Ieguvumi:
- Spēja paātrināt shematisku, komponentu atlasi un piegādes/patēriņa aprēķinu uzmetumus ar AI un savstarpēju validāciju ar datu lapu
- Spēja pārskatīt PCB izkārtojumu, slāņu sakraušanu un signāla integritātes noteikumus ar AI atbalstu
- Spēja pārbaudīt AI ieteiktos ķēdes/izkārtojuma risinājumus ar KDR, simulāciju un prototipa mērījumiem
Elektroniskais izstrādājums ir divu galveno posmu produkts: shematisks: komponentu un savienojumu loģiskais rasējums un izkārtojums (veids, kādā šie komponenti ir fiziski sakārtoti uz iespiedshēmas plates). Diagramma nosaka "ko pieslēgt"; "Kur un kā tas tiks savienots" ir noteikts izkārtojumā. Šajā nodaļā jūs redzēsiet, kā AI izmantot kā paātrinātāju abās fāzēs, bet kāpēc galīgo lēmumu pieņem datu lapa, simulācija, konstrukcijas noteikumu pārbaude (DRC: automātiska izgatavojamības un elektrisko noteikumu pārbaude) un prototipa mērījumi. Galvenā spriedze šeit ir tāda, ka mākslīgais intelekts tekoši apraksta, kā ķēdei jādarbojas, taču tas nenovērtē jūsu izvēlēto komponentu faktiskās robežas un jūsu plates fizisko realitāti.
Kur AI ir spēcīgs ķēdes dizainā
AI ir spēcīga dizaina “domāšanas” daļā: topoloģijas opciju ģenerēšana, bloka izveides skaidrojums, formulas piemērošanas soļi datu lapā un konta skeleta izveide. Piemēram, tas var norādīt sprieguma dalītāja (vienkārša shēma, kas proporcionē ieejas spriegumu ar diviem rezistoriem), zemas caurlaidības filtra vai operētājsistēmas pastiprinātāja bloka projektēšanas soļus. Var apspriest, ar kādiem kontaktiem būtu jēga savienot mikrokontrollera perifērijas ierīces, kuras līnijas ir jutīgas pret troksni. Tas palīdz jums izveidot jaudas koku: diagrammu, kas parāda, no kura regulatora katrs bloks tiek barots.
Bet šeit ir jāizdara kritiska atšķirība: AI norādītā rezistora vērtība, kondensatora vērtība vai regulatora izvēle ir sākumpunkts. Faktiskā vērtība ir atkarīga no jūsu sprieguma/strāvas/pielaides, temperatūras diapazona un izvēlētās daļas datu lapas. Sīkāka informācija, piemēram, rezistora jauda (jauda), kondensatora sprieguma noturība un līdzstrāvas nobīdes efekts (tā kapacitāte samazinās ar pielikto spriegumu), MOSFET RDS (ieslēgts) vērtība ir ļoti svarīga izstrādājumā, un to var pārbaudīt tikai no datu lapas.
Barošanas un barošanas (jaudas integritātes) aprēķins
Viens no visizplatītākajiem uzdevumiem ir izveidot jaudas budžetu: saskaitot katra bloka strāvu un atbilstoši izvēloties regulatoru un padeves ceļu. AI var palīdzēt iestatīt šo tabulu, taču katrai pašreizējai vērtībai rindās ir jānāk no šī komponenta datu lapas; AI teiciens "parasti tas tik daudz velk" nav apstiprinājums.
Padoms. Lūdziet AI izveidot enerģijas budžeta tabulu kā "tukšu skeletu" (komponents, bloks, minimālā/tipiskā/maksimālā strāva, avota kolonna). Pēc tam pats aizpildiet katru šūnu no datu lapas. Tātad AI ietaupa laiku, bet neveido skaitļus.
AI var atgādināt vispārīgus principus (novietojiet pēc iespējas tuvāk mikroshēmai, izmantojiet īsas un platas pēdas, paralēli veiciet dažādas vērtības) attiecībā uz atsaistīšanas/apvada kondensatoriem (atsaistes kondensators: kondensators, kas novietots tuvu katras mikroshēmas padeves galam, atbilst pēkšņām strāvas prasībām un slāpē troksni). Taču atbilde uz jautājumu, cik un kura vērtība ir atkarīga no mikroshēmas datu lapā sniegtā ieteikuma un tās darbības frekvences.
Signāla integritāte PCB izkārtojumā
Signāla integritāte ir signāla spēja sasniegt galamērķi, neizkropļojot karti. Ātrgaitas dizainā visbiežāk parādās četri jēdzieni:
- Atsauces/zemes plakne: nepārtraukts vara slānis, caur kuru plūst signāla atgriešanās strāva. Ja tas tiek pārtraukts, palielināsies troksnis un starojums.
- Atgriešanās ceļš: katrai signāla strāvai ir atgriešanās ceļš; Šim ceļam ir jāplūst nepārtraukti tieši zem signāla trases.
