Unità 2 / 12

Intelliġenza Artifiċjali fid-Disinn taċ-Ċirkwiti u l-Appoġġ għall-Layout tal-PCB

Qligħ:

  • Kapaċità li taċċellera l-abbozzi skematika, l-għażla tal-komponenti u l-kalkolu tal-provvista/konsum bl-AI u tivvalida inkroċjata b'folja tad-dejta
  • Kapaċità li tirrevedi t-tqassim tal-PCB, l-istivar tas-saffi u r-regoli tal-integrità tas-sinjali bl-appoġġ tal-AI
  • Kapaċità li tittestja s-soluzzjonijiet ta 'ċirkwit/layout suġġeriti minn AI b'DRC, simulazzjoni u kejl prototip

Prodott elettroniku huwa l-prodott ta 'żewġ stadji ewlenin: skematiku: it-tpinġija loġika tal-komponenti u l-konnessjonijiet u t-tqassim (il-mod kif dawn il-komponenti huma rranġati fiżikament fuq il-bord taċ-ċirkwit stampat). Id-dijagramma tiddetermina "x'għandek tikkonnettja"; "Fejn u kif se tkun konnessa" hija determinata fit-tqassim. F'din l-unità se tara kif tuża AI bħala aċċeleratur fiż-żewġ fażijiet, iżda għaliex id-deċiżjoni finali tittieħed permezz ta 'datasheet, simulazzjoni, kontroll tar-regoli tad-disinn (DRC: Kontroll awtomatiku tal-manifattura u regoli elettriċi) u kejl prototip. It-tensjoni bażika hawnhekk hija li l-AI tiddeskrivi b'mod fluwenti kif ċirkwit għandu jaħdem, iżda ma tkejjelx il-limiti attwali tal-komponenti attwali li tagħżel u r-realtà fiżika tal-bord tiegħek.

Fejn l-AI hija b'saħħitha fid-disinn taċ-ċirkwit

L-AI hija b'saħħitha fuq il-parti "taħseb" tad-disinn: tiġġenera għażliet ta 'topoloġija, tispjega kif tibni blokka, turi passi biex tapplika formula f'folja tad-dejta, u tibni l-iskeletru ta' kont. Pereżempju, jista 'jtik il-passi tad-disinn ta' diviżur tal-vultaġġ (ċirkwit sempliċi li jipproporzjona l-vultaġġ tad-dħul b'żewġ resistors), filtru low-pass jew blokka amplifikatur op-amp, fl-ordni. Jista 'jiddiskuti liema pinnijiet jagħmlu sens li jgħaqqdu periferali ta' mikrokontrollur, liema linji huma sensittivi għall-istorbju. Jgħinek toħloq siġra tal-enerġija: dijagramma li turi minn liema regolatur tiġi mitmugħa kull blokka.

Iżda hawnhekk huwa meħtieġ li ssir distinzjoni kritika: Il-valur tar-reżistenza, il-valur tal-kapaċitatur jew l-għażla tar-regolatur mogħtija mill-AI ​​huwa punt tat-tluq. Il-valur attwali jiddependi fuq il-vultaġġ/kurrent/tolleranza tiegħek, il-firxa tat-temperatura, u d-datasheet tal-parti li tagħżel. Dettalji bħall-qawwa (wattage) ta 'reżistenza, ir-reżistenza għall-vultaġġ u l-effett ta' preġudizzju DC ta 'capacitor (il-kapaċità tiegħu tinżel bil-vultaġġ applikat), il-valur RDS(on) ta' MOSFET huma vitali fil-prodott u huma vverifikati biss mill-folja tad-dejta.

Kalkolu tal-enerġija u l-provvista (integrità tal-enerġija).

Waħda mill-kompiti l-aktar komuni hija li jinħoloq baġit tal-enerġija: iż-żieda ta 'kemm kurrent kull blokka tiġbed u l-għażla tar-regolatur u l-mogħdija tal-provvista kif xieraq. L-AI tista 'tgħinek twaqqaf din it-tabella, iżda kull valur kurrenti fir-ringieli għandu jiġi mill-karta tad-dejta ta' dak il-komponent; AI li tgħid "tipikament tiġbed dan" mhix validazzjoni.

