KI hat die Softwareentwicklung längst revolutioniert, auch im Embedded-Bereich: In Teil 1 und 2 ging es um Firmware, erst im Simulator, dann auf echter Hardware. Die Hardware war dabei vorgegeben oder gekauft. Sie ist der unvermeidliche nächste Schritt: Schaltplan, Layout, Gehäuse. Dass das schon geht, hat sich noch kaum herumgesprochen. Dabei haben Anfang November gleich zwei KI-Hersteller darüber berichtet: OpenAI am 3. und Anthropic am 9. November. Der Bericht von Anthropic geht mehr ins Detail, deshalb fasse ich ihn hier kurz zusammen. Diesmal also kein eigenes Projekt, sondern ein Einblick – und eine Frage an euch.
Drei Geräte, je ein Prompt
Zusammen mit Diode Computers, einer Firma, die Leiterplatten entwickelt und fertigt, hat Anthropic sein aktuelles Modell Claude Fable 5.2 drei Geräte entwerfen lassen: ein USB-Speakerphone mit Bluetooth, einen Sprachassistenten-Hub mit Ethernet und ein akkubetriebenes Handheld mit virtuellem Haustier. Vorgegeben war jeweils nur ein kurzer Prompt mit der Geräteart und den wichtigsten Anforderungen, beim Speakerphone etwa USB-C, Mikrofone, Lautsprecher und Bluetooth mit PCB-Antenne.
Daraus machte die KI Spezifikation, Schaltplan, Platzierung und Routing, ein 3D-druckbares Gehäuse, Firmware und Stückliste. Diode hat die Platinen bestückt und in Betrieb genommen. Laut Bericht gingen die Daten ohne die üblichen Korrekturschleifen in die Fertigung, und alle drei Prototypen liefen ohne Änderung an der Schaltung. Eingegriffen hat das Diode-Team kaum; die Anweisungen waren ähnlich knapp wie meine in Teil 2.
Mehr als ein Autorouter
Autorouter gibt es seit Jahrzehnten. Interessant sind die Stellen, an denen das Modell wie ein Entwickler arbeitet:
Kritisches zuerst. USB und Ethernet werden vor allem anderen geroutet, als differentielle Paare mit Längenausgleich.
Umplanen statt flicken. Frühere Modelle lieferten laut Diode viele Platinen, die zu 95 % fertig und trotzdem unbrauchbar waren. Das aktuelle tauscht Pinbelegungen, damit sich die Leitungen unter dem Touch-Wheel nicht kreuzen, und reißt ein verfahrenes Layout wieder auf. O-Ton aus dem Protokoll: "I should just rip these traces and start fresh."
Eigene Werkzeuge. Geroutet wurde mit KiCad, angebunden über Diodes Software. Als das bei den langen Leitungen eines 100-poligen Steckverbinders zu kleinteilig wurde, schrieb sich das Modell in rund einer halben Stunde einen eigenen Raster-Router.
Datenblatt, Mechanik, Fertigung. Aus dem Datenblatt des Ladereglers sagt es voraus, dass die Lade-LED ohne Akku flackern wird. Ein 25 mm langer Schallkanal vor dem Mikrofon hätte eine Resonanz bei 3,4 kHz, mitten im Sprachband; also wird das Gehäuse keilförmig und der Kanal 10 mm kurz, was die Resonanz auf 8,9 kHz schiebt. Im DFM-Check korrigiert es sechs zu schmale Lötstoppstege und sortiert eine gemeldete, aber beabsichtigte Masseverbindung als Fehlalarm aus.
Wie so eine Korrektur aussieht, zeigt ein Ausschnitt aus dem Layout des Hubs, rund um eines der MEMS-Mikrofone:
Vorher und nachher am Mikrofon des Hubs. Bild: Anthropic / Diode Computers, aus dem Bericht
Links der Stand, den sich das Modell ansieht: Die Versorgungsleitung des Mikrofons (blau) läuft in einer Schleife um den Massering an der Schallöffnung, eine Leitung auf der Vorderseite (rot) kreuzt den Ring, und zwischen den Pads sitzt ein Via. Formal passen die Abstände. Das Modell verwirft die Stelle trotzdem: Unter einem Bottom-Port-MEMS-Mikrofon sei so eine Anordnung riskant, also wird sie für beide Mikrofone neu geroutet. Rechts die nächste gespeicherte Version, mit neu geführter Versorgung und freiem, an Masse liegendem Ring. Der Einwand ist berechtigt: Der Massering wird bei solchen Mikrofonen mit verlötet und dichtet den Schallkanal durch die Platine ab; ein Via zwischen den Pads oder eine Leitung quer durch diesen Bereich ist dort mindestens unschön. Solche Entscheidungen trifft kein Autorouter.
