Puolijohde- ja piirilevysuunnittelun seuraavaa vaihetta määrittävät kaksi rinnakkaista tavoitetta. Ensinnäkin halutaan kasvattaa suunnittelutyökalujen suorituskykyä. Lisäksi on tärkeää parantaa suunnittelijoiden tuottavuutta.

Työkalujen puolella koneoppimista ja vahvistusoppimista integroidaan yhä syvemmin EDA-ohjelmistoihin. Esimerkiksi pienellä määrällä SPICE-simulointeja koulutetut paikalliset mallit voivat nopeuttaa verifiointia merkittävästi säilyttäen samalla lähes SPICE-tasoisen tarkkuuden. Samanaikaisesti johtavat EDA-toimittajat tekevät yhteistyötä esimerkiksi NVIDIAn kanssa siirtääkseen laskentaa GPU-kiihdytyksen varaan. Tämä kasvattaa simuloinnin, suunnitteluvaihtoehtojen tutkimisen, kattavuusanalyysin ja OPC-prosessien suorituskykyä huomattavasti.

Suunnittelijoiden tuottavuuden parantaminen vaatii kuitenkin toisenlaista lähestymistapaa. Ensimmäinen askel olivat generatiiviset AI-avustajat, mutta ne eivät enää riitä vastaamaan kasvavan suunnittelukompleksisuuden ja työkaluketjujen pirstaloitumisen haasteisiin.

Suunnittelijat tarvitsevat enemmän kuin chatbotin. Tarvitaan autonomisia järjestelmiä, jotka pystyvät päättelyyn, monivaiheisten tehtävien suorittamiseen ja reaaliaikaiseen mukautumiseen eri EDA-ympäristöissä. Tätä kutsutaan agenttiseksi automaatioksi: yhtenäiseksi orkestrointikerrokseksi, joka kykenee tekemään asiantuntijatason päätöksiä koko suunnitteluprosessin ajan. Tämän vision toteuttaminen edellyttää kuitenkin useiden toimialakohtaisten haasteiden ratkaisemista, joihin yleiskäyttöiset AI-kehykset eivät sellaisenaan pysty vastaamaan.

Viisi keskeistä haastetta EDA-ympäristössä

Yleiskäyttöiset tekoälymallit eivät sovellu sellaisenaan piirisuunnitteluun, koska ala perustuu erittäin erikoistuneeseen osaamiseen. Jotta agenttinen tekoäly voisi toimia aidosti yhtenäisenä älykerroksena, sen on katettava koko suunnitteluketju ensimmäisestä konseptista valmistuksen hyväksyntään asti. Tämä tarkoittaa etupään suunnittelun, verifioinnin, fyysisen toteutuksen, piirilevyjen hyväksyntäprosessien ja valmistusvalmiuden automatisointia saman kokonaisuuden sisällä.

Jotta agenttinen tekoäly toimisi EDA-ympäristössä tehokkaasti, sen on ratkaistava viisi keskeistä ongelmaa.

1. Piirisuunnittelun erikoisosaaminen

Piirisuunnittelu perustuu fysiikkaan ja menetelmiin, joita ei löydy julkisista koulutusaineistoista. Yleiskäyttöinen tekoäly ei tunne erikoistyökaluja, niiden asetuksia eikä tuotantokelpoisen koodin vaatimuksia.

2. Jäykät EDA-ympäristöt ja datavirrat

EDA-järjestelmät toimivat usein turvallisissa paikallisissa on-premise-laskentaympäristöissä pilvipalveluiden sijaan. Agenttien on kyettävä hallitsemaan pitkiä verifiointiajoja, integroitumaan olemassa oleviin työnhallintajärjestelmiin ja käsittelemään teratavuluokan aineistoja siellä missä ne sijaitsevat.

3. Pirstaloituneet työnkulut

EDA-ekosysteemi koostuu valtavasta määrästä erilaisia työkaluja. Ilman yhtenäistä orkestrointikerrosta tekoälymallit kärsivät helposti kontekstin ylikuormittumisesta ja virheellisistä päätelmistä. Lisäksi suunnitteluympäristöt ovat lähes aina monitoimittajaympäristöjä, joten agenttien on kyettävä toimimaan joustavasti eri työkalujen välillä.

4. Vaikeasti tulkittavat EDA-datamuodot

EDA-data sisältää monimutkaisia binääriformaatteja ja suljettuja tietokantarakenteita. Jotta tekoäly voisi hyödyntää esimerkiksi aaltomuotoja ja verkkolistoja, se tarvitsee EDA-ympäristöihin suunniteltuja erikoisparsereita.

