Искусственный интеллект может устранить скучную сложность процесса проектирования печатных плат.
Проектирование печатных плат может изучить каждый, но только опытный инженер может создать конструкцию, которая одновременно будет высоко оптимизирована и не склонна к плавлению, взрыву или взрыву или плавлению устройства, управляемого платой.
Опытные инженеры, как правило, заняты, их работа дорогая, и у них плохой характер, особенно если вы заставляете их выполнять работу, которая не полностью раскрывает их гениальность.
ДЖИТКС — это стартап, основанный командой инженеров-электронщиков и инженеров-механиков из Калифорнийского университета в Беркли, создающий искусственный интеллект, который может помочь проектировать оптимизированные печатные платы за часы, а не за недели.
В результате работа инженера сместится с ручного труда на контроль.
Вы сообщаете системе на достаточно высоком уровне, что вас волнует, и она проектирует работающую плату, на которой за вас уже решено все, что вас не волнует. Ваш экспертный инженерный опыт сосредоточен только на том, что вам нужно, а система создает проекты печатных плат - только лучше, быстрее и дешевле.
Главой JITX является Дункан Холдейн, создатель «гиперактивного прыгающего робота на пружинах» под названием Salto-1P. Довольно значительная часть работ по «Сальто-1П» (как и по другим роботам) была потрачена на разработку специального аппаратного обеспечения, в том числе печатных плат. Холдейн и его коллеги обнаружили, что каждый раз, когда они начинали делать что-то новое, им приходилось начинать с нуля.
«Мы осознали, как мало времени тратим на наш основной бизнес — исследования», — говорит Холдейн.
«Все наше время было потрачено на низкоуровневую разработку оборудования.
Трудозатраты на разработку специального оборудования — огромный барьер на пути к новым креативным системам».
Цель JITX — сделать разработку аппаратного обеспечения более похожей на разработку программного обеспечения.
Это не первая компания, которая пробует что-то в этом направлении, и уже существует множество вспомогательных инструментов для проектирования печатных плат. Однако JITX считает, что ее более комплексный и целостный подход уникален.
Компания пишет в пресс-релизе: Наша основная технология основана на методах, используемых при разработке компьютерных чипов.
Появление языки описания оборудования (HDL) произвел революцию в проектировании микросхем в 1980-х годах.
HDL изменил основные принципы разработки схем.
Вместо рисования схем вручную инженеры выражали желаемое поведение схемы с помощью кода, а затем алгоритмы автоматически преобразовывали этот код в необходимые медные формы.
Этот рабочий процесс позволяет создавать современные чипы с миллиардами транзисторов.
Такой же рабочий процесс мы организуем и при разработке печатных плат. Проектирование печатных плат требует применения знаний из многих областей — электротехники (проектирование схем, радиочастотное проектирование, соответствие сигналов и энергии), машиностроения (температура и вибрация) и производства (оптимизация затрат, проектирование с учетом производственных требований, пригодность для массовой сборки и испытаний).
) должны быть рассмотрены ).
Неудивительно, что почти все эти подзадачи сложно компьютеризировать, поэтому нам приходится использовать умные представления и эвристики, чтобы найти подходящие решения.
В каждой из этих областей необходимо отслеживать миллионы деталей, и давно пора заставить компьютеры выполнять всю эту бухгалтерию.
Вот ранняя демонстрация JITX в действии, записанная Холдейном в ноябре прошлого года, чтобы дать вам представление о том, как все это работает: «То, что они пытаются сделать, — это то, что нужно большинству людей, занимающихся аппаратным обеспечением», — говорит Тед Ларсон.
Ларсон руководит OLogic, компанией по разработке и исследованию встраиваемых систем, специализирующейся на робототехнике.
OLogic работал над многими роботами, с которыми вы, возможно, знакомы, но нам не разрешено рассказывать о их работе.
«Одна из выявленных ими проблем, с которой я согласен, заключается в том, что Кремниевая долина начала производить ужасно плохое оборудование», — говорит Ларсон.
– Предположение, что разрабатывать «железо» сложно и не хватает людей, которые могли бы сделать это дешевле? Это прямо в точку».
Однако есть причины, по которым подход к разработке аппаратного обеспечения как к разработке программного обеспечения еще не реализован, говорит Ларсон.
«Многие люди хотят сделать разработку электроники похожей на разработку программного обеспечения, но есть проблемы с использованием этого подхода со схемами, выходящими за рамки некоторых прототипов».
Проектирование схем, которые можно производить и тестировать в соответствии со стандартами, требует опыта, равно как и выбор всех необходимых компонентов, которые будут работать вместе именно так, как должны.
Ларсон считает, что JITX будет идеален для проектов где-то между этапами прототипа и производства, особенно с учетом экономии времени и средств по сравнению с традиционными подходами.
И он говорит, что у системы есть потенциал.
«Они находятся в самом начале пути, и есть огромная возможность улучшить весь процесс».
Три платы, разработанные искусственным интеллектом из JITX
На данный момент JITX использует инструменты, предназначенные для внутреннего использования.
Вы говорите им, что должна делать плата, и они привлекают инженеров с помощью искусственного интеллекта для работы над этой задачей и создания наиболее эффективной платы.
В среднем JITX производит печатные платы в 3 раза быстрее и на 25% дешевле, чем опытные инженеры, работающие без посторонней помощи.
Конечная цель — еще больше повысить уровень автоматизации, выйдя за рамки простых печатных плат. Но на данный момент JITX присоединится к летнему семинару Y Combinator по выработке идей без особой внешней поддержки.
Мы поговорили с руководителем компании, Дункан Холдейн , по электронной почте.
IEEE-спектр : Можете ли вы описать типичный процесс проектирования печатной платы и что в нем не так? Дункан Холдейн : Сначала нужно понять, что должна делать плата.
