AI i elektronikdesign: Hvor i processen gør det reelt en forskel?
De fleste forbinder AI i PCB-design med store, globale ingeniørorganisationer. Men den samme teknologi er tilgængelig, uanset om teamet tæller fem eller fem hundrede ingeniører. Spørgsmålet er ikke, om AI kan bruges, men hvor i processen den reelt gør en forskel – og hvor den ikke gør.
AI eller blot automatisering?
Før vi kigger på værktøjerne, er det værd at holde to begreber adskilt. De bliver ofte (ubevidst) blandet sammen, og de løser forskellige typer opgaver.
Automatisering er det, du allerede kender: opgaver med ét rigtigt svar og en fast proces. Et DRC-tjek. En BOM genereret fra en netliste. En batch-omdøbning af komponenter. Reglerne er kendte på forhånd, og værktøjet udfører dem hurtigere og mere konsekvent end en person. Men det træffer ikke selv beslutninger undervejs.
AI giver mening, når opgaven har mange mulige løsninger, og den bedste afhænger af en afvejning. Hvordan placeres hundredvis af komponenter bedst i forhold til hinanden? Hvordan balancerer man signal integrity og pladsudnyttelse på samme tid? Her er der ikke ét rigtigt svar. Der er et løsningsrum, som AI kan udforske hurtigere, end en ingeniør kan gøre det manuelt.
Automatisering udfører faste regler. AI foreslår et valg blandt mange gyldige løsninger.
Forskellen betyder noget i praksis. En automatiseret opgave kan man stole på gør det samme hver gang. Et resultat fra AI bør altid gennemgås – ikke fordi det er upålideligt, men fordi det er et valg blandt flere gyldige muligheder. Det valg er det, du skal kunne stå inde for.
Hvor AI i PCB-design hører til i dit workflow i dag
Cadences teknologi til AI i PCB-design hedder Allegro X AI, og i værktøjet finder du den blot som X AI. Den er rettet mod layout-fasen – der, hvor den tunge og tidskrævende del af arbejdet ligger. Konkret kan den tre ting:
Placering – placerer komponenterne ud fra netlisten, dine constraints, mekaniske begrænsninger og regler for montage.
Kobber – genererer power- og ground-planes ud fra de spændinger og lag, du har defineret.
Routing – router PCB’et eller bruges til hurtige feasibility-studier: Kan det her overhovedet routes på fire lag?
Det, mange overser, er, at X AI ikke kun findes i Allegro X, Cadences enterprise-platform. Den kører også direkte i OrCAD X fra version 25.1. Du arbejder altså i det samme miljø, som du plejer, og resultatet lander i dit eget layout i OrCAD X Presto eller Allegro X PCB Editor.
AI tager sig af de opgaver i layout-fasen, hvor der er mange mulige løsninger. Automatisering og ingeniørens beslutninger ligger før, efter og ind imellem.
Et par praktiske forhold om AI i PCB-design er værd at kende på forhånd. Selve beregningen kører i dag i Cadences sikre cloud-miljø på AWS, og en on-premises-løsning er ved at blive rullet ud til virksomheder, der har brug for at holde data lokalt. X AI understøtter designs med op til 5.000 komponenter, men endnu ikke flex eller rigid-flex.
Sådan ser det ud i praksis
Når man åbner X AI første gang, er det mindre eksotisk, end man måske forventer. Det foregår i et panel i det PCB-værktøj, du allerede kender, og følger fire trin.
1. Åbn Allegro X eller OrCAD X og upload designet. Under Tools › X AI logger du ind, opretter et workspace og uploader det design, du har åbent.
2. Beskriv designet. Det er her, arbejdet ligger. Du definerer komponentklasser – hvilke dele er IC’er, og hvilke er stik – clearances mellem klasserne, og hvilke lag power- og ground-net skal ligge på. Har du decoupling-kondensatorer, der skal sidde ved bestemte pins, kan du angive det med component associations. Stik, kontakter og de en-to vigtigste IC’er låser du på forhånd.
3. Kør. Vælg, om X AI skal placere komponenter, generere kobber eller begge dele, og tryk Run X AI. Du kan køre flere varianter parallelt og sammenligne strategier. Nogle kørsler tager minutter, andre timer, afhængigt af designets kompleksitet.
4. Gennemgå. Resultatet hentes ned i dit design, og så er det din tur. Er du ikke tilfreds, er det sjældent en god idé at flytte komponenterne rundt i hånden. Justér i stedet de constraints, der førte til resultatet, og kør igen. Så bliver din designintention skrevet ned, og næste kørsel rammer tættere på.
