Réduire la complexité de la conception des systèmes électroniques grâce à l'IA - Semiwiki

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Siemens réduit la complexité grâce aux graphiques du livre blanc sur l'IA

Dans le monde de la conception de systèmes électroniques, la complexité a toujours été un défi majeur. À mesure que la technologie progresse et que la demande pour des appareils électroniques plus efficaces et plus puissants augmente, les ingénieurs sont confrontés à des exigences de conception de plus en plus complexes. Ces complexités entraînent souvent des cycles de conception plus longs, une augmentation des coûts et des défauts de conception potentiels. Siemens EDA reconnaît le besoin urgent de solutions innovantes pour surmonter ces obstacles. L’entreprise a identifié l’intelligence artificielle (IA) comme une technologie qui pourrait offrir un formidable levier d’innovation. L'IA englobe les technologies informatiques qui permettent aux machines de raisonner et de déduire sans intervention humaine. Les solutions d'IA peuvent analyser de grands volumes de données pour identifier des modèles et des tendances, améliorer les processus et fournir des recommandations pour une meilleure prise de décision.

Siemens EDA a réalisé d'importants investissements dans les technologies d'IA et les a appliqués à divers domaines de produits, notamment la conception de circuits imprimés, les systèmes de conduite autonomes, la gestion intelligente des usines et la gestion des villes intelligentes. L'entreprise a récemment publié un livre blanc qui explore la manière dont l'application de la technologie de l'IA peut relever les défis de la conception de cartes de circuits imprimés (PCB).

Les défis de la conception de PCB

Les ingénieurs en systèmes électroniques PCB sont confrontés à des défis dans la conception de circuits intégrés complexes et rapides qui nécessitent une alimentation, un refroidissement, une intégrité du signal et une intégrité thermique adéquats. Ils doivent fournir des PCB hautes performances et des systèmes électroniques interconnectés dans des délais de commercialisation réduits tout en minimisant la consommation d'énergie. Comprendre la conception de circuits imprimés et les outils EDA implique une courbe d'apprentissage abrupte et les ingénieurs apprennent souvent sur le tas. La sélection des composants est un autre défi qui nécessite des recherches et une analyse approfondies des fiches techniques.

Tirer parti de l'IA

L’IA peut exploiter les conceptions terminées pour identifier des modèles et guider les concepteurs vers l’étape logique suivante, améliorant ainsi la qualité et l’efficacité de la conception. L’IA peut développer des modèles basés sur des informations historiques pour recommander des options de composants viables, accélérant ainsi le processus de sélection. Intégrez cela avec visibilité en temps réel sur la chaîne d'approvisionnement des composants et cela se transforme en une capacité puissante.

L’objectif ultime de la conception électronique basée sur l’IA est que les algorithmes d’IA génèrent des conceptions de PCB et des résultats de fabrication, réduisant ainsi le temps de conception et éliminant les erreurs coûteuses.

Conception générative

La conception générative est une approche innovante qui utilise des algorithmes et des méthodes informatiques pour générer et optimiser automatiquement des solutions de conception basées sur des paramètres et des contraintes spécifiés. Il combine la puissance de l'intelligence artificielle, de l'apprentissage automatique (ML), de l'apprentissage profond (DL) et des techniques de simulation avancées pour explorer un vaste espace de conception et produire des conceptions optimisées et efficaces.

Avantages de tirer parti de l’IA dans la conception de systèmes électroniques

La génération de modèles de composants, tels que des symboles, des géométries physiques et des modèles de simulation, prend du temps. Les technologies d'IA telles que le traitement du langage naturel et la reconnaissance d'images peuvent traiter automatiquement les fiches techniques et générer les modèles requis, réduisant ainsi les efforts manuels et exploitant les connaissances du domaine.

La connectivité schématique, établissant des connexions entre les composants, est une autre tâche manuelle. Les modèles ML formés sur des conceptions terminées peuvent recommander des composants et suggérer des connexions broche à broche, accélérant ainsi le processus de conception.

La réutilisation dynamique des blocs fonctionnels et la gestion intelligente des bases de données peuvent être obtenues en entraînant des modèles DL, permettant aux outils de conception de prédire les fonctions potentielles des blocs et de suggérer des options de placement et de routage réutilisables.

Les contraintes, telles que la disposition, la conception à grande vitesse, la fabrication et les règles de test, sont généralement saisies manuellement, ce qui présente un risque d'erreurs. L'IA peut recommander des ensembles de contraintes et des valeurs basées sur la conception actuelle et les connaissances issues des conceptions publiées, rationalisant ainsi le processus.

Les tâches de mise en page telles que le placement et le routage des composants prennent du temps. Les systèmes d'IA peuvent recommander des stratégies de placement et de routage basées sur les conceptions terminées, et des méthodologies de routage avancées telles que le routage par esquisse peuvent être appliquées. Les outils de routage automatique et d'analyse peuvent également bénéficier d'algorithmes AI/ML pour générer des itinéraires optimaux et effectuer des simulations précises.

Résumé

L’IA joue un rôle de plus en plus important dans l’amélioration de la productivité opérationnelle et de l’expertise des utilisateurs. Dans la conception de PCB, l’IA est particulièrement utile pour automatiser les processus manuels et permettre aux utilisateurs débutants d’effectuer des tâches qui nécessitaient auparavant des connaissances spécialisées. En tirant parti des technologies d’IA, la prise de décision peut être accélérée, les processus banals peuvent être automatisés, les nouveaux utilisateurs peuvent travailler plus efficacement et les performances et la fabricabilité des systèmes multidomaines peuvent être optimisées.

Faisant partie du portefeuille Siemens Xcelerator, les outils basés sur l'IA permettent aux entreprises de conception de systèmes électroniques d'exploiter les technologies de l'IA et de commercialiser des produits futuristes. Siemens identifie continuellement de nouveaux cas d'utilisation dans lesquels l'IA peut être appliquée pour améliorer les outils de conception et investit du temps et des ressources dans l'amélioration des algorithmes existants ou dans le développement de méthodologies innovantes pour relever les défis.

Ce livre blanc est une lecture précieuse pour toutes les personnes impliquées dans le processus de conception de systèmes électroniques.

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