5. Yritystason tietoturva

Piirisuunnittelussa käsitellään erittäin arvokasta IP:tä ja muuta luottamuksellista suunnitteluaineistoa. Agenttien on toimittava erittäin turvallisissa ympäristöissä, joissa käytetään roolipohjaista käyttöoikeuksien hallintaa (RBAC), hiekkalaatikkoratkaisuja, kattavaa auditointia sekä ihmisen hyväksyntää kriittisissä vaiheissa.

Siemensin ratkaisu: Fuse EDA AI System ja Fuse EDA AI Agent

Näihin haasteisiin Siemens vastaa Fuse EDA AI System- ja Fuse EDA AI Agent -ratkaisuilla. Järjestelmä yhdistää generatiivisen ja agenttisen tekoälyn koko Siemensin EDA-tuotevalikoimaan.

Ratkaisun tavoitteena on ohjata monimutkaisia monityökaluprosesseja luonnollisen kielen avulla aina suunnittelun alkuvaiheista valmistusvalmiiseen lopputulokseen asti.

Järjestelmän ytimenä toimii keskitetty EDA-datavarasto, joka kokoaa tiedot eri työkaluista ja tiimeistä yhdeksi tietolähteeksi. Sen päälle on rakennettu Siemensin EDA-työkaluihin ja -menetelmiin koulutettu RAG-kehys, joka mahdollistaa tarkat vastaukset suunnittelijoiden kysymyksiin.

Ratkaisu tukee useita suuria kielimalleja eikä sido käyttäjää yhteen ekosysteemiin. Samalla tietoturva on rakennettu osaksi arkkitehtuuria tukemaan sekä paikallisia että pilvipohjaisia käyttöympäristöjä.

Fuse EDA AI Agent yhdistää suunnitteluprosessin eri vaiheet yhdeksi kokonaisuudeksi. Agentti kykenee suunnittelemaan, orkestroimaan ja suorittamaan työnkulkuja koko puolijohde- ja piirilevysuunnittelun elinkaaren ajan.

Luonnollisen kielen avulla suunnittelija voi kuvata tavoitteensa, minkä jälkeen järjestelmä muuntaa pyynnön konkreettisiksi ja suoritettaviksi toimenpiteiksi. Ratkaisua täydentävät AI-pohjainen työkaluautomaatio ja luonnollisella kielellä tehtävä virheenkorjaus, joiden avulla järjestelmä voi tulkita käyttäjän aikomuksen ja muuntaa sen täsmällisiksi toiminnoiksi.

Fuse EDA AI Agent ratkaisee myös laajenevien työnkulkujen aiheuttamia skaalautuvuusongelmia keskittämällä työkalujen hallinnan yhteen operatiiviseen kerrokseen. Näin voidaan välttää kontekstin ylikuormittuminen työnkulkujen kasvaessa.

Ratkaisun perustana ovat MCP-protokollan avulla ohjattavat EDA-työkalut, alakohtaista osaamista sisältävät Agent Skills -toiminnot sekä EDA-formaattien erikoisparserit. Näiden avulla voidaan automatisoida yksittäisiä työnkulkuja, jotka voidaan myöhemmin yhdistää laajoiksi koko suunnitteluketjun kattaviksi prosesseiksi.

Siemens vertaa lähestymistapaa Lego-palikoihin: yksittäisistä automaatiolohkoista rakennetaan vähitellen yhä suurempia ja monimutkaisempia kokonaisuuksia.

Kohti autonomista EDA-suunnittelua

EDA-alan tekoälyagentit ovat vielä alkuvaiheessa. Tällä hetkellä ne automatisoivat pääasiassa kapeita ja toistuvia tehtäviä, kun taas suunnittelijat tekevät edelleen keskeiset päätökset.

Kehityksen seuraavassa vaiheessa agentit muuttuvat aktiivisiksi suunnitteluavustajiksi, jotka pystyvät hallitsemaan kokonaisia suunnitteluvaiheita, tekemään kompromisseja eri suunnittelutavoitteiden välillä ja korjaamaan virheitä ilman jatkuvaa ihmisen ohjausta.

Pidemmällä aikavälillä suunnittelijan rooli muuttuu suorittajasta valvojaksi. Yksi insinööri voi ohjata samanaikaisesti satoja agentteja, jotka optimoivat rinnakkain suorituskykyä, tehonkulutusta ja piipinta-alaa tavalla, johon yksikään suunnittelutiimi ei yksin pystyisi.