Bemerkenswert ist das Tempo: Vor gut einem Jahr brachten die damaligen Modelle laut Bericht noch kein Layout zuverlässig zustande. In Diodes internem Layout-Benchmark liegt das aktuelle Modell bei 69 %, eine frühere Version bei 25 %.
Was fehlt
Beides sind Berichte von Herstellern über ihre eigenen Modelle. Anthropic schreibt zusammen mit einem Geschäftspartner, und Designdaten zum Nachprüfen sind dort nicht verlinkt. Die Grenzen nennt der Bericht selbst: Es sind Prototypen, ohne elektrische Validierung, Antennenabgleich, thermische Tests oder Zertifizierung, und nicht für die Serie ausgelegt. Die gezeigten Platinen haben vier Lagen; dichtere und schnellere Designs stehen noch aus. Und die KI hatte keinen Zugriff auf Messgeräte oder Fertigung: Gebaut und gemessen haben Menschen. Das ist dieselbe Grenze, an der Teil 2 endete: Der Agent sieht nur, wofür er Sensoren hat.
Bei OpenAI lief es weniger glatt. Dort haben zwei Mitarbeiter in weniger als einer Woche nebenbei ein Handheld-Gerät samt Gehäuse, Platine und Firmware entwerfen lassen. Bis zur Fertigungsreife brauchte es aber mehrere Prüf- und Überarbeitungsrunden, weil das Modell Fertigungsgrenzen und Toleranzen nicht durchgängig beachtete.
Und bei euch?
Teil 1 endete mit der Hoffnung, dass dank KI mehr Zeit für die Umsetzung von Ideen in Hardware bleibt. Wie es aussieht, ist die Hardware als Nächstes dran.
Mich interessiert, wie weit das außerhalb solcher Vorzeigeprojekte schon ist. Wer von euch hat KI im Entwurf oder in der Fertigung von Hardware eingesetzt? Zum Beispiel KiCad über einen MCP-Server, Schaltplan-Review, Bauteilauswahl nach Datenblatt oder DFM-Checks? Was hat funktioniert, und wo kam nur Unsinn heraus? Gern in die Kommentare.
Vorgegeben war jeweils nur ein kurzer Prompt mit der Geräteart und den wichtigsten Anforderungen, beim Speakerphone etwa USB-C, Mikrofone, Lautsprecher und Bluetooth mit PCB-Antenne.
Daraus machte die KI Spezifikation, Schaltplan, Platzierung und Routing, ein 3D-druckbares Gehäuse, Firmware und Stückliste. Diode hat die Platinen bestückt und in Betrieb genommen. Laut Bericht gingen die Daten ohne die üblichen Korrekturschleifen in die Fertigung, und alle drei Prototypen liefen ohne Änderung an der Schaltung.
Wenn etwas zu gut klingt, um wahr zu sein, dann ist es in der Regel nicht wahr. Ich glaube dieser Geschichte nicht mal im Ansatz.
Beides sind Berichte von Herstellern über ihre eigenen Modelle.
Designdaten zum Nachprüfen sind dort nicht verlinkt.
Wenn etwas zu gut klingt, um wahr zu sein, dann ist es in der Regel
nicht wahr. Ich glaube dieser Geschichte nicht mal im Ansatz.
Hier mal mein zweiter Prompt, weil der Schaltplan nicht lesbar war. Ich habe nur die Randbedingungen genannt. Zumal ein paar Bauteile ohne Footprint noch offen sind. Die könnte ich einfach mit einem Prompt erledigen indem ich meine feste Bauteile Bibliothek teile und die dann gematcht werden. Mit GPT-6.1 Sol Medium erstellt. Da geht noch viel mehr und war eher zum Spaß mit zwei Zeilen geprompt.
Projekte gehen schneller und deutlich weniger Frust zu Ende. Den Rest des Schaltplan werde ich mir jetzt selber zu Ende bringen. Klar ist jetzt nichts großes, aber so hätte ich gar nicht erst angefangen, weil es nur ein Idee/Test von mir ist ob es klappen könnte wie ich es dort gesehen habe: https://www.youtube.com/watch?v=1fikd9NfsSA&t=2103s
Wenn etwas zu gut klingt, um wahr zu sein, dann ist es in der Regel
nicht wahr. Ich glaube dieser Geschichte nicht mal im Ansatz.