De fire trin i X AI. Menunavnene er de samme i OrCAD X og Allegro X.
Derefter fortsætter du med routing og verifikation, som du plejer.
Hvad det betyder på et mindre PCB
I en test på et PCB med 80 komponenter og fire lag blev de to tilgange sammenlignet direkte. Konfigurationen af designregler tog 10 minutter – det skal gøres, uanset om man placerer i hånden eller med AI. Derefter tog den AI-specifikke opsætning 5 minutter, selve kørslen 2 minutter og gennemgangen 8 minutter. I alt 25 minutter mod cirka 70 minutter ved manuel placering.
Resultatet var ikke perfekt, og det er værd at nævne. Ved gennemgangen lå nogle kondensatorer og modstande på bundlaget, og komponenterne var pakket så tæt, at routingen kunne blive sværere. Ingeniørerne løste det ved at justere constraints frem for at flytte komponenter manuelt.
Det giver et realistisk billede af gevinsten ved AI i PCB-design på et mindre PCB. Den måles ikke i dage, men i timer, der kan bruges på designbeslutninger i stedet for rutineplacering. Og gevinsten vokser med antallet af komponenter.
Hvornår giver det mening – og hvornår ikke?
AI i PCB-design er ikke svaret på alt, og der er ingen grund til at lade som om. Et par tommelfingerregler:
Det giver typisk mening, når …
Du starter et nyt PCB med mange passive komponenter. Her ligger den største tidsbesparelse, fordi en stor del af placeringen er rutine.
Du skal lave et tidligt feasibility-studie. Kan det hele være på PCB’et? Hvor mange lag skal der til? En AI-kørsel giver et realistisk bud, før du har brugt dage på det.
Et design ændrer sig mellem to revisioner. AI kan hurtigt give et nyt udgangspunkt, når forudsætningerne flytter sig.
Det giver typisk mindre mening, når …
PCB’et er meget lille. Med en håndfuld komponenter placerer en erfaren designer ofte hurtigere, end det tager at sætte X AI op.
Placeringen er dikteret af fysikken. RF-sektioner og følsomme analoge kredsløb, hvor hver millimeter er en bevidst beslutning, placerer du selv – og låser, før AI tager resten.
Det er flex eller rigid-flex. Det understøttes ikke i dag.
Og hvad med schematic?
Der findes ikke en tilsvarende “AI-knap” i schematic capture i dag. Men det, der sker på schematic-niveau, er lige så afgørende for, hvor godt AI’en klarer sig senere i processen.
En ren netliste, korrekt definerede constraints og opdateret komponentdata via LiveBOM i OrCAD X Capture er det grundlag, X AI arbejder ud fra. Tildeler du spændinger til dine DC-net allerede i schematic, er en del af trin 2 ovenfor allerede gjort. Det er automatisering, ikke AI – og det er der ikke noget galt i. Jo bedre grundlaget er, jo bedre bliver resultatet. Det er samme logik som i PCB-simulering: Beslutninger truffet tidligt bestemmer, hvor meget værdi man kan hente senere.
Retningen: fra placering til hele systemet
De seneste måneders udvikling peger videre end selve PCB-layoutet. Den samme type teknologi begynder at accelerere multiphysics-simulering på tværs af termisk, mekanisk og signal/power integrity – og at hjælpe med at koordinere beslutninger på tværs af ingeniørdiscipliner, så et design på systemniveau når hurtigere frem til et færdigt resultat.
Det var også noget af det, vi mærkede tydeligt, da vi for nylig holdt seminarer om emnet i Sverige: Interessen er der, spørgsmålene er konkrete, og det handler i stigende grad ikke kun om ét PCB, men om hvordan det spiller sammen med resten af systemet.
Hvad det betyder, uanset teamstørrelse
Danfoss er et godt eksempel på, hvad der sker, når man skalerer teknologien op til en fuld Allegro X-opsætning: 85 % hurtigere komponentplacering på et projekt med tusindvis af komponenter.
Men den samme teknologi til AI i PCB-design kører i OrCAD X – uanset om I er fem ingeniører eller fem hundrede. Forskellen er skalaen på opgaven, ikke adgangen til teknologien.
Vil du prøve det af, er et design, du allerede kender, det bedste sted at starte. Så kan du sammenligne AI’ens forslag med din egen placering og se, hvor den rammer rigtigt, og hvor din erfaring stadig gør forskellen.