Какие исполнительные механизмы, какие датчики, как они общаются друг с другом, какая обработка нужна.
А потом приходит тяжелая работа.
Мы гуглем, находим, казалось бы, оптимальные наборы компонентов, роемся в спецификациях толщиной в сто страниц, чтобы понять, как все это связать воедино.
После этого моделируем все компоненты в любимой САПР (вручную копируя информацию из PDF), и рисуем схему.
На схеме добавляем символы, обозначающие все части платы, стараемся их красиво расположить (на одной странице, или на пятидесяти, в зависимости от сложности схемы), вручную соединяем все контакты, рисуя линии, обозначающие провода.
Надеемся, что при рисовании линий не было допущено ошибок.
На этом этапе мы приглашаем других инженеров часами смотреть на эту схему, пытаясь найти ошибки, поскольку единственная ошибка будет означать, что ваша плата не будет работать (и может взорваться).
Получив схему, мы можем спроектировать саму плату.
Цель состоит в том, чтобы выяснить, где разместить все компоненты, чтобы можно было нарисовать все медные дорожки, соединяющие контакты.
Нам нужно подумать над кучей разной физики, а для этого мы запускаем всякие симуляции и вручную отмечаем результаты на доске (рисуем медную дорожку правильной формы).
Также в этот момент нужно подумать о том, как эта плата будет производиться, собираться и тестироваться.
Мы снова приглашаем других инженеров несколько часов всматриваться в конструкцию платы, пытаясь найти ошибки.
Надеемся, что они найдут все ошибки, так как теперь мы готовы оплатить производство платы.
Что с этим не так? Да все.
Это худшее, что может сделать человек.
Представьте, что вы делаете все это, а затем снова начинаете с нуля для следующего проекта.
Почему никто не сделал то, что делает сейчас JITX? Это происходит сейчас, потому что отрасль в отчаянии.
Проектирование печатных плат стало настолько деликатным делом, что команды людей рисуют все эти платы круглосуточно и посменно, чтобы уложиться в сроки.
Более того, новые заводы высокоавтоматизированы, что приводит к возникновению узких мест между компаниями и рынком на этапе разработки.
И эта безотлагательность возникает в то время, когда ИИ просто выбрасывает лучшее из предыдущих методов.
Мы объединяем новые открытия в области искусственного интеллекта с этой углубляющейся рыночной проблемой.
Насколько можно автоматизировать разработку и как это будет выглядеть для конечного пользователя? Все можно автоматизировать, нужно лишь найти правильный подход. Для конечного пользователя это будет выглядеть так же, как наши инструменты работают сегодня.
Пользователь говорит то, что ему важно, а не то, как это сделать.
Например, мы заказываем плату с BLE-системой и микрофоном (вот «что»), а наше ПО выбирает из библиотеки подходящие ключевые компоненты, решает вопросы с питанием и значениями компонентов, назначает пины, планирует разводку, прокладывает дорожки.
и выдает плату и схему («Как это»).
Если вас волнует форма платы, добавьте это ограничение, если вас волнует размещение компонентов, добавьте это ограничение, если вы знаете, какой чип BLE вам нужен, добавьте это.
Инструменты разработки нужно быть достаточно умным, чтобы разобраться во всех миллионах деталей, которые вас не волнуют, и оптимизировать свой дизайн для того, что вас волнует. Какие ограничения будет иметь система, над которой вы работаете? Самым большим ограничением является то, что разработчики жертвуют контролем над мелочами ради автоматизации, точности и скорости.
Это очень большая разница по сравнению с сегодняшними инструментами.
Над чем вы работаете с DARPA? Мы работаем в рамках Инициативы возрождения электроники ( Инициатива возрождения электроники , ERI), масштабная совместная попытка заново изобрести процесс создания электроники.
В частности, мы участвуем в программе IDEA, согласно которой развитие электроники будет осуществляться без участия человека.
Для этого мы работаем с компаниями-производителями полупроводников и компонентов, чтобы создать обширную библиотеку электронных компонентов, создать программное обеспечение, которое превращает цели проектирования высокого уровня в реальные проекты плат, а также инструменты оптимизации, которые находят лучшие версии для нужных вам плат. Каким вы видите отдаленное будущее и как в него вписывается ваша нынешняя работа? В будущем мы хотим масштабировать технологию автоматизированного проектирования печатных плат, чтобы предоставить разработчикам аппаратного обеспечения больше творческой свободы.
Каждый получает печатные платы, разработанные по индивидуальному заказу, и мы гарантируем, что работа будет выполнена.
Затем мы хотим вернуться к электромеханическим разработкам.
При проектировании печатной платы возникает масса проблем, когда споришь с инженером-механиком о том, как получить еще полмиллиметра дополнительного пространства, чтобы втиснуть в него еще один компонент. Роботы — это электромеханические устройства, и мы работаем над тем, чтобы когда-нибудь наше программное обеспечение могло разрабатывать более совершенных роботов, которые смогут создавать еще более совершенных роботов следующего поколения, запускать код на более совершенных печатных платах и так далее.
Сегодня мы используем собственные инструменты проектирования, чтобы быстро создавать крутые печатные платы для других компаний.
Это лучший способ убедиться, что инструменты работают, что их можно использовать и что каждая минута разработки потрачена с пользой, пока мы работаем над достижением нашей цели.
Теги: #Производство и разработка электроники #искусственный интеллект #инженеры #печатные платы #электротехника
-
Выпущена Opensuse 12.3
19 Oct, 24 -
.Tm - Сто Лет Одиночества
19 Oct, 24 -
Задачи На Собеседовании (Интерфейс)
19 Oct, 24 -
Взлом Браузера Агентами Mail.ru
19 Oct, 24