Du unterschätzt die KI. Die Entwicklungsgeschwindigkeit der KI ist exponentiell - nicht zuletzt weil Milliarden hineingesteckt werden, mit dem Ziel, dass sich das (recht schnell) amortisiert. E-Technik (hier Schaltungsentwicklung) ist ja nur ein Bereich, Gesundheitswesen, wo Milliarden und mehr umgesetzt werden, sind auch dran. Einerseits frage ich mich, was bleibt dann mittel- bis langfristig noch für einen Menschen zu tun, andererseits ist es aber auch sehr gut, wenn man auf einen Facharzttermin statt Monate vlt nur noch Stunden/Tage warten muss, weil die KI Analyse/Diagnose und Behandlung übernimmt. Technisch ist mittlerweiel (fast) alles möglich und es wird immer mehr möglich.
Gestern auf der electronica einen Vortrag zum Thema "agentic Hardware engineering, why start with requirements"
von Altium gehört.
Die erste Frage im Q&A war, wann den die KI Layouts machen könn. Als Antwort wurde darauf verwiesen ,das der Begriff "vibe coding" 02/25 erstmals geprägt wurde und heute vibe coding weite Bereiche durchdrungewn hätte. Der Referent vermutete das es bei KI-Layout ähnlich schnell fortschreiteten könnte. Das Problem sei das Fehlenen von (genügend, passenden) Referenzdesigns.
Es dauert nicht mehr lange(keine Jahre mehr) bis man per Prompt sein Anliegen/Problem beschreibt und die KI schreibt Spezifikation, Design, Schaltplanentwurf, Layout etc. und gibt gegebenenfalls noch alles in Auftrag. Ein Mensch braucht dann maximal noch einen Button zum Genehmigen zu drücken oder gegebenfalls noch ein paar Änderungswünsche zu machen.
Hmmm. Wie belastbar dieser Bericht ist, ohne externe Prüfung, lassen wir mal außer Acht. Aber wo geht es hin? Die westliche Welt hat in den letzten 250 Jahren der industriellen Revolution einen GIGANTISCHEN Produktivitätssprung gemacht. Allein die letzten 30-40 Jahre der Elektronikentwicklung sind sagenhaft, was Leistung und Preise angeht! Aber nicht nur die, auch andere Industriezweige haben, u.a. durch die Elektronik/IT massive Produktivitäts, Effizienz und Geschwindigkeitszuwächse erfahren. Schaut euch an, wie schnell heute eine neue Generation von Smartphone, PCs, Graphikkarten etc. entsteht.
"Brauchen" wir da eine weitere Steigerung? Mangelt es der (westlichen) Welt an Produktivität und Effizienz? Was passiert, wenn wir beides mal eben in wenigen Jahren verdoppeln? Oder gar verzehnfachen? Klar, der Prozess der Verbesserung und Effizienzsteigerung läuft seit "Ewigkeiten". Aber wäre es denkbar, daß man irgendwann, vielleicht jetzt schon, an eine kritische Grenze stößt? Vor allem, weil es gar keine NACHFRAGE nach dieser irrwitzigen Produkton gibt?!?
Im Moment konzentriert sich die ganze Diskussion auf die technischen Möglichkeiten und wie schnell diese wachsen. Vielleicht sollte man eher fragen, ob das in Summe alles so sinnvoll ist. China hat sich die letzten 30-40 Jahre massiv entwickelt. Auch dort kommt schon seit einiger Zeit massive Automatisierung zum Einsatz. Das Ergebnis ist aber nicht allein Produktivität, sondern massive, ökonomische Verwerfungen, aka Arbeitslosigkeit, vor allem bei jungen Leuten. Autos kaufen keine Autos. Und die humanoidern Roboter werden es nicht retten, auch wenn sie irgendwann mal so funktionieren, wie es sich deren Schöpfer und Apologeten erträumen.
Und nein, wir werden nicht im Star Trek Pardies ohne Geld landen, wenn das so weiter geht, auch wenn der gute Elon das behauptet.
andererseits ist es aber auch sehr gut, wenn man auf einen
Facharzttermin statt Monate vlt nur noch Stunden/Tage warten muss, weil
die KI Analyse/Diagnose und Behandlung übernimmt. Technisch ist
mittlerweiel (fast) alles möglich und es wird immer mehr möglich.
Tja, nur daß es in der Realität anders aussieht. Denn du vergißt die Ökonomie. KI wird nicht das goldene Zeitalte einläuten. Das hat man sich schon von Atomenergie versprochen, es kam nicht so, auch wenn es massive Fortschritte gab. Auch die IT hat das so direkt nicht geschafft.
Der Referent vermutete das es bei KI-Layout ähnlich schnell
fortschreiteten könnte. Das Problem sei das Fehlenen von (genügend,
passenden) Referenzdesigns.
