一般来说,性能优异、可靠性高的电路板的设计必须依靠经验丰富的工程师,所以高级工程师的工资很高,工作任务丰富,对客户提出的要求几乎没有耐心,但他们感到不满意。
但这种现象即将改变!JITX是一家初创公司,由加州大学伯克利分校的一组机械和电子工程师组成。它旨在通过人工智能实现电路板设计自动化,将设计时间从几周缩短到几小时,而电子工程师将成为监督者,而不是动手者。用户可以向AI提出一般的设计要求,即可以获得高质量的电路板。AI和工程师之间的合作将使电路板设计更快、更便宜,同时保持高质量。
JITX公司CEO邓肯霍尔丹是弹跳机器人项目Salto-1P的负责人,该项目需要大量的硬件定制和电路板设计。霍尔丹和他的同事们不忍心每次都从零开始设计电路板——,把大量的时间花在这种低级的硬件工作上,而很少有时间花在研究和创新工作上。
JITX的目标是让硬件开发和软件开发一样容易。当然也不是第一家尝试这样做的公司,有很多硬件CAD软件可以帮助设计电路板。但JITX认为,其更复杂的AI手段可以取得更好的效果。
JITX公司首席执行官邓肯霍尔丹
该公司的一份宣传声明称:“我们的核心技术来源于芯片设计技术。20世纪80年代的硬件描述语言(HDL)引发了芯片设计领域的一场革命,改变了工程师设计电路的方式。他们不用手工设计电路细节,而是用代码来描述电路行为,然后算法将代码翻译成硬件结构。高密度脂蛋白的发明为十亿晶体管芯片铺平了道路。现在,我们将以类似的方式创新印刷电路板的设计。
电路板设计涉及多个学科,包括电子工程(电路设计、射频设计、信号和电源完整性)、机械工程(热特性、振动特性)、制造技术(成本优化、电子产品可制造性的设计评估)。精确求解子问题非常困难,因此我们使用启发式学习技术来获得足够好的近似解。设计电路板需要处理数以百万计的细节,而计算机辅助软件可以对所有这些进行整体规划。"
泰德拉森(Ted Larson)是机器人应用领域的嵌入式系统研发公司AtoC的首席执行官,该公司为各种机器人产品提供支持组件。他认为,JITX所做的是硬件设计师多年来的梦想,他确信底层硬件设计所耗费的大量时间和相应的高昂设计成本,是困扰整个硅谷科技行业的顽疾。
据JITX CEO霍尔丹介绍,在传统的电路板设计过程中,电路板的组成部分:使用什么电机,使用什么传感器,如何与外界通信,内部信号处理过程是怎样的。这个过程非常琐碎。
“你需要在谷歌上搜索,找到一些候选设备,然后钻研厂商提供的100多页的数据手册,并据此设计整体方案。然后,您必须根据数据手册中提供的数据,在计算机辅助设计软件中手动建模所有组件。建模后,绘制电路原理图。在原理图中,添加代表元件的符号,尝试优化它们,然后手动连接元件的引脚。然后,你要求其他工程师花几个小时检查你的电路板,以免芯片一通电就烧坏或爆炸,”他说。
当电路原理图最终完成后,研究人员就可以开始设计电路板了,需要确定所有元器件的放置位置,留出相应的焊锡孔。在整个过程中,研究人员需要注意许多物理特性,因此他们必须进行一些模拟,然后根据结果调整设计。此外,注意电路板的生产、组装和测试要求。在最终生产之前,你必须请其他工程师检查你的电路板几个小时。整个过程非常麻烦,给硬件设计人员带来很大的痛苦。但更痛苦的是,当你设计下一块电路板时,你必须从头再来一遍这个过程。
因此,全世界都期望硬件设计可以像软件设计一样容易,但这是一个非常困难的挑战。
r />硬件和软件不同,作为一种物理实体,其必须服从测试和制造的要求,因此要求很高的设计经验。Larson 认为 JITX 的 AI 电路板设计软件可以在原型设计到产品制造的整个产业链中发挥作用,显著削减成本和时间。此外,Larson 认为,AI 在硬件领域还有更多潜力有待挖掘。

图丨 AI 设计的 3 块电路板(来源:JITX 公司)
目前,JITX 对外提供设计服务。用户将电路板的功能告知 JITX,后者的工程师借助基于 AI 的增强设计,为用户提供更加高效的电路板。平均而言,JITX 的设计服务比有经验但无 AI 辅助的人类资深工程师快 3 倍,成本低 25%。公司计划进一步提高设计的自动化程度,并尝试在电路板之外的硬件产品上实现 AI 自动设计。
值得一提的是,JITX 也是 DARPA 15亿美元“电子创新计划”(Electronics Resurgence Initiative)中的一员。该计划是 DARPA 的一个资助项目,目的在于革新电子制造产业。JITX 也是 IDEA 项目的成员,该项目旨在实现无人干预的全自动化电子设计。我们在 IDEA 项目下与半导体和元器件厂商合作,开发了庞大的元器件库,设计了能将设计顶层目标转化为底层电路的软件,还研发了电路板优化工具。
此外,JITX 即将加入硅谷著名的创业孵化器 Y Combinator 来获得更多支持。