphez a lehető legközelebb helyezni, rövid és széles nyomvonalakat használni, különböző értékeket párhuzamosítani) a lecsatolási/bypass kondenzátorokkal kapcsolatban (lecsatoló kondenzátor: kondenzátor az egyes chipek tápvégéhez közel elhelyezve, kielégíti a hirtelen áramigényeket és elnyomja a zajt). A hány és melyik érték kérdésére a válasz azonban a chip adatlapján szereplő ajánlástól és annak működési frekvenciájától függ.
Jelintegritás a PCB elrendezésben
A jel integritása a jel azon képessége, hogy elérje célját anélkül, hogy a kártyán torzulna. A nagysebességű tervezésben négy fogalom merül fel leggyakrabban:
- Referencia/alapsík: Az a folytonos rézréteg, amelyen keresztül a jel visszatérő árama folyik. Ha megszakad, a zaj és a sugárzás fokozódik.
- Visszatérési út: Minden jeláramnak van visszatérési útja; Ennek az útnak megszakítás nélkül kell haladnia, közvetlenül a jelnyom alatt.
- Áthallás: Az egyik sáv jele átugrik a szomszédos sávra. A köztük lévő távolság és a síkközelség növekedésével csökken.
- Impedanciaszabályozás: A nagy sebességű vonalakban a nyomvonal szélességét és a rétegsorolást (stack-up) úgy számítják ki, hogy egy bizonyos jellemző impedanciát (pl. 50 Ω vagy 100 Ω differenciál) érjenek el.
Az AI nagyon jó abban, hogy ezeket az elveket ellenőrzőlistává alakítsa. Leírhatja az elrendezést, és megkérdezheti, hogy "milyen kockázatokkal kell ellenőriznem a jel integritását ebben az elrendezésben?" De a nyomkövetési szélességet, a hézagot és az impedancia értékeket a terepi megoldó vagy generátor számítási eszköz határozza meg a kártya aktuális rétegkészletének és gyártói képességének megfelelően; Az AI által megadott értéket, mint például a "0.3 mm trace for 50 Ω" mindenképpen ellenőrizni kell, mert ez függ a rétegvastagságtól és az anyagtól.
három mini tok
1. eset – DC előfeszítés csapda. A tervezők a 3,3 V-os vonalat az AI által javasolt „10 µF, 6,3 V, X7R kerámiakondenzátorral” szűrik. A kártya zajosabb a vártnál. Méréskor látható, hogy ez a kis tokozású kondenzátor effektív kapacitásának több mint felét elveszíti 3,3 V alatt (DC előfeszítés). Ha megvizsgáljuk az adatlapon szereplő kapacitás-feszültség görbét, akkor látható, hogy az effektív érték ~4 µF-ra esik. Az AI általános értéket adott; a tényleges viselkedés csak az adatlap görbéjén látható.
2. eset – Csonka alaplap. Egy mérnök leírja az elrendezést az MI-nek, megjegyezve, hogy "egy nagy sebességű jelvezeték áthalad az alatta lévő alapsíkon egy hasadékon." A mesterséges intelligencia emlékeztet arra, hogy ez meghosszabbíthatja a visszatérési utat, és sugárzást és zajt okozhat, és nem szükséges átvezetni a vezetéket a résen, és nem kell hídkondenzátort behelyezni. A mérnök ezt figyelmeztetésnek veszi, vizuálisan ellenőrzi a rést a tábla 3D-s nézetében, és átirányítja a vonalat. Itt az AI ellenőrzőlistaként szolgált; A mérnök mérhető indoklással döntött.
3. eset – Helytelen csomagegyeztetés. Egy gyakornok megkéri az AI-t, hogy hozzon létre egy "lábnyomot" egy csatlakozóhoz (az alkatrész forrasztósziget-mintája a táblán). Az AI ésszerűnek tűnő méréseket ad. A gyakornok ezt használja anélkül, hogy összehasonlítaná a gyártó mechanikai rajzával; Amikor a kártyák megérkeznek, a csatlakozó nem illeszkedik. A helyes megközelítés az, hogy minden lábnyomot szó szerint ellenőrizünk a gyártó hivatalos mechanikai rajza alapján; Az AI soha nem tudja leállítani a lábnyomtermelést önmagában.
Másolható prompt sablonok
POWER BUDGET SKELETON TEMPLATE"Hozzon létre egy üres energiaköltségvetési táblázatvázat a következő blokkokhoz: [blokkok/chipek listája]. Oszlopok: komponens, tápfeszültség, min/tipikus/maximális áram, forrás (adatlap oldalszáma), megjegyzés. A számértékeket hagyja ÜRESEN; vegye figyelembe, hogy minden áramot ki kell tölteni a vonatkozó adatokhoz és a teljes szabályozóhoz. vége."
JELINTÉGSÉG ELLENŐRZŐ LISTA SABLON "Vegye fontolóra a következő elrendezést: [tábla leírása; rétegek száma, gyorsvonalak, érzékeny analóg blokkok]. Vázolja fel azokat a kockázatokat, amelyekkel ellenőriznem kell a jel integritását és a tápellátás integritását, tételesen: alapsík folytonossága, visszatérési út, leválasztási kondenzátor elhelyezése, áthallás, mérési adatok hozzáadása az impedanciához. Pontos nyomkövetés "ADJ szélesség/impedancia értéket."