- Šķērsruna: viena celiņa signāls pārlec uz blakus esošo celiņu. Tas samazinās līdz ar attālumu starp tiem un plaknes tuvumu.
- Pretestības kontrole: ātrgaitas līnijās tiek aprēķināts trases platums un slāņu sakraušana (grupēšana), lai sasniegtu noteiktu raksturīgo pretestību (piemēram, 50 Ω vai 100 Ω diferenciālis).
AI ļoti labi pārvērš šos principus par kontrolsarakstu. Varat aprakstīt savu izkārtojumu un jautāt: "Kādi riski man jāpārbauda signāla integritātei šajā izkārtojumā?" Bet trases platuma, klīrensa un pretestības vērtības nosaka lauka risinātājs vai ģeneratora aprēķinu rīks atbilstoši jūsu kartes faktiskajai slāņu kopai un ražotāja iespējām; AI sniegtā vērtība, piemēram, "0,3 mm trase 50 Ω", noteikti ir jāpārbauda, jo tā ir atkarīga no slāņa biezuma un materiāla.
trīs mini futrāļi
1. gadījums — līdzstrāvas novirzes slazds. Dizainers filtrē 3,3 V līniju ar AI ieteikto "10 µF, 6,3 V, X7R keramisko kondensatoru". Karte ir skaļāka nekā gaidīts. Mērot, ir redzams, ka šis mazais kondensators zaudē vairāk nekā pusi no savas efektīvās jaudas zem 3,3 V (līdzstrāvas novirzes efekts). Pārbaudot jaudas-sprieguma līkni datu lapā, redzams, ka efektīvā vērtība samazinās līdz ~4 µF. AI bija piešķīris vispārēju vērtību; faktiskā uzvedība ir redzama tikai no datu lapas līknes.
2. gadījums — saīsināta zemes plakne. Inženieris AI apraksta tā izkārtojumu, atzīmējot, ka "ātrgaitas signāla līnija iet caur zemējuma plaknes sadalījumu". AI atgādina, ka tas var pagarināt atgriešanās ceļu un radīt starojumu un troksni, kā arī nedrīkst izlaist vadu caur spraugu un nelikt tilta kondensatoru. Inženieris to uztver kā brīdinājumu, vizuāli pārbauda spraugu dēļa 3D skatā un maina līniju. Šeit AI kalpoja kā kontrolsaraksts; Inženieris pieņēma lēmumu ar izmērāmu pamatojumu.
3. gadījums — nepareiza pakešu atbilstība. Interns lūdz AI izveidot savienotāja "pēdas nospiedumu" (komponenta lodēšanas salas raksts uz tāfeles). AI sniedz mērījumus, kas šķiet saprātīgi. Praktikants to izmanto, nesalīdzinot to ar ražotāja mehānisko rasējumu; Kad pienāk kartes, savienotājs neder. Pareizā pieeja ir pārbaudīt katru pēdas nospiedumu burtiski no ražotāja oficiālā mehāniskā rasējuma; AI nekad nevar slēgt pēdas nospiedumu ražošanu viens pats.
Kopējamas uzvedņu veidnes
POWER BUDGET SKELETON TEMPLATE"Izveidojiet tukšu jaudas budžeta tabulas skeletu šādiem blokiem: [saraksta bloki/mikroshēmas]. Kolonnas: komponents, barošanas spriegums, minimālā/tipiskā/maksimālā strāva, avots (datu lapas lappuses numurs), piezīme. Skaitliskās vērtības atstājiet TUKŠU; ņemiet vērā, ka katra strāva ir jāaizpilda no attiecīgās piemales un regulatora kopējie dati. beigas."
SIGNĀLA INTEGRITĀTES PĀRBAUDES SARAKSTA VEIDNE "Apsveriet šādu izkārtojumu: [plates apraksts; slāņu skaits, ātras līnijas, jutīgi analogie bloki]. Ieskicējiet riskus, kas man ir nepieciešami, lai pārbaudītu signāla integritāti un jaudas integritāti, pa vienam: zemes plaknes nepārtrauktība, atgriešanās ceļš, kondensatora atsaistes izvietojums, šķērsruna, pievienojiet informāciju, kā es varu pārbaudīt, kā veikt pretestību. Precīza izsekošana "DOD platuma/pretestības vērtību."
KOMPONENTU IZVĒLES JAUTĀJUMA VEIDNE"Norādiet datu lapas parametrus, kas man jāpārbauda, izvēloties komponentu šādam blokam: [bloka apraksts, piemēram, buck regulator]. Katram parametram uzrakstiet, kāpēc tas ir svarīgi un kādos ekspluatācijas apstākļos tas ir kritiski (piemēram, temperatūra, līdzstrāvas novirze, RDS(ieslēgts), pielaide). DO NOT izvēlieties no konkrētās daļas;
SHĒMAS PĀRSKATĪŠANAS VEIDS"Pārskatiet tālāk redzamo shematisko aprakstu un jautājiet par iespējamām kļūdām jautājuma veidlapā (piemēram, "vai šai tapai ir nepieciešams uzvilkšanas rezistors", "vai regulators nodrošina minimālo slodzes strāvu"). NESAKIET absolūtu patiesu/nepareizu; tas parādīs jautājumu sarakstu, kas man jāpārbauda, lai salīdzinātu ar datu lapu. Shēma: [].
