GPT-6 AstraでKiCad配線――Ethernet・USBを手動と自動で分担した

絶縁部分の配置配線が終わったので、次はEthernetやUSBなど、FPGAからの配線本数が多い部分を進めました。

今回は、すべてをGPT-6 Astraへ任せたわけではありません。配線密度や難しさを見ながら、Astraへ任せる部分と、自分で手動配線する部分を分けました。

結果的には、この分担がうまくいきました。

FPGAとPHYチップの間や、USBとFPGAの間など、密度が高く配線本数も多い部分は手動で配線しました。一方、PHYチップからコネクタまでの部分や電源関係など、接続方法が比較的分かりやすい部分はGPT-6 Astraへ任せました。

全部を自動化したわけではありませんが、手作業だけで進める場合と比べると、かなり時間を短縮できました。

次は配線本数の多いEthernetとUSB

前回までに、3つの絶縁部分について配置配線を進めました。

次に取り組んだのが、EthernetとUSBを含む、FPGA周辺の配線です。

この部分は絶縁回路とは違う難しさがあります。FPGAから複数の信号が出ており、ICとの間に多くの配線を通さなければなりません。

今回、特に配線密度が高かったのは次の部分です。

• FPGAとEthernet PHYチップの間
• USBとFPGAの間
• FPGA周辺の信号が集中する部分

配線本数が多いだけでなく、FPGAと各ICの間にある程度の距離があり、その途中に複数の配線を通す必要がありました。

分かりやすい部分はAstraへ任せた

今回、接続方法が比較的分かりやすい部分は、GPT-6 Astraへ任せました。

例えば、PHYチップからコネクタまでの配線や、電源関係の配線です。

これらの部分でも、設計上の確認が不要になるわけではありません。しかし、どこからどこへ接続するかが比較的明確で、周囲の配線密度にも余裕がある部分については、Astraに任せやすいと感じました。

Codexには対象となる回路ブロックと作業範囲を指定し、配置や既存配線を確認させながら作業を進めました。

単純な接続に見えても、人間が一つずつ配線すると時間がかかります。Astraへ任せることで、人間は密度の高い部分へ集中できました。

高密度なFPGAとPHYの間は手動で配線した

一方、FPGAとEthernet PHYチップの間については、Astraへ完全に任せず、自分で配線しました。

この部分は信号本数が多く、配線密度も高くなっていました。また、FPGAとPHYチップの間に距離があり、複数の信号を限られた範囲へ通す必要がありました。

こうした部分をAstraへ任せると、こちらの意図どおりに配線されない可能性があります。配置や配線経路を少し変えるだけで全体の通しやすさが変わるため、人間が画面を見ながら判断した方が進めやすいと考えました。

そこで、この部分は自分で手動配線しました。

実際には、配線できる領域をある程度広げておくと、比較的素直につなげられました。Astraへ任せなかった部分でも、その前段階の配置調整によって、手動配線の負担は軽くなっていました。

USB周辺も手動で配線した

USBとFPGAの間についても、配線密度が高かったため、自分で配線しました。

ここもEthernetと同様に、信号が集中しており、周囲の部品や他の配線との関係を見ながら経路を決める必要がありました。

すでに接続先と大まかな配置が決まっていたため、配線領域を確保すれば作業自体は比較的素直に進みました。

この経験から、手動配線が必要な部分でも、AIによる事前の部品配置や周囲の整理は役に立つと感じました。

すべてをAstraへ任せなくても、人間が作業しやすい状態を作るところまで任せることで、手動配線の負担を減らせます。

電源関係はAstraへ任せた

電源関係の配線については、主にAstraへ任せました。

電源配線にも電流容量や配線幅、電源プレーン、部品配置などの設計条件があります。そのため、単にネットをつなげれば完了というわけではありません。

今回は、すでに決めていた配置や条件の範囲で、Astraに配線作業を進めてもらいました。

人間側では、その結果を確認し、採用できるかを判断しました。

接続方針が決まっている部分の作業を任せられたため、その間に私はFPGA周辺の高密度な配線へ集中できました。

Astraの配線にはまだ癖がある

今回も、Astraへ配線を任せてみて、まだ癖があると感じる場面がありました。

低密度で接続方法が明確な部分は、比較的素直に処理してくれます。一方、配線が集中する場所では、人間が考える経路とは違う方向へ進んだり、後の配線で使いたい領域を先に使ったりする可能性があります。