Tip: Ħalli l-AI tibni t-tabella tal-baġit tal-enerġija bħala "skeletru vojt" (komponent, blokka, kurrent min/tipiku/massimu, kolonna tas-sors). Imbagħad imla kull ċellula lilek innifsek mid-datasheet. Allura l-AI tiffranka l-ħin iżda ma tagħmilx numri.

L-AI tista 'tfakkarkom fil-prinċipji ġenerali (poġġu qrib iċ-ċippa kemm jista' jkun, uża traċċi qosra u wesgħin, parallelize valuri differenti) fir-rigward tal-kapaċitaturi tad-diżakkoppjar/bypass (kapaċitatur tad-diżakkoppjar: kapaċitur imqiegħed qrib it-tarf tal-provvista ta 'kull ċippa, li jissodisfa t-talbiet kurrenti f'daqqa u jrażżan il-ħoss). Madankollu, it-tweġiba għall-mistoqsija dwar kemm u liema valur tiddependi fuq ir-rakkomandazzjoni fil-folja tad-dejta taċ-ċippa u l-frekwenza operattiva tagħha.

Integrità tas-sinjal fit-tqassim tal-PCB

L-integrità tas-sinjal hija l-abbiltà ta 'sinjal li jasal fid-destinazzjoni tiegħu mingħajr ma jiġi mgħawġa fuq il-karta. Erba' kunċetti joħorġu l-aktar spiss fid-disinn b'veloċità għolja:

  • Referenza/pjan terren: Is-saff kontinwu tar-ram li minnu jgħaddi l-kurrent tar-ritorn tas-sinjal. Jekk tiġi interrotta, il-ħoss u r-radjazzjoni jiżdiedu.
  • Mogħdija tar-ritorn: Kull kurrent tas-sinjal għandu mogħdija tar-ritorn; Din il-mogħdija trid tgħaddi mingħajr interruzzjoni, eżatt taħt it-traċċa tas-sinjal.
  • Crosstalk: Is-sinjal ta 'binarju wieħed jaqbeż għall-binarju ġirien. Tnaqqas bid-distanza bejniethom u l-qrubija tal-pjan.
  • Kontroll tal-impedenza: F'linji ta 'veloċità għolja, il-wisa' tat-traċċa u l-istivar tas-saff (stack-up) huma kkalkulati biex tinkiseb ċerta impedenza karatteristika (eż. 50 Ω jew 100 Ω differenzjali).

L-IA hija tajba ħafna biex tbiddel dawn il-prinċipji f'lista ta' kontroll. Tista' tiddeskrivi t-tqassim tiegħek u tistaqsi "x'riskji għandi niċċekkja għall-integrità tas-sinjal f'dan it-tqassim?" Iżda l-valuri tal-wisa ', it-tneħħija u l-impedenza tat-traċċa huma ddeterminati mis-solvent tal-kamp jew mill-għodda tal-kalkolu tal-ġeneratur skont il-munzell attwali tas-saff u l-kapaċità tal-manifattur tal-karta tiegħek; Valur mogħti minn AI bħal "0.3 mm traċċa għal 50 Ω" għandu definittivament jiġi vverifikat minħabba li jiddependi fuq il-ħxuna tas-saff u l-materjal.

tliet każijiet żgħar

Każ 1 — DC bias trap. Disinjatur jiffiltra l-linja 3.3 V bil-kapaċitatur taċ-ċeramika rakkomandat mill-AI "10 µF, 6.3 V, X7R." Il-karta hija aktar storbjuża milli mistenni. Meta mkejjel, jidher li dan il-kapaċitatur tal-pakkett żgħir jitlef aktar minn nofs il-kapaċità effettiva tiegħu taħt 3.3 V (effett bias DC). Meta tiġi eżaminata l-kurva tal-kapaċità-vultaġġ fil-folja tad-dejta, jidher li l-valur effettiv jinżel għal ~ 4 µF. AI kienet tat valur ġenerali; l-imġieba attwali hija evidenti mill-kurva tad-datasheet biss.

Każ 2 — Pjan terren maqtugħ. Inġinier jiddeskrivi t-tqassim tiegħu lill-AI, u jinnota li "linja tas-sinjal ta 'veloċità għolja tgħaddi minn qasma fil-pjan terren taħt." AI tfakkar li dan jista 'jtawwal il-mogħdija tar-ritorn u jikkawża radjazzjoni u storbju, u li huwa meħtieġ li ma tgħaddix il-linja mill-qasma jew tpoġġi kapaċitatur tal-pont. L-inġinier jieħu dan bħala twissija, jivverifika viżwalment il-qasma f'dehra 3D tal-bord, u jbiddel ir-rotta tal-linja. Hawnhekk AI serviet bħala lista ta 'kontroll; L-inġinier ħa d-deċiżjoni b'ġustifikazzjoni li tista' titkejjel.

