芯片设计
三次插话,934 次操作,Micius 交回原理图和 PCB
聊聊你的板子
- 934 次操作
- 一次运行,由 Micius 完成;工程师插话 3 次
- ERC/DRC 通过
- 声明的 4 项分析也真实跑过;完整设计验收标为“未知”
- 23 个元件
- 双层板,约 38 × 22 mm;24 个网络、175 段走线、30 个过孔
一块 USB-C 串口转接板不大,从选器件到能交出去的设计却要走完十来个环节,前面改一处,后面的检查就要重跑。这一次,硬件工程师把需求写成一段话交给 Micius,它选器件、画原理图、布线、铺铜、跑检查和仿真,前后 934 次操作,工程师在三个地方插了话。
挑战
一块小板,改一处,检查就要重跑
这块 USB-C 串口转接板,一头插电脑,一头引出串口,接开发板或模块调试用;双层板,约 38 × 22 mm。平常做这样一块板,先选器件、查数据手册,确认库里有符号和封装,没有就自己画;再摆原理图、连引脚,跑电气规则检查(ERC);然后在板上摆元件、走线、铺铜,跑设计规则检查(DRC);最后跑仿真、整理文件。难在环环相扣:原理图改一根线,之前跑过的检查就不算数,要重新跑过;线走不通,得回去挪元件、改规则;铺完铜,又冒出新的间距问题。
这一次,硬件工程师把需求写成一段话交给 Micius 模型。选器件、画原理图、布局布线、铺铜、跑检查、仿真,都由它在 PCB 设计软件里一步步做完,前后 934 次操作;工程师只插了三次话。
方案
需求写成一段话,再约定三条要求
需求写得具体:一块紧凑的 USB-C 串口适配器,稳压供电,引出 UART,排针线序兼容常见下载器,接口电压用拨动开关选择,RTS/DTR 用跳线选择;两层,外形约 38 × 22 mm,板框连续闭合,元件摆放合理,标注清楚。
需求后面附了三条要求:每步动手前先用中文说一句要做什么;工具报出问题就照实说、照实修;中途可以加要求,加了就并进设计。
Micius 把任务拆成十一步,每一步做什么、工具回了什么,都留在对话里。
流程示意11 步、934 次操作由 Micius 完成,工程师在三处给方向。
第一次插话在选器件。Micius 在库里逐个检索、看符号,还想上厂商网站下载数据手册和封装图纸核对,拿回来的只是网页。工程师叫停了这件事:不用再下载数据手册,库里有的直接用库内的符号和封装;库里没有的那颗稳压芯片,用通用小封装稳压器符号自建、注明来源。先把原理图、布局、布线完整走通。
Micius 照这个顺序接着做,整板最后 23 个器件。
方案
电源冲突、差分线卡住、铜岛间距
引脚连完,进入修正与复验。Micius 自己发现一处电源冲突:USB 转串口芯片的一个电源脚和稳压芯片的 3.3 V 输出接在同一个网络上。它回到原理图,把这个脚改接到独立网络,再用一颗 0 Ω 电阻桥到 3.3 V,重新验证,ERC 从“过期”变成通过。
这次运行守着一条规矩:设计一改,之前跑过的检查就标成“过期”,重跑才算通过。
元件摆好后,自动布线没跑通。工程师第二次插话,说的是排查顺序和收工标准:先判断是间距不够、通道不够,还是焊盘出线的问题;改完重试,直到 DRC 通过;再跑一遍 ERC、DRC 和整板验收,保存工程。工程师没有指定改哪里。
Micius 判断卡住的是 USB 差分线这一段:先把这一段单独布通,再带着这段线重跑自动布线。自动布线随后跑通,整板共 175 段走线、30 个过孔。
铺铜之后,DRC 又报问题:一段 3.3 V 走线的间距只有 0.1164 mm,规则要求 0.15 mm;顶层还有两块孤立的铜岛。Micius 逐条写明,给两块铜岛各补一个接地过孔,重跑 DRC,直到通过。
成果
交回设计,没跑的检查写成“未知”
到仿真与交付,工程师第三次插话:修正一项几何测试里的一个字段,再重跑分析和验收,让每项分析都有明确结论,最后保存一次工程。
Micius 重跑之后,需求里列明的 4 项分析全部通过:3 项电路仿真,1 项 EMC 几何预检,都是这一轮真实执行的。原理图过 ERC,PCB 过 DRC。交付原理图、PCB、工程文件和分析报告,都是设计软件原生的工程格式。最后它渲染出整板三维装配预览,USB-C 插座和保险丝缺三维本体模型,记录里照实写了。
边界也写在报告里。“完整设计验收”一栏写的是“未知”,没跑的检查不算通过;这一轮没有打样,也没有实板测试。这次运行在记录里标为“人工辅助模式”,不计入自主完成的成绩;三次插话和每一步操作都能逐条回看。
这只是一块 23 个器件的双层板。层数更多、走线更密、信号完整性要求更高的板子,这一轮没有涉及;交出的设计要工程师复核,投不投板也由工程师定。
这套做法也适用于
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改版已有的板子
把已有工程和改动要求交给它:先跑一遍检查看清现状,再改原理图和布线,改完重跑,说明哪些结论因此作废、哪些已经重新跑过。
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补器件、建库
库里缺的器件,可以按需求查找替代,或用通用符号自建并注明来源,交工程师确认后再进库。
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交付前的检查报告
对做好的设计逐项跑 ERC、DRC 和声明的分析,把通过、失败和没执行的分开列出,没跑的不写成通过。
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测试治具和转接小板
产线常用的转接板、测试治具小板,可以照同样的方式写下需求,由 Micius 出原理图和 PCB,工程师在关键处定方向。