そのため、現時点では基板全体を一括して任せるより、回路ブロックごとに作業させる方が使いやすいと感じています。

特に高密度部分については、人間が次の配線まで考えながら経路を決めた方が、結果的に早く終わる場合があります。

全部自動にすることを目的にするのではなく、その場所に応じて最も進めやすい方法を選ぶことが重要でした。

自動配線と手動配線を分担した

今回の作業では、次のように役割を分けました。

GPT-6 Astraへ任せた部分

• 接続方法が比較的明確な配線
• PHYチップからコネクタまでの配線
• 電源関係の配線
• 周辺の部品配置や配線整理
• 作業結果の確認と報告

人間が手動で行った部分

• FPGAとEthernet PHYチップの間
• USBとFPGAの間
• 配線本数が多い部分
• 配線密度が高い部分
• 経路の優先順位を見ながら進める必要がある部分
• Astraの結果を採用するかどうかの判断

この分担によって、Astraが不得意な部分を無理に任せず、人間がすべてを抱え込むこともなくなりました。

手動部分も以前より楽になった

今回は高密度部分を自分で配線しましたが、従来とまったく同じ作業量だったわけではありません。

周囲の比較的簡単な配線や電源関係をAstraが担当していたため、人間は難しい部分へ集中できました。

また、部品間の領域を確保しておくと、高密度部分であっても比較的素直に配線できました。

つまり、Astraが直接配線した部分だけが時間短縮につながったわけではありません。部品配置や周辺配線を整理したことで、人間が担当する部分も進めやすくなっています。

これは、実際に使ってみて分かった大きなメリットでした。

主要部品間の配線が終わった

今回の作業によって、FPGA、Ethernet PHY、USB周辺など、主要部品間の配線を進めることができました。

基板全体をAstraへ完全に任せる方法は、特に高密度な部分ではまだ難しいと感じています。

しかし、Astraへ任せられる部分を選び、人間が難しい部分を担当すれば、パターン設計全体はかなり速くなります。

現時点では、

「簡単で方針が明確な部分はAstra、高密度で判断が必要な部分は人間」

という分担が、自分には合っています。

Astraがすべてを配線するわけではありません。それでも、任せられる部分を並行して処理してもらえるだけで、基板設計の負担は大きく減りました。

今回、FPGAとEthernet PHY、USB周辺の配線まで進めて、手動と自動を組み合わせる方法が、現時点では最も現実的だと感じています。

English Summary

This article describes how I divided KiCad PCB routing work between GPT-6 Astra and manual engineering work.

After completing the isolated circuit sections, I moved on to areas with many FPGA connections, particularly Ethernet and USB.

I delegated relatively straightforward routing to GPT-6 Astra. This included connections from the Ethernet PHY to the connector, power-related routing, and other areas where the intended connection path was already clear.

However, I manually routed the dense areas between the FPGA and the Ethernet PHY, as well as the USB-to-FPGA section. These areas contained many signals and required decisions about routing space and path priority. I found that fully delegating such dense regions was still difficult.

By creating sufficient routing space around the major components, the manual routing became relatively straightforward. Astra also reduced the overall workload by handling surrounding placement and simpler connections, allowing me to concentrate on the difficult sections.

The practical division was simple: Astra handled clear and relatively low-density routing, while I manually handled dense areas that required continuous engineering judgment.

The entire process was significantly faster than routing everything manually, even though the high-density sections were not fully automated.