Każ 3 — Packet match mhux korrett. Intern jitlob lill-AI biex toħloq "footprint" għal konnettur (il-mudell tal-gżira tal-istann tal-komponent fuq il-bord). L-AI tagħti kejl li jidher raġonevoli. L-intern juża dan mingħajr ma jqabbel mat-tpinġija mekkanika tal-manifattur; Meta jaslu l-karti, il-konnettur ma joqgħodx. L-approċċ korrett huwa li tivverifika kull footprint verbatim mit-tpinġija mekkanika uffiċjali tal-manifattur; L-AI qatt ma tista 'twaqqaf il-produzzjoni tal-footprint waħedha.

Mudelli fil-pront kopjabbli

POWER BUDGET SKELETON TEMPLATE"Oħloq skeletru ta' tabella tal-baġit tal-enerġija vojta għall-blokki li ġejjin: [lista blokki/ċipep]. Kolonni: komponent, vultaġġ tal-provvista, kurrent min/tipiku/massimu, sors (numru tal-paġna tad-datasheet), nota. Ħalli l-valuri numeriċi BLANK; innota li kull kurrent għandu jimtela mill-għażla tal-marġni totali u regolatur rilevanti.

MUDELL TAL-LISTA TA' KONTROLL TAL-INTEGRITÀ S-SINJAL "Ikkunsidra t-tqassim li ġej: [deskrizzjoni tal-bord; numru ta' saffi, fastlines, blokki analogi sensittivi]. Jiddeskrivi r-riskji li għandi bżonn niċċekkja għall-integrità tas-sinjal u l-integrità tal-enerġija, oġġett b'oġġett: kontinwità tal-pjan terren, mogħdija tar-ritorn, tqegħid tal-kapaċitatur tad-diżakkoppjar, crosstalk, kontroll tal-impedenza. Żid "kif nivverifika l-informazzjoni eżatta/ għal kull oġġett. valur tal-wisa'/impedenza."

MUDELL TA’ INKJESTA TA’ L-GĦAŻLA TA’ KOMPONENT"Elenka l-parametri tal-iskeda tad-dejta li għandi niċċekkja meta nagħżel komponent għall-blokka li ġejja: [deskrizzjoni tal-blokk, eż. regolatur tal-flus]. Għal kull parametru, ikteb għaliex huwa importanti u taħt liema kundizzjoni operattiva huwa kritiku (eż. temperatura, preġudizzju DC, RDS(on), tolleranzay). MA JIRRAKKOMANKAX mill-parti tad-dejta speċifika;."

MUDELL TA' REVIŻJONI TA' L-ISKEMI "Irrevedi d-deskrizzjoni skematika hawn taħt u staqsi għal żbalji possibbli f'forma ta' mistoqsija (eż. "Dan il-pin jeħtieġ resistor pull-up", "ir-regolatur jipprovdi kurrent ta' tagħbija minimu"). TGĦIDX assolutament veru/falz; se toħroġ lista ta' mistoqsijiet għalija biex niċċekkja kontra d-datasheet. Skema: [riċetta/pas]."

Pront dgħajjef / Pront qawwi

PROMPT DGĦAJF: "Liema kapaċitatur għandi npoġġi għal 3.3 V?"

PROMPT B'SĦIĦ: "Spjega liema kriterji (kapaċità, marġni li jiflaħ il-vultaġġ, effett bias DC, tip dielettriku

Il-pront dgħajjef jistedinkom biex tagħmel valur wieħed; Il-pront qawwi jagħtik marquee li jistaqsi l-mistoqsijiet it-tajba.