ALKALMAZOTT KIVÁLASZTÁSI KÉRDEZÉS SABLON"Felsorolja azokat az adatlap paramétereket, amelyeket a következő blokkhoz való komponens kiválasztásakor ellenőriznem kell: [blokk leírása, pl. buck szabályzó]. Minden paraméterhez írja be, hogy miért fontos, és milyen működési feltételek mellett kritikus (pl. hőmérséklet, DC torzítás, RDS(be), tolerancia). DO NOT a megadott adatok közül;
SCHEME REVIEW TEMPLATE"Tekintse át az alábbi vázlatos leírást, és kérdezze meg a lehetséges hibákat a kérdőívben (pl. "szükséges-e ehhez a tűhöz felhúzó ellenállás", "a szabályozó minimális terhelési áramot biztosít-e"). NE MONDJ, hogy abszolút igaz/hamis; felugrik a kérdések listája, amelyeket ellenőrizni kell az adatlapon. Séma: []recipe/paste.
Gyenge felszólítás / Erős felszólítás
GYENGE PROMPT: "Melyik kondenzátort tegyem 3,3 V-hoz?"
ERŐS PROMPT: "magyarázza meg, milyen kritériumok (kapacitás, feszültségállósági határ, DC előfeszítési hatás, dielektromos típus
A gyenge prompt egyetlen érték létrehozására hív fel; Az erőteljes felszólítás olyan sátort ad, amely felteszi a megfelelő kérdéseket.
Ellenőrző rétegek áramkör/NYÁK tervezésben
réteg
Mit tesz
Az AI szerepe
Adatlap
Az összetevő tényleges határait adja vissza
Paraméterlistát és kérdést generál
Szimuláció (SPICE)
Numerikusan előrejelzi az áramkör viselkedését
Kimenetek telepítése és netlista vázlata
KDK/ERC
Gyárthatósági és elektromos szabályellenőrzés
Megadja az ellenőrizendő szabályok listáját
Prototípus mérés
Valódi kártyán javít
Mérési tervet és vizsgálati pontot ajánl
Vigyázat: Még a SPICE szimuláció (az áramkör matematikai modellel történő megoldása) is csak annyira jó, amennyire a modell pontos. Az AI által létrehozott szimuláció nem garantálja a valóságot a tényleges komponensmodellek és a parazita hatások (nyomok ellenállása/induktivitása) figyelembevétele nélkül.
Gyakori hibák
- Nem ellenőrzi az AI által megadott komponensértéket az adatlappal. Az egyenáram előfeszítése, a hőmérséklet és a teljesítmény határértékei meghatározóak a termék szempontjából.
- Figyelembe véve az impedanciát/nyomszélességet, függetlenül a rétegrakástól. Az érték az anyagtól és a vastagságtól függően változik; A terület kiszámítása a megoldó/generátor eszközzel történik.
- A lábnyom nem igazolása mechanikai rajzzal. A helytelen forrasztósziget-minta az egész táblát tönkreteszi.
- Tekintettel arra, hogy a tervezés befejeződött, miután áthaladt a Kongói Demokratikus Köztársaságon. Még ha a DRC szabályokat át is adják, a jel integritását és a termikus viselkedést külön ellenőrzik.
- Az AI SPICE eredményének elhelyezése a prototípus helyén. A szimuláció előrejelzés; Az utolsó szó a te mérésed.
Összefoglalva
Ebben az egységben az AI-t gyorsítóként és ellenőrzőlista-generátorként helyezte el a kapcsolási rajzban, az energiaköltségvetésben és a PCB-elrendezésben. A mesterséges intelligencia topológiát javasol, számításokat készít, emlékeztet a jelintegritási kockázatokra, és felülvizsgálati kérdéseket generál. De minden alkatrészértéket az adatlapból, minden impedancia/nyomkövetési értéket a rétegverem számításából, minden lábnyomot a mechanikai rajzból és minden tervezési döntést a DRC-ből, szimulációból és prototípus mérésből ellenőrzünk. Használja az AI-t partnerként, aki „megfelelő kérdéseket tesz fel”, nem pedig „számokat ad”.
Pályázati feladat
Válasszon egy kis áramköri blokkot (pl. buck szabályzót vagy érzékelő interfészt). Először bontsa ki a vezérelendő adatlap-paramétereket az AI-ból a "Komponenskiválasztási lekérdezés" sablonnal. Ezután állítson be egy üres táblázatot az „Energiagazdálkodási költségvetési váz” sablonnal, és töltse ki a két komponens értékét a tényleges adatlapokból. Végül használja a „Jelintegritási ellenőrzőlista” sablont a telepítési kockázatok felsorolásához, és írja le, hogyan fogja mindegyiket ellenőrizni.
ellenőrző lista
- [ ] Ellenőriztem minden AI által javasolt komponens értéket az adatlapon (beleértve a DC előfeszítést, hőmérsékletet, teljesítményt).
- [ ] A teljesítmény költségvetési táblázatban szereplő áramokat nem adaptáltam az AI-hoz, hanem az adatlapokból töltöttem ki.
- [ ] Az impedancia/nyomszélesség értékeket a rétegverem és a mezőmegoldó/generátor eszközzel számoltam ki.
- [ ] Minden lábnyomot összehasonlítottam a gyártó mechanikai rajzával.
- [ ] Terveztem az elrendezés ellenőrzését DRC/ERC-vel, szimulációval és prototípus mérési tervvel.
- [ ] Az AI-kimenetet jelöltem meg előzetesen ellenőrizendőnek, nem a végleges tervet.