この秋、FPGA開発の進め方が変わった――回路図CADと基板レイアウトの進め方

前回は、会話やメールから仕様を整理する方法について書きました。今回は、その先の回路図と基板レイアウトです。

9月に、生成AIが基板のパターンをどんどん作っていくデモ映像を見て、かなり衝撃を受けました。

「ここまでできるようになるには、もっと時間がかかると思っていたのに」

期待する一方で、どうやって自分の仕事に取り入れるのかは、よくわかりませんでした。それでも試していくうちに、今では実際の基板開発で使うようになっています。

すべてを任せられるわけではありませんが、回路図や基板を作る仕事は、ずいぶん変わってきました。

部品を探し、必要なシンボルを作ってもらう

回路図を作るときに助かるのが、部品探しとシンボルの作成です。

回路図で使う部品の記号を、シンボルと呼びます。使いたい部品がライブラリに登録されていなければ、これまでは自分でデータシートを読み、ピン番号や機能を確認しながら作っていました。

この作業を、生成AIにかなり手伝ってもらえるようになりました。データシートを参照して、必要なシンボルを作ってくれます。

部品選びも同じです。

必要な機能や条件を伝えて、候補を探してもらう。さらに頼めば、通販サイトの在庫も調べてもらえます。

「この機能が欲しい。できれば在庫のある部品で構成したい」

そうした条件を含めて、部品を検討しやすくなりました。部品を探すところから回路図に使うための準備まで、つながって進むのは便利です。

データシートをもとに、電気的なミスも見つけてくれる

もう一つ、大きいと感じているのが、回路の電気的なチェックです。

データシートと回路図を照らし合わせて、接続や電源の条件を調べてもらえます。

私の回路でも、プラスとマイナスの接続を間違えたところや、必要な電源をつなぎ忘れたところなど、ミスが次々に見つかりました。

自分で描いた回路は、正しく描いたつもりで見てしまいます。別の視点から、部品の仕様まで確認してもらえるのはありがたいですね。

こうしたミスを、基板を作る前に見つけて直せる。その効果はかなり大きいと感じています。

人が読みやすい回路図を描くのは、まだ苦手

一方で、回路図そのものの描き方には、まだ弱いところがあります。

どのピンとどのピンを接続するかという情報、つまりネットリストは作れます。しかし、それを人が見て理解しやすい回路図に仕上げるところは、もう少しかなという印象です。

部品の並べ方や配線の見せ方で、回路図の読みやすさは変わります。接続が表現できていても、そのままでは内容を追いにくい場合があります。

既存の回路図を参考にして、似た形にするのは得意です。ただ、見やすい図面に整える部分には、まだ人が手を入れたいと感じます。

フットプリントの作成と整合確認も助かる

基板側では、フットプリントを扱う作業が楽になりました。

フットプリントは、基板上に部品を実装するためのパッドや外形などの情報です。回路図で使うシンボルとは、役割が違います。

基本的には、すでに登録されているものを使います。そのうえで、選んだ部品のパッケージやピン番号と合っているかを確認してもらえます。

適切なものがなければ、既存のデータを探したり、データシートの寸法をもとに作成したりする作業も手伝ってくれます。

こうした部品データの準備や確認は、一つひとつに手間がかかります。そこを任せられるだけでも、かなり助かっています。

大きな部品と難しい配線は、先に手で整える

基板レイアウトについては、簡単なものなら、かなり任せやすくなりました。

部品を配置し、配線していく作業も、結構きちんと進めてくれます。

ただ、部品が多い基板や複雑なものでは、最初に人がある程度整えたほうがよいと感じています。

例えば、大きな部品の位置を先に決める。配置を手で修正する。配線が厳しいところは、先に自分で引いておく。そのあとで、自動で進める部分を任せます。

この最初のひと手間で、その後の進み方がかなり違います。

私の感触では、全部を一度に任せるより、配置や難しい配線を先に整えてから進める方法が、今のところうまくいっています。

両面基板が、2日ほどで発注目前まで進んだ

実際に、両面基板で、回路図の作成からほぼ発注できるところまで、2日ほどで進んだこともあります。

以前なら、もっと時間を見込んでいた作業です。

製造や実装が早いところでは、発注後1週間ほどで仕上がることもあります。設計期間も短くなると、回路図を描き始めてから10日以内、あるいは2週間ほどで、実装済み基板が手元に届く場合も出てきます。

もちろん、基板の内容や部品の調達状況によって変わります。それでも、設計を始めてから実物を触れるまでの時間が短くなったことは、大きな変化です。

これまで1か月単位で考えていた作業が、内容によっては2〜3日、あるいは1週間単位で進むようになってきました。

基板を作る仕事の中身が変わってきた

生成AIを使っていて感じるのは、配線だけが速くなったわけではない、ということです。

部品を探す。シンボルやフットプリントを用意する。データシートと照合する。接続の間違いを見つける。

こうした周辺の作業も含めて、負担が減っています。

人が読みやすい回路図の仕上げや、複雑な基板の配置、難しい配線には、まだ手を入れたいところがあります。それでも、人が最初に押さえるところを決めて、あとはAIに進めてもらう。このやり方が、実際の仕事で使えるようになってきました。

この秋、回路図や基板を作る仕事も、本当に変わってきたなと感じています。

English Summary

AI has changed how I approach schematic capture and PCB layout.

It now helps me find components, investigate stock availability, create schematic symbols and PCB footprints, and check designs against datasheets. These checks have uncovered mistakes in my circuits, including incorrect polarity and missing power connections.

There are still limitations. Producing a clear, readable schematic often needs manual refinement. For more complex boards, I also find it useful to position major components and route difficult connections myself before letting automation continue.

In one two-layer board project, the design was nearly ready to order in about two days. Depending on the design and manufacturing schedule, an assembled board can sometimes arrive within ten days to two weeks of starting the schematic.

The change extends beyond routing: much of the preparation and checking around PCB design has become easier.