Vāja uzvedne / spēcīga uzvedne
VĀJS UZDEVĒJUMS: "Kādu kondensatoru man vajadzētu ievietot 3,3 V?"
SPĒCĪGA UZVEDINĀJUMS: "Paskaidrojiet, kādi kritēriji (ietilpība, sprieguma izturības rezerve, līdzstrāvas novirzes efekts, dielektriskais tips)
Vāja uzvedne aicina izdomāt vienu vērtību; Spēcīgā uzvedne sniedz jums telti, kas uzdod pareizos jautājumus.
Verifikācijas slāņi ķēdes/PCB projektēšanā
slānis
Ko dara
AI loma
Datu lapa
Atgriež komponenta faktiskās robežas
Ģenerē parametru sarakstu un jautājumu
Simulācija (SPICE)
Skaitliski prognozē ķēdes uzvedību
Izvades uzstādīšana un netlist kontūra
KDR/ERC
Izgatavojamības un elektrisko noteikumu pārbaude
Sniedz pārbaudāmo noteikumu sarakstu
Prototipa mērīšana
Labo uz reālās kartes
Iesaka mērījumu plānu un pārbaudes punktu
Uzmanību: pat SPICE simulācija (shēmas atrisināšana ar matemātisko modeli) ir tikai tik laba, cik modeļa precizitāte. AI izveidotā simulācija negarantē realitāti, neņemot vērā faktiskos komponentu modeļus un parazītiskos efektus (izsekojumu pretestību/induktivitāti).
Biežas kļūdas
- Nav pārbaudīta AI norādītā komponenta vērtība ar datu lapu. Līdzstrāvas novirze, temperatūras un jaudas ierobežojumi ir izšķiroši izstrādājumam.
- Ņemot vērā pretestību / trases platumu neatkarīgi no slāņu sakraušanas. Vērtība mainās atkarībā no materiāla un biezuma; Platība tiek aprēķināta ar risinātāja/ģeneratora rīku.
- Nepārbauda pēdas nospiedumu ar mehānisko rasējumu. Nepareizs lodēšanas salas raksts izmetīs visu plati.
- Uzskatot, ka dizains ir pabeigts, kad tas šķērso KDR. Pat ja KDR noteikumi ir pieņemti, signāla integritāte un termiskā uzvedība tiek pārbaudīta atsevišķi.
- AI SPICE rezultāta ievietošana prototipa vietā. Simulācija ir prognoze; Pēdējais vārds ir jūsu mēraukla.
Rezumējot
Šajā ierīcē AI esat pozicionējis kā paātrinātāju un kontrolsarakstu ģeneratoru ķēdes shēmā, jaudas budžetā un PCB izkārtojumā. AI iesaka topoloģiju, sastatņu aprēķinus, atgādina signāla integritātes riskus un ģenerē pārskata jautājumus. Taču katra komponenta vērtība tiek pārbaudīta no datu lapas, katra pretestības/izsekošanas vērtība no slāņu kopas aprēķina, katrs nospiedums no mehāniskā rasējuma un katrs dizaina lēmums no KDR, simulācijas un prototipa mērījumi. Izmantojiet AI kā partneri, kas “liek uzdot pareizos jautājumus”, nevis “dod skaitļus”.
Lietojumprogrammas uzdevums
Izvēlieties mazu ķēdes bloku (piem., sprieguma regulatoru vai sensora interfeisu). Vispirms no AI izņemiet kontrolējamos datu lapas parametrus, izmantojot veidni “Komponentu atlases vaicājums”. Pēc tam izveidojiet tukšu tabulu ar veidni "Enerģijas budžeta skelets" un aizpildiet abu komponentu vērtības no faktiskajām datu lapām. Visbeidzot, izmantojiet veidni “Signāla integritātes kontrolsaraksts”, lai uzskaitītu izvietošanas riskus un uzrakstītu, kā jūs katru no tiem pārbaudīsit.
kontrolsaraksts
- [ ] Es pārbaudīju katru datu lapā ieteikto komponenta vērtību AI (tostarp līdzstrāvas novirzi, temperatūru, jaudu).
- [ ] Jaudas budžeta tabulā esošās strāvas nepielāgoju AI, bet aizpildīju no datu lapām.
- [ ] Es aprēķināju pretestības / trases platuma vērtības ar slāņu steku un lauka risinātāju / ģeneratora rīku.
- [ ] Es salīdzināju katru nospiedumu ar ražotāja mehānisko rasējumu.
- [ ] Es plānoju pārbaudīt izkārtojumu ar DRC/ERC, simulāciju un prototipa mērījumu plānu.
- [ ] Es atzīmēju mākslīgā intelekta izvadi kā sākotnējo, kas jāpārbauda, nevis galīgo dizainu.