Puolijohde- ja piirilevysuunnittelu on siirtymässä murrosvaiheeseen. Siirtyminen AI-avustajista autonomisiin agentteihin ei ole enää tulevaisuuden visio, vaan kehitys on jo käynnissä. Seuraavien vuosien aikana monen agentin järjestelmät voivat muuttaa koko suunnitteluprosessin perustavanlaatuisesti, lyhentää kehitysaikoja, tuoda asiantuntijaosaamisen entistä laajemman joukon käyttöön ja mahdollistaa rinnakkaisen innovaation mittakaavassa, joka ei aiemmin ollut mahdollista.

Lisätietoa: Human-centered agentic AI workflows for RTL verification -white paper.

Kirjoittaja Niranjan Sitapure toimii Siemens EDA:n keskitettynä AI-tuotepäällikkönä. Hän vastaa yhtiön EDA-tekoälyratkaisujen tuotestrategiasta, kehityksestä ja markkinoinnista. Sitapure on koulutukseltaan tekniikan tohtori Texas A&M -yliopistosta, ja hänen erikoisalaansa ovat muun muassa suuret kielimallit, koneoppiminen ja digitaalisten kaksosten hyödyntäminen suunnittelutyökaluissa.

ETNtv

Watch ECF videos

Tekoälyn avulla robotteja voidaan ohjata puheella

ETN - Technical article

Generatiivisen tekoälyn vallankumous, joka tuo chatbotit asiakaspalveluun ja mahdollistaa älykaiuttimien kaltaiset laitteet, on vasta alkua. Sama teknologia, joka ymmärtää ihmisten puhetta, siirtyy nyt robotiikkaan, missä se auttaa kehittämään algoritmeja robottien liikkeiden ohjaamiseen ja politiikkojen toteuttamiseen tärkeiden tehtävien suorittamiseksi.

Lue lisää...

SOM-ratkaisut ovat lääketieteellisen elektroniikan luotettava tulevaisuus

Lääketieteellinen elektroniikka on yksi nopeimmin kasvavista teollisuudenaloista. Väestön ikääntyminen, erityisesti länsimaissa, ja terveydenhuollon teknologioiden jatkuva kehitys pitävät yllä kovaa kysyntää ja ohjaavat alan tutkimus- ja tuotekehitystä, kirjoittaa Digi Internationalin OEM-ratkaisuista Euroopassa vastaava johtaja Ronald Singh.

Lue lisää...

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 

NEWSFLASH

 SPONSORS

 

Etteplan supports customers cross industries in digitalizing their business from requirement specifications to solution development and implementation. With over 30 years of experience, Etteplan has the needed expertise to develop a wide range of industrial applications, from large established companies to start-ups. We deliver complete turn-key solutions containing cross-discipline know-how.

 

CN Rood offers technical solutions in the field of testing and measurement. We aim to remain leaders in that regard. Our customers are often not looking for a product, but for a solution, and we all have the drive to work on that solution. What we love to do most is to continually work on the latest developments in the field of testing and measuring equipment. Now and in the future.

 


EBV Elektronik was founded in 1969 and is one of the leading specialists in European semiconductor distribution. This success is based on the underlying company philosophy, which was developed a long time ago and which still applies today: operational excellence, flexibility, reliability and execution – with the goal of achieving the highest degree of customer satisfaction.

 

Tria is a world leader in the design and manufacture of embedded computing for OEMs. We offer a broad range of off-the-shelf modules to fully customized systems built for our customers. With a global footprint and deep in-house expertise, we support innovators from design to delivery.

congatec is a rapidly growing technology company focusing on embedded and edge computing products and services. The high-performance computer modules are used in a wide range of applications and devices in industrial automation, medical technology, robotics, telecommunications and many other verticals.

 

Mespek was founded in 1989. Our main products are embedded electronic modules, industrial PCs with peripherals, KVM and server management products, as well as wireless solutions for IoT applications.

 

Since 1985, Digi International Inc. (Digi) has been a pioneer in wireless communication, forging the future for connected devices and responding to the needs of the people and enterprises that use them.

 

CVG Convergens is an ICT services company specialized in embedded systems, smart connected products and ICT systems and processes for SME businesses. Our mission is to help our clients, our team, and the society to improve and thrive by providing reliable and sustainable solutions, services, and products by creative and efficient application of technology.

 

BCC Solutions Oy is a Finnish company that, in addition to expert services, offers comprehensive equipment solutions for data transfer and telecommunication networks, as well as their analysis, testing and measurement. We broadly represent the industry's leading brands.

 

Acal BFi has trusted expertise in advanced electronics for 50 years. If you’re in search of a trusted technology solutions partner, your search ends here. Our extensive knowledge, cutting-edge portfolio, and worldwide capabilities are at your service to bring the future into reality.

 





ECF template