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    【导读】芯片和硬件设计为coding之后AI应用另一大赛道。OpenAI的GPT-6近期演示了PCB设计。以GPT-6 为底层模型, 我们自研的PCBgen Harness,在三组真实设计任务中证明了如下优势:


    • 求解更快、更省:Buck电源模块中,两组均通过PSpice仿真验证,PCBgen设计时间缩短26.3%,Token用量减少48.7%(101M vs 197M)。

    • 校核更全、交付更可靠: MCU系统从原理图到PCB全流程交付中,PCBgen以ERC、DRC、原理图-PCB一致性检查全部为0作为交付门槛;GPT-6 Astra跳过原理图ERC,事后复核检出2项供电错误。同时PCBgen用时减少37%,器件数减少19%。

    • 能把复杂系统做完:在某客户的工业级高压电池管理系统设计中,GPT-6 Astra在频繁人工决策下仍未能完成整套设计;PCBgen只需人工确认少数关键工程原则,即完成近20个功能模块、800余件器件的完整原理图,ERC 0错误0警告、逐引脚连接差异为0,并继续完成PCB设计与交付。

    两组底层都是GPT-6,差距不来自模型本身,而完全来自PCBgen Harness:器件知识库、专业求解工具、阶段化检查门禁与结构化设计状态,把工程上确定的事交给流程,把需要判断的事留给模型。


    2026年9月,GPT-6的发布再次拓展了人们对通用大模型能力的想象。通用大模型已经能够理解设计需求、调用 EDA工具,甚至自主完成部分电路与PCB设计。新的问题不再只是“AI能不能画出电路”,而是:生成的设计能否完整实现、经得起工程检查、通过关键指标验证-并且以可接受的时间与成本做到这一点?


    为此,比昂芯联合复华智造推出AI PCB设计系统PCBgen:以通用大模型为推理核心,以领域知识驱动的PCBgen Harness组织设计、检查与交付,让AI从“会生成电路”走向“可验证的电路设计”。

    我们用三个由浅入深的真实任务,将GPT-6 Astra与PCBgen Harness放在同一起跑线上对比-两组底层模型同为GPT-6,唯一的变量是有没有PCBgen Harness。结论很明确:在单模块上,PCBgen更快更省;在板级交付上,PCBgen 查得更全;在工业级多约束系统上,PCBgen能把设计做完。



    PCBgen Harness:让大模型在工程轨道上做设计



    通用大模型擅长理解需求、做方案判断,但电路设计中大量工作是确定的:查器件参数、按公式计算、执行规则检查、核对连接关系。让模型每次都从头阅读数据手册、自己编写检查脚本,既慢又贵,还容易遗漏。

    PCBgen Harness的思路是:把确定性的工程能力沉淀为模型可以直接调用的基础设施。它由四项核心能力组成:

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    在这套Harness之上,PCBgen的核心能力覆盖Spec→Schematic,即从设计规格到电路原理图:


    需求与模块规划→器件与拓扑选型→电路生成与装配→检查与适用的仿真→原理图输出



    设计结果落在可继续编辑的原理图、网表和物料清单(BOM)中,后续修改可以回到对应的设计对象。在PCBgen看来,设计是否完成,要同时看交付文件和检查结果:工程文件能否继续编辑,连接与版图规则是否检查通过,适用的性能指标是否得到验证,检查报告是否对应当前设计版本。

    流程也已延伸至PCB物理实现。PCBgen的Layout Harness编排KiCad调用,组织布局布线、版图检查和迭代修改;Schematic阶段则具备更细致的领域知识与电气约束处理。

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    图1|PCBgen Harness 设计流程:从需求、电路设计、检查门禁与仿真验证,到 Layout Harness 衔接的 PCB 物理实现



    设计不是一次生成,而是可定位、可修复的持续迭代



    真实电路设计往往不能一次完成。参数不满足要求、器件能力不足、拓扑不合适或接口约束冲突,都可能在检查和仿真中暴露出来。通用大模型在这时往往只能“推倒重来”或凭经验反复试错;PCBgen Harness 则凭借结构化设计状态,把每一条检查反馈关联到具体的设计对象和设计阶段,分层处理:


     参数问题→参数求解、拓扑问题→电路调整、器件问题→重新选型  



    修改完成后,只复查受影响的接口和设计对象,保留仍然有效的已有结果。验证不再是流程末端的一次性关卡,而是驱动设计持续收敛的反馈。


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    图2|分层验证与局部修复机制:检查和仿真反馈关联到具体设计对象,按参数、拓扑、器件分类修复,复核变更影响后重新验证


    三个案例:PCB Harness优于GPT-6 Astra的地方




    从单模块求解到板级系统交付,再到工业多约束系统设计,三个案例分别检验求解效率、校核完整性与系统协同能力。 对照组为GPT-6 Astra:由GPT-6独立推进设计;实验组为PCBgen:同样以GPT-6为底层模型,接入PCBgen Harness,以器件知识、工程约束和验证反馈组织设计流程。模型相同,差异只在Harness。



    案例一|电源模块:同样仿真达标,PCBgen省下一半Token



    任务是一个Buck电源模块:标称输入32V、目标输出20.15V、最大负载1A,要求通过PSpice仿真验证。 共同验收条件: 输入32V、负载1A,目标输出20.15V,按Spec允许范围验收。两组均完成了满足要求的电路设计并通过PSpice 仿真验证-结果打平,比的是代价。


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    注:M表示百万Token。

    PCBgen节省13.5分钟设计时间,少消耗96M Token。这一差距直接来自Harness的三项机制: 


    • 资料复用: GPT-6 Astra需要从数据手册中查找并理解公式来计算元件参数;PCBgen的PCB-KG器件知识库已结构化存储器件参数、引脚和设计关系,选型与计算直接查询。 


    •计算结果复用:参数计算结果、当前电路和仿真记录以结构化状态保存,后续步骤直接读取,修改时不必让模型重新整理整套设计。 


    • 算法辅助调参:对适用的参数调整任务,由参数计算与优化工具给出调整值,再通过仿真检验是否达标,而非依赖模型逐轮试错。


    专业工具承担计算,模型集中处理方案判断-这是PCBgen在同等结果下显著降低时间与Token成本的根本原因。


    案例二|MCU 系统:PCBgen查出了GPT-6 Astra漏掉的错误



    任务是一套MCU系统:5V 输入、3.3V/300mA 供电,具备SWD调试、一路UART、一路I2C和状态灯,双层板尺寸不超过50×40mm。两组-GPT-6  Astra+KiCad与PCBgen Harness+KiCad-均需从设计规格完成原理图、PCB布局布线及制造资料输出。 


    两组都交出了可编辑原理图、已布线PCB和制造资料。差别在于:交付的设计是否真正经过了完整检查。


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    GPT-6 Astra为什么漏掉了ERC?它在使用KiCad命令行时判定没有sch erc入口,于是直接跳过了ERC。后续我们用同一版本KiCad 9.0.9复核两组交付的原理图:GPT-6 Astra检出2项错误,PCBgen为0项。两项错误分别涉及稳压器输入和MCU网络-连接已经存在,但供电来源未声明为电源驱动。这类问题不会在DRC或连接比对中暴露,只有ERC能发现。 


    在原理图-PCB一致性检查环节,GPT-6 Astra再次选择自编脚本,结果虽然通过,但额外消耗了Token和时间,且检查口径取决于模型临时编写的逻辑。


    PCBgen  Harness的做法是把必要检查写进阶段交付要求: 每个阶段必须输出对应的电路、网表或检查结果,后续阶段据此继续设计;发现问题即修改并复查。“文件已经生成”不能代替“检查已经通过”。 检查项由Harness规定,而不是由模型临场决定做或不做-这正是PCBgen不会出现“漏检”的原因。 


    更值得注意的是,严格校核并没有以牺牲方案为代价:PCBgen组使用17件器件,比GPT-6 Astra组21件减少约19%。PCBgen组主控为STM32G030F6P6,GPT-6 Astra组为STM32F030F4P6,均采用TSSOP-20封装,器件数差异来自芯片与外围方案的选择。这说明明确的工程检查要求与充分的选型空间可以相互配合:Harness守住正确性底线,模型在底线之上寻找更精简的方案。