Also muss die KI alle Designs der Welt, vor allem der Profis, einsaugen, dann läuft das mit dem Hardwaredesign auf Knopfdruck. Naja, es bleibt spannend. Und es wird anders kommen, als wir es uns ALLE vorstellen! ;-)
Es dauert nicht mehr lange(keine Jahre mehr) bis man
per Prompt sein Anliegen/Problem beschreibt und die KI
schreibt Spezifikation, Design, Schaltplanentwurf, Layout
etc. und gibt gegebenenfalls noch alles in Auftrag.
Was ich bisher gesehen habe laesst mich vermuten das es noch drei bis maximal 5Jahre dauern wird.
Wobei Spezifikation wird man vermutlich noch selber schreiben. Zumindest in meinem Bereich gibt es zuviele vollkommen unlogische und unvorhersehbare Anforderungen von den Kunden von denen er oftmals selber nicht weiss das sie ihm wichtig sind.
Tja, dann sitzen wir alle zuhause, kucken KI-Filme und lassen uns vom Roboter die Pizza brutzeln vorausgesetzt der KI-Arzt hat das genehmigt. :)
Wenn man weiß was man tut ist KI auch im Bereich Hardware-Entwicklung extrem mächtig. Ich setze sie seid 3 Monaten exersiv in der Entwicklung ein, vom Schaltungskonzept bis zur fertigen Platine. Und ja, man muss immer noch einiges nachbessern. Aber was die KI entwickelt, dafür hätte ich die zehnfache Zeit gebraucht. Wer sich KI verschließt wird in wenigen Jahren weg vom Fenster sein, man ist dann einfach schlicht zu langsam.
Es dauert nicht mehr lange(keine Jahre mehr) bis man per Prompt sein
Anliegen/Problem beschreibt und die KI schreibt Spezifikation, Design,
Schaltplanentwurf, Layout etc. und gibt gegebenenfalls noch alles in
Auftrag. Ein Mensch braucht dann maximal noch einen Button zum
Genehmigen zu drücken oder gegebenfalls noch ein paar Änderungswünsche
zu machen.
Diesen Traum verkaufen sie heute schon. Ich wage die These, daß das trotzdem in der Form nicht passieren wird. Denn die bisherigen, "dahingeplapperten" Prompts sind nicht aussagekräftige genug, um große, komplexe Problem und Anforderungen ausreichend genau zu beschreiben. Das kommt zwar was raus, aber es wird oft genug weit weg vom Ziel sein, auch nach vielen Runden "promting". Vermutlich wird sich das Promting auch nicht allzu lange halten, zumindest nicht für komplexere Probleme.
Wenn man weiß was man tut ist KI auch im Bereich Hardware-Entwicklung
extrem mächtig. Ich setze sie seid 3 Monaten exersiv in der Entwicklung
ein, vom Schaltungskonzept bis zur fertigen Platine. Und ja, man muss
immer noch einiges nachbessern. Aber was die KI entwickelt, dafür hätte
ich die zehnfache Zeit gebraucht. Wer sich KI verschließt wird in
wenigen Jahren weg vom Fenster sein, man ist dann einfach schlicht zu
langsam.
Nein, gerade wegen der Ökonomie wird sich KI sehr wahrscheinlich durchsetzen- in einigen Bereichen schneller, in anderen weniger schnell. Software kostet auf Dauer fast nichts (Energie, ja, aber die ist billiger als Manpower). Und um auf das Beispiel in der Medizin zurück zu kommen, dort rechnet sich KI doppelt: ökonomisch und behebt den Mangel an Manpower, von dem Qualitätsgewinn gar nicht zu reden(KI wertet jetzt Bilder im CT/MRT/Röntgenumfeld besser aus als Fachärzte).
Nein, gerade wegen der Ökonomie wird sich KI sehr wahrscheinlich
durchsetzen- in einigen Bereichen schneller, in anderen weniger schnell.
Software kostet auf Dauer fast nichts (Energie, ja, aber die ist
billiger als Manpower).
Das sieht im Moment aber ganz anders aus. In die KI-Blase wurden bisher mehrere BILLIONEN Dollar gepumpt. Der UMSATZ (nicht Gewinn!) liegt im einstelligen Prozentbereich, d.h. die Rückzahlung der Investitionen würde sich über viele Jahrzehnte erstrecken. Wird so nicht passieren.
Und um auf das Beispiel in der Medizin zurück zu
kommen, dort rechnet sich KI doppelt: ökonomisch und behebt den Mangel
an Manpower, von dem Qualitätsgewinn gar nicht zu reden(KI wertet jetzt
Bilder im CT/MRT/Röntgenumfeld besser aus als Fachärzte).