Saffi ta 'verifika fid-disinn taċ-ċirkwit/PCB

saff

X'jagħmel

Ir-rwol tal-AI

Skeda tad-dejta

Jirritorna l-konfini attwali tal-komponent

Jiġġenera lista ta 'parametri u mistoqsija

Simulazzjoni (ĦWAWAR)

Tbassar numerikament l-imġieba taċ-ċirkwit

Outputs installazzjoni u netlist outline

RDK/ERC

Manifattura u kontroll tar-regoli elettriċi

Jagħti lista ta' regoli biex tiċċekkja

Kejl tal-prototip

Tikkoreġi fuq karta reali

Jirrakkomanda pjan ta 'kejl u punt tat-test

Attenzjoni: Anki s-simulazzjoni SPICE (issolvi ċ-ċirkwit b'mudell matematiku) hija tajba biss daqs l-eżattezza tal-mudell. Is-simulazzjoni stabbilita mill-AI ma tiggarantixxix ir-realtà mingħajr ma tqis il-mudelli attwali tal-komponenti u l-effetti parassitiċi (reżistenza/inductance ta 'traċċi).

Żbalji komuni

  • Mhux jiċċekkja l-valur tal-komponent mogħti mill-AI bid-datasheet. Il-preġudizzju DC, it-temperatura u l-limiti tal-qawwa huma deċiżivi għall-prodott.
  • Meta wieħed iqis il-wisa 'impedenza/traċċa indipendenti mill-istivar tas-saff. Il-valur ivarja skond il-materjal u l-ħxuna; Iż-żona hija kkalkulata bl-għodda solver/ġeneratur.
  • Mhux verifikata l-footprint bi tpinġija mekkanika. Il-mudell tal-gżira tal-istann ħażin se jittrash il-bord kollu.
  • Meta wieħed iqis id-disinn lest ladarba jgħaddi mir-RDK. Anke jekk ir-regoli tad-DRC jiġu mgħoddija, l-integrità tas-sinjal u l-imġieba termali jiġu vverifikati separatament.
  • It-tqegħid tar-riżultat SPICE tal-AI minflok il-prototip. Simulazzjoni hija tbassir; L-aħħar kelma hija l-kejl tiegħek.

Fil-qosor

F'din l-unità għandek pożizzjonat AI bħala aċċeleratur u ġeneratur tal-lista ta 'kontroll fid-dijagramma taċ-ċirkwit, il-baġit tal-enerġija u t-tqassim tal-PCB. AI tissuġġerixxi topoloġija, scaffolds kalkoli, tfakkar fir-riskji għall-integrità tas-sinjali, u tiġġenera mistoqsijiet ta 'reviżjoni. Iżda kull valur tal-komponent huwa vverifikat mill-folja tad-dejta, kull valur ta 'impedenza/traċċa mill-kalkolu tal-munzell tas-saff, kull footprint mit-tpinġija mekkanika, u kull deċiżjoni ta' disinn mid-DRC, simulazzjoni u kejl prototip. Uża l-AI bħala sieħeb li "jġiegħlek tistaqsi l-mistoqsijiet it-tajba" aktar milli "jtik in-numri".

Kompitu ta' applikazzjoni

Agħżel blokk taċ-ċirkwit żgħir (eż. regolatur buck jew interface tas-sensor). L-ewwel oħroġ il-parametri tal-iskeda tad-dejta li għandhom jiġu kkontrollati mill-AI bil-mudell "Mistoqsija tal-għażla tal-komponenti". Imbagħad waqqaf tabella vojta bil-mudell "Iskeletru tal-baġit tal-enerġija" u imla l-valuri għaż-żewġ komponenti mill-iskedi tad-dejta attwali. Fl-aħħarnett, uża l-mudell "Lista ta 'kontroll tal-integrità tas-sinjal" biex telenka r-riskji tal-iskjerament u ikteb kif se tivverifika kull wieħed.

lista ta' kontroll

  • [ ] Ivverifikajt kull valur tal-komponent AI issuġġerit mid-datasheet (inkluż DC bias, temperatura, qawwa).
  • [ ] Ma adattajtx il-kurrenti fit-tabella tal-baġit tal-enerġija għall-AI, iżda imlejthom mill-iskedi tad-dejta.
  • [ ] I kkalkulajt il-valuri tal-wisa 'ta' impedenza/traċċa bil-munzell tas-saff u l-għodda tas-solvent/ġeneratur tal-kamp.
  • [ ] Qabbilt kull footprint mat-tpinġija mekkanika tal-manifattur.
  • [ ] Ippjanajt li nivverifika t-tqassim b'DRC/ERC, simulazzjoni u pjan ta' kejl prototip.
  • [ ] Immarkajt l-output AI bħala preliminari li jrid jiġi vverifikat, mhux id-disinn finali.