生成式 AI PCB 设计的下一个方向
2023 年，生成式 AI 爆火刷屏，其中大语言模型 (Large Language Models，LLM) 是毋庸置疑的明星话题 —— LLM 似乎已经实现了感知能力，但实际上，LLM 仅擅长从历史和实时数据中推理结果。
尽管 “生成式 AI” 近来才成为全球热词，但 Cadence 早已将其应用到设计流程之中，并称其为 “生成式设计”。二者本质相同 —— AI 能够理解前后节点和约束条件，像人类一样进行推理。
Cadence 客户已经通过我们的 Joint Enterprise Data and AI (JedAI) Platform 体会到了生成式 AI 所带来的切实好处。芯片设计者也在使用 Cadence Cerebrus AI 来设计更快、更便宜、更高性能的芯片。
现在， Cadence 将这种生成式 AI 技术扩展到了手动布局布线领域。
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AI PCB 设计大有可为
PCB layout 工具首次问世时，它们在布线方面的效果并没有比手动操作好太多。如今，规则驱动自动化缩短了完成特定设计任务所需的时间，但 PCB 布局布线仍依赖人工设计，工程师需要考虑信号完整性、电源层、热管理等因素。
随着多层设计、3D 堆叠和异构集成主流化，PCB 布局布线过程变得更加复杂。设计人员不得不平衡设计的各个方面，通过增加更多 PCB 层数，或降低质量标准，来避免延误上市时间。
在执行计算密集型设计任务时，AI 的表现出色过人。面对当下和未来日益复杂的 PCB 设计，生成式 AI 提供了引人瞩目的解决方案，这正是 Cadence Allegro X AI 产品将其作为核心功能的原因，该产品已于今年四月发布，详情请阅读《 Cadence 推出 Allegro X AI，以缩短超过 10 倍的布局布线时间加速 PCB 设计》。
Allegro X AI 重塑 PCB 设计流程
生成式 AI 在 PCB 设计中最突出的优势在于，它能够探索广阔的设计空间并快速高效地发现替代解决方案，这种能力无人能及。
但这并非意味着在无限的时间和资源下，人类无法达到相同的水平。生成式 AI 并不比人类更聪明，但它速度更快，有助于我们从激烈竞争中胜出，让产品及时上市。
Allegro X AI 颠覆了 PCB 的设计流程。相比于在工程师面前摆出一张空白画布，Allegro X AI 会根据最终结果所要求的器件和规则条件列表，筛选出大量可行的设计方案，包括各种布局和布线选项。对于专注于设计空间探索 (Design Space Exploration, DSE) 的硬件工程师来说，这项功能非常强大。虽然这在集成电路设计中早已司空见惯，但如今对于 PCB 设计而言却至关重要，因为 PCB 中的集成电路越来越复杂。
只要向生成式 AI 发出指令，它就能根据额外的条件重新生成输出，这在 PCB 设计中也不例外。设计人员可以调整约束条件，查看 Allegro X AI 在 8 层内而非 10 层内生成的可行设计方案，因为 8 层的设计方案将大大节省成本，毕竟每多一层，整个电路板的成本就会多 10%。
大规模设计的多种方案尝试可以帮助设计者，在满足信号完整性、电源设计、热管理等需求的情况下，采取最优布线方案。同时，设计周期可从从数天缩短至数小时，甚至数分钟。更快的设计迭代意味着更快的原型开发和产品开发，工厂每年可以制造出更多的电路板，并缩短终端产品的上市时间。
规则不容破坏
PCB 和 IC 设计的另一个基本差异在于设计的创造性。在 IC 中，设计人员依然在很大程度上局限于曼哈顿布线策略。但 PCB 存在更大的自由设计空间，这是传统算法无法做到的，除非大幅度牺牲设计质量和线长。在这一环节，人类的创造力必不可少，但代价则是要花费数天反复进行布局试验。
值得声明的是，Cadence 并不是要用 AI 取代传统的计算算法和自动化方法。Cadence 始终坚持一流的精准度和 “自动建构校正”。Allegro X AI 的训练数据十分广泛，其中的设计有成有败。这些数据并不用于确定准确与否。
Cadence 将基于物理的设计算法与生成式 AI 相结合，将其用作启发式算法，确保输出的数据准确无误，同时也会借鉴过去积累的集体智慧，实现传统算法无法企及的最佳布局布线。
生成式 AI 能够很好地模仿人类的创造力。二者相得益彰，有助于设计人员交付更优秀、更具竞争力的产品，并大幅缩短上市时间。生成式 AI 让 Cadence 产品如虎添翼，通过更多解决方案可能，助力设计“一版成功”。
在下方视频中, Cadence 副总裁 Michael Jackson 讨论了如何利用基于人工智能的系统设计技术应对 PCB 布局自动化的挑战。Allegro X AI 将传统的物理设计算法与人工智能技术相结合，以生成引人注目的 PCB 布局。
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Cadence Allegro X AI 技术集成在近日发布的 Allegro X Design Platform 23.1 最新版本中！
Allegro X Design Platform 为 PCB 和系统设计的工程师提供集成了逻辑 / 物理设计、系统分析和设计数据管理的系统设计平台和新的技术升级。
全新的 EE 控制面板，可进行版图规划和输入分析；集成的 X AI 技术，能自动完成元件放置、电源网络分配和布线；升级更新的 Allegro System Capture、Allegro Pulse 数据管理和云连接等主要产品，能确保您获得迄今为止最强大的 Allegro 性能，将整体设计生产力提高 4 倍。
译文授权转载出处 (Graser 协同校阅)
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