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Vibe-Coding PCB设计——出奇地好 -- Vibe-Coding a PCB – surprisingly good

文章摘要

作者在视频中展示了如何通过“氛围编码”设计一个基于ESP32-S3的开发板,并利用Atopile工具和AI助手Claude从零开始完成硬件设计。开发板包括ESP32-S3模块、USB-C接口、3.3V稳压器、LED指示灯、复位和启动按钮等基本组件,并通过代码定义硬件项目,最终生成KiCad PCB设计。

文章总结

文章主要内容总结

在上一段视频中,作者通过“vibe coding”创建了一个基于软件的振动按钮后,决定更进一步:通过“vibe coding”设计实际的硬件。这次挑战的目标是让AI从头设计一个可工作的ESP32-S3开发板。

实验工具与流程

  1. 工具选择

    • 使用了Atopile,这是一个通过代码定义硬件项目并将其转换为KiCad PCB的工具。
    • 使用了AI编码助手Claude,作者认为它在此任务中表现优于Cursor。
  2. 开发板需求

    • 包括ESP32-S3模块、USB-C电源和数据线、3.3V稳压器、复位和启动按钮、状态LED、快速连接器以及常见的被动元件。
    • 指定了LCSC零件编号和0603尺寸的电阻和电容,GPIO 19和20用于处理USB数据线以实现差分路由。
  3. AI提示

    • 作者提供了详细的提示,要求AI生成组件和布线指令,并在每一步后运行ato build命令检查工作。

实验过程与结果

  1. 初始阶段

    • AI成功生成了所有组件,但在打开KiCad后发现没有布线。Image 1
  2. 修正与成功

    • 通过提示AI“你忘了连接任何东西”,AI重新布线,最终成功完成了所有连接。Image 2
    • 尽管AI在EN引脚上忘记了一个电容,但通过提示后进行了修正,并调整了电阻值和布局。Image 3
  3. 最终成果

    • 开发板功能齐全,包括AMS1117稳压器、带CC电阻的USB-C、差分USB路由、状态LED、去耦电容、复位和启动按钮以及功能性的RC电路。
    • 尽管还不完美(如没有原理图输出),但作为AI的首次尝试,表现相当不错

未来展望

作者认为“vibe coding”PCB是未来的趋势,虽然还不能完全取代熟练的工程师,但AI已经可以作为一个热情但有时会遗忘的助手。下一步,作者考虑将设计发送到PCBWay进行实际测试。

物料清单(BOM)

文章最后提供了AI选择的组件清单,供感兴趣的读者参考。

评论总结

主要观点总结:

  1. LLM在规则明确的领域表现更好

    • 支持观点:LLM在生成文本方面表现不错,但在PCB布局和编码等有明确约束的领域更有意义。规则明确、无歧义的领域是AI成功的关键预测因素。(评论1)
    • 引用
      • "Having well-established, unambiguous rules that must be followed for functionality seems to be a key predictor of AI success."
      • “规则明确、无歧义的领域是AI成功的关键预测因素。”
  2. 实验设计过于简单,LLM表现受限

    • 质疑观点:实验设计过于简单,LLM几乎没有失败的可能。作者的提示已经详细到几乎完成了95%的工作。(评论4)
    • 引用
      • "The author’s prompt is basically already a meticulous specification of the PCB."
      • “作者的提示已经详细到几乎完成了95%的工作。”
  3. LLM在PCB设计中的实际表现不佳

    • 批评观点:LLM生成的PCB布局质量很差,存在明显的技术错误,如使用最小宽度走线供电,缺乏对PCB布局技术的理解。(评论5)
    • 引用
      • "Just look at that minimum width trace used to carry power across the entire board and into the ESP32."
      • “看看那个用于供电的最小宽度走线,这是经典的技术错误。”
  4. LLM在硬件设计中的潜在风险

    • 担忧观点:LLM生成的硬件设计可能存在安全隐患,如缺乏必要的电容,可能导致设备故障甚至火灾。(评论7、8)
    • 引用
      • "Don’t you need a bypass cap on AMS1117 LDO output for stability?"
      • “LLM生成的硬件设计可能导致火灾。”
  5. LLM在硬件设计中的潜力与挑战

    • 支持观点:LLM在硬件设计中有巨大潜力,但需要解决布局方法、数据表兼容性等问题。未来LLM生成PCB只是时间问题。(评论11)
    • 引用
      • "It is only a matter of time before AI can output PCBs."
      • “未来LLM生成PCB只是时间问题。”
  6. LLM在工程设计中的实际应用价值

    • 支持观点:LLM在工程设计中的价值已经超过编码,能够快速解决复杂问题,提供有效的设计建议。(评论18)
    • 引用
      • "LLMs are already (far?) more valuable for engineering tasks than coding."
      • “LLM在工程设计中的价值已经超过编码。”
  7. LLM对低端市场的冲击

    • 预测观点:LLM将取代大部分低端设计工作,但顶尖人才仍将保留。(评论19)
    • 引用
      • "Llms will not replace the top 10% of talent but the rest will die off over time."
      • “LLM将取代大部分低端设计工作,但顶尖人才仍将保留。”

总结:

评论中对LLM在PCB设计和硬件领域的应用持不同态度。支持者认为LLM在规则明确的领域有巨大潜力,尤其在工程设计中的价值已经显现。批评者则指出实验设计过于简单,LLM生成的硬件设计存在技术缺陷和安全隐患。未来LLM可能在低端市场取代大量设计工作,但顶尖人才仍将保留。