    本例体现PCBgen的全流程校核与工程交付能力:原理图、PCB及制造资料齐全,每一项规定检查都有对应结果;在更少时间、更少器件的前提下,交付了一份经过完整校核的设计。


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    图3|MCU系统对照:两组底层模型均为GPT-6;PCBgen Harness组ERC、DRC均为0违规,GPT-6 Astra组未执行ERC,复核检出2项错误


    案例三|工业级高压电池管理系统:GPT-6 Astra没做完,PCBgen做完了



    本案例来自客户的真实项目。出于保密要求,以下只介绍任务特点与关键结果,不展示具体方案、器件选型与原理图。


    两组面对的是一项工业级高压电池管理系统设计:包含多路高压采样、主动绝缘检测、隔离通信与隔离供电,需要在有限的板级空间内协调高低压域。难点不只是器件数量多,而是约束相互牵连:高阻采样对漏电敏感,隔离器件要兼顾耐压与长期绝缘要求,主控选型同时受可靠性等级、接口和引脚资源约束,不同参考地之间的连接关系也必须严格区分。 


    GPT-6 Astra+KiCad:设计推进中需要频繁人工决策,在架构选型、方案调整和部分电路设计之间反复。最终只形成了局部原理图,未能持续完成剩余电路、解决跨模块问题,也未能形成完整交付。


    PCBgen Harness+KiCad:人工介入只集中在少数关键工程原则上,例如接地与参考地的划分规则,以及多个可行方案之间的取舍偏好。确认这些原则后,PCBgen按芯片选型、方案规划和电路设计分阶段推进,完成主控、高精度采样和隔离通信等关键器件的选型,并落实到模块原理图与系统连接。


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    这正是Harness在复杂系统中的价值:结构化设计状态让近20个模块之间的接口与约束始终可追踪;阶段化门禁让每一步都建立在已验证的结果之上;人从“逐项指导模型”转变为“只做关键工程决策”。PCBgen同时处理采样、绝缘检测、供电和通信要求,把局部电路集成为一套完整、可交付的工业系统。


    通用大模型越来越强,PCBgen的价值在哪里?

    通用大模型越来越强,为什么还需要PCBgen Harness?



    三个案例中两组的底层模型都是GPT-6,给出的却是同一个答案-决定工程结果的,不只是模型,更是模型所处的工作框架:


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    同一个GPT-6,接入PCBgen Harness后更快、更省、更可靠,也能完成独立状态下完成不了的系统设计。模型越强,能做的判断越多;但查资料、算参数、跑检查、管版本这些确定性工作,不会因为模型变强就自动变得可靠、便宜。PCBgen Harness把器件知识、参数计算、设计检查和阶段交付要求组织为可复用的专业流程,让模型的每一次判断都能落实到经过验证的电路与PCB上。


    把确定性的工程要求沉淀到流程中,把需要判断和探索的空间留给模型。



    这也包括一个容易被忽略的问题:检查通过的是哪一版,最终交付的就应是哪一版。当器件、参数或连接发生变化,相关检查需要随之更新,避免用旧结果证明新设计。PCBgen将版本对应关系纳入交付管理-结构化设计状态保留了“改了什么、影响哪里、需要复查什么”的依据,使后续工作能够接着已有设计推进,而不是推倒重来。


    这种能力也延续到PCB物理实现。PCBgen的Layout Harness已对KiCad调用和布局布线过程进行编排,将原理图中的器件与网络关系带入PCB,并组织版图检查和迭代修改;两个阶段通过工程数据和检查反馈衔接,形成完整的设计主线:



    Spec→Schematic→Validation→Layout→Iteration




    让AI不只会生成电路,更懂工程



    随着基础模型能力增强,大模型将承担更多需求理解、方案判断和工具操作。PCBgen持续深化设计知识、工程约束和验证工具之间的联系:把知识用于设计,把检查落到结果,把反馈用于修改。


    从Spec→Schematic,到Layout Harness衔接的物理实现,PCBgen交付的不只是一份“生成出来的电路”,而是一份能够被检查、被修改、并附带对应验证记录的工程设计。


    我们希望把通用大模型的智能,与电子设计领域长期积累的知识、工具和工程方法真正连接起来。