Das ist eine oft gehörte Behauptung. Kann man die auch belegen?
Als Werkzeug der Bildauswertung kann KI sicher sehr nützlich sein. Aber das endgültige Urteil muss/solle immer noch ein Mensch treffen. Allein dann, wenn es um Verantwortung geht.
Fragt sich wie lange. Wenn Energie knapp wird, während Manpower im Überfluss herum lungert, und die Kunden für die neuen KI Produkte alle Pleite sind, könnte sich das Blatt wenden.
Das erste Porjekt war ein Signalkonditionierer, nichts besonderes. Vorgegeben hab ich nur die Platine und wo die Steckverbinder sein sollten (inkl. Belegung). Und natürlich, was er machen sollte: Einen IEPE-Sensor wahlweise mit 4 oder 10 mA versorgen und sein Signal mit 1, 10 oder 100 verstärkt an den Signalausgang geben. SNR sollte >90 dB sein, Frequenz von 0.5 Hz bis 100 kHz. Eine Sensorüberwachung sollte auch noch drin sein, die dem User sagt, ob der Sensor im Normalbetrieb ist oder nicht und welche EMV-Richtlinien der Spass einhalten sollte.
Bauteile wählen, Schaltung Routen usw. hab ich alles Claude machen lassen mit Opus. Klar, Claude fragte immer wieder mal nach, lieber das Bauteil oder das Bauteil, Funktionsgruppe so auf die Platine oder so usw. Ich hab immer die Empfehlung gewählt. Hat zwei Woche gedauert, da lag die Platine fertig auf dem Tisch und hat alle EMV-Test in unserem Testlabor, in dem wir die Vortests machen, mit Bravur bestanden und auch Frequenzgang und Co entspricht der Vorgabe. Hätte ich das selbst gemacht, ich hätte bestimmt nen Monat gebraucht bis der erste Prototyp auf dem Tisch gelegen hätte und wahrscheinlich hätte ich auch noch den EMV-Test (MIL-STD 461) verkackt im ersten Anlauf. Für die KI war das anscheinend gar kein Problem.
Es dauert nicht mehr lange(keine Jahre mehr) bis man per Prompt
sein Anliegen/Problem beschreibt und die KI schreibt Spezifikation,
Design, Schaltplanentwurf, Layout etc. und gibt gegebenenfalls noch
alles in Auftrag. Ein Mensch braucht dann maximal noch einen Button zum
Genehmigen zu drücken oder gegebenfalls noch ein paar Änderungswünsche
zu machen.
Prognosen sind schwierig, vor allem wenn sie die Zukunft betreffen.
Das erste Porjekt war ein Signalkonditionierer, nichts besonderes.
Vorgegeben hab ich nur die Platine und wo die Steckverbinder sein
sollten (inkl. Belegung). Und natürlich, was er machen sollte: Einen
IEPE-Sensor wahlweise mit 4 oder 10 mA versorgen und sein Signal mit 1,
10 oder 100 verstärkt an den Signalausgang geben. SNR sollte >90 dB
sein, Frequenz von 0.5 Hz bis 100 kHz. Eine Sensorüberwachung sollte
Zeig mal den Schaltplan und Layout.
auch noch drin sein, die dem User sagt, ob der Sensor im Normalbetrieb
ist oder nicht und welche EMV-Richtlinien der Spass einhalten sollte.
Also das wage ich zu bezweilfen, daß die KI die Kenntnis von EMV-Normen direkt in Entscheidungen in der Schaltung und im Layout umsetzen kann.
Bauteile wählen, Schaltung Routen usw. hab ich alles Claude machen
lassen mit Opus.
Claude kann Schaltplaneingabe und Layout?
Klar, Claude fragte immer wieder mal nach, lieber das
Bauteil oder das Bauteil, Funktionsgruppe so auf die Platine oder so
usw. Ich hab immer die Empfehlung gewählt. Hat zwei Woche gedauert, da
lag die Platine fertig auf dem Tisch und hat alle EMV-Test in unserem
Testlabor, in dem wir die Vortests machen, mit Bravur bestanden und auch
Frequenzgang und Co entspricht der Vorgabe. Hätte ich das selbst
gemacht, ich hätte bestimmt nen Monat gebraucht bis der erste Prototyp
auf dem Tisch gelegen hätte und wahrscheinlich hätte ich auch noch den
EMV-Test (MIL-STD 461) verkackt im ersten Anlauf. Für die KI war das
anscheinend gar kein Problem.
mikrofon-routing-vorher-nachher.png
(99 KB)
teaser-ki-hardware.png
(84 KB)
