用AI设计硬件，美军方“电子创新计划”看中这家初创公司

一般而言，设计性能优良、可靠性高的电路板必须依靠有经验的工程师，因此高级工程师的薪水不菲、工作任务充实，而且对于客户提出但他们觉得不十分称心的要求没有什么耐心。

但这一现象即将出现转变了！JITX 是一家由加州大学伯克利分校的机械和电子工程师团队组成的初创公司，旨在通过 AI 令电路板设计自动化，将设计时间从几周压缩到几个小时，而电子工程师将变成监督而不是亲自动手的角色。用户可以向 AI 提出设计总体要求，即可获得高质量的电路板。AI 和工程师的合作，将让电路板设计变得更加迅速和低廉，同时保持高质量。

JITX 公司 CEO Duncan Haldane 曾经是弹跳机器人项目 Salto-1P 的负责人，而该机器人项目需要很多的硬件定制和电路板设计工作。Haldane 和同事无法忍受每次都从头设计电路板——大量时间花在这项低层硬件工作上，而研究和创新性工作的时间寥寥无几。

JITX 的目标是让硬件开发像软件开发一样简便。当然，它不是第一个尝试做到这一点的公司，有很多硬件 CAD 软件可以帮助进行电路板设计。但是，JITX 认为，其更复杂的 AI 手段能达成更好的效果。

该公司的一份宣传称：“我们的核心技术衍生自芯片设计技术。80 年代的硬件描述语言（HDL）掀起了芯片设计领域的革命，改变了工程师设计电路的方式。他们不再手工设计电路细节，而是用代码来描述电路行为，然后算法将代码翻译为硬件结构。HDL 的发明为十亿晶体管级的芯片铺平了道路。现在，我们将以类似的方式革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，信号和功率完整性），机械工程（热特性，振动特性），制造技术（成本优化，电子产品可制造性设计评估）。精确求解子问题非常困难，因此我们采用了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百万个细节，计算机辅助软件能统筹规划这一切。”

Ted Larson 是机器人应用领域的嵌入式系统研发公司 OLogic 的 CEO，该公司为多款机器人产品提供配套组件。他认为 JITX 在做的事情是多年来硬件设计人员的梦想，他很确定，底层硬件设计消耗的大量时间和对应的高昂设计成本是困扰整个硅谷科技产业的顽疾。

根据 JITX CEO Haldane 的介绍，传统电路板设计的流程中，首先必须明确电路板的组件：采用什么电动机，采用什么传感器，如何与外部通信，内部信号处理流程是什么。这个过程非常琐碎。

你需要上谷歌搜索，找到一些候选器件，然后钻研厂商提供的 100 多页的数据手册，据此设计总体方案。然后，你必须要在 CAD 软件中，根据数据手册中提供的数据，手工对所有元件建模。建模结束之后，画出电路原理图。在原理图中，你加入表征元件的符号，试图对其进行优化，然后将元件的管脚手工连接起来——在整个过程中你最好不要犯错！接着，你请其他工程师花几个小时来核查一下你的电路板，以免一通电就烧毁芯片或者电容爆炸”，他说。

当电路原理图最终完成时，研究人员可以开始设计电路板，需要确定所有元件的摆放位置，并留出相应的焊接孔。在整个过程中，研究人员需要注意很多物理特性限制，因此必须做一些仿真，然后根据结果调整设计。此外还要注意电路板的生产、组装和测试要求。在最终投产之前还得请其他工程师花几个小时来复查你的电路板。整个过程非常麻烦，给硬件设计人员带来很大痛苦。不过更加痛苦的是，当你设计下一块电路板的时候，你又得从头走一遍这个流程。

因此，整个世界都期望，硬件设计能像软件设计一样容易，但是这是个非常难以应对的挑战。

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。

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。
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