“TS Circuit 創始人 Sebe 與 Atopile 創始人 Matt 之間非常有意思的一段對話,討論了代碼如何重塑硬件設計及 AI 如何加速創新。非常值得完整的聽一遍,用中文重塑了對話,方便大家學習。”
以下是播客的詳細簡報文檔,回顧了主要主題和最重要的觀點/事實,并引用了原文:
主題:本播客節目探討了代碼在電子產品設計中的未來作用,重點關注如何通過軟件驅動的方法來加速硬件開發,并克服當前行業中的痛點。
主要討論者:
Sebe: TS Circuit 的創始人(“React for electronics”),專注于讓網絡開發者更容易使用 TypeScript 和 React 創建電子產品。
Matt: Atopile 的創始人(一個用代碼設計電路板的工具),前特斯拉工程師(Mega Pack 的熱控制固件、測試套件),機械/機電一體化/機器人/計算機科學背景。
主題與觀點:
現有電子產品設計工具的局限性與痛點:
“PDF 和 Wiki 之間的硬件團隊和編碼團隊之間的鴻溝”: Matt 在特斯拉工作時,作為固件工程師,主要通過 PDF 格式的系統圖和原理圖來了解硬件,這些文檔通常存儲在 Confluence 等地方。“我當時主要是做代碼的。我的意思是,我主要是一名軟件固件工程師。因此,即使通常當我想要調出一些東西,比如系統圖、原理圖,以弄清楚我的固件應該做什么時,我通常只能拿到 PDF。”這種工作流程效率低下,且容易出錯。
Altium 許可證限制: Altium 等傳統 ECAD 工具的許可證成本高昂,導致硬件團隊和軟件團隊之間存在信息壁壘。“這其中很大一部分原因就歸結于 Altium 許可證。”這限制了工程師對硬件設計的直接訪問和理解。
操作系統兼容性問題: 大多數機械 CAD 和 ECAD 工具僅支持 Windows,這給使用 macOS 等其他操作系統的工程師帶來了不便。“幾乎所有的機械 CAD 和 ECAD 都只支持 Windows,只有很少一部分能在 OSX 上運行,或者你得運行 parallels。”Matt 從 Windows 轉向 Mac 的個人經歷也印證了這一點。
封閉的數據表和信息共享: 許多芯片制造商要求簽署 NDA 才能獲取其芯片的數據表,這阻礙了創新和信息共享。“你會在電子產品中想到,即使是開放的數據表,比如‘嘿,我想買你的芯片’。顯然,他們會給我關于它的信息,但事實并非如此。如果你嘗試從一些大型制造商那里購買 BMS 芯片,你需要簽署 NDA 才能獲取數據表,以便嘗試使用該芯片并了解其功能。”Matt 對此表示困惑,認為這無助于銷售更多產品,并且在逆向工程面前意義不大。
2. 代碼在電子產品設計中的未來愿景(“Tony Stark”式開發):
加速創新和迭代: 播客的核心愿景是實現像電影中托尼·斯塔克那樣通過代碼快速設計和迭代電子產品。“托尼·斯塔克在他的工作室里,這引發了我們所有人的共鳴,伙計。這不僅僅是你和我,我知道對 Nion 和 Duncan 來說也是如此……在未來,我們應該能夠在幾天內設計出一輛汽車,一輛真正高質量的生產級汽車。”
“探索更多,更深入”: 通過代碼,工程師可以更有效地探索設計方案,嘗試更多“異想天開”的想法,這些在傳統流程下可能會被項目經理拒絕。“讓你更有效地探索,這樣你就可以做出更好版本的產品,或者更深入地嘗試今天你的項目經理會說你瘋了,我們不可能做六個月的研發項目,我們必須交付一些東西。”
從軟件開發的“精益”模式中學習: 硬件開發可以借鑒軟件開發的精益方法,減少對物理原型的高額投入,促進更早、更快的實驗。“在軟件中,我們有這種非常精益的心態,你可以以巨大的方式模擬一個業務……我認為軟件中的那種精益心態非常有成效。它讓人們能夠夢想。我認為通過將這些工具帶到硬件領域,我們不會看到更多的汽車。誰在乎汽車呢?我們有很多車。它將讓人們像我們在軟件中一樣夢想,但是在整個硬件領域。”
開放性和協作: 代碼作為硬件的描述方式將改變行業心態,促進開放生態系統和信息共享。“我認為描述硬件的代碼將改變這一點,因為它將改變行業的心態。當你擁有一個充滿活力的生態系統和共享價值時,突然之間,參與進來就變得有利可圖了。你不想成為那個坐在功勞簿上等待人們來找你的制造商,而人們卻在使用其他東西。”
3. 確定性生成設計(Deterministic Generative Design):
Matt 提出了“確定性生成設計”的概念,即給定相同的輸入,代碼將產生相同的輸出。這使得設計變得可測試、可驗證。“我將其視為確定性生成設計。你得到了生成設計,你在那里得到了這些邊界條件,它會在其中隨機創建一些東西。我將代碼視為電子產品的一個確定性中間步驟。這意味著如果你重新編譯相同的輸入,你就會得到相同的輸出,這意味著突然之間,它是可測試的,可驗證的,所有這些類型的東西。”
降低工程師負擔,提升質量: 這種方法可以減輕工程師創建高質量產品的負擔,使“最常走的路徑”成為高質量標準。“它極大地減輕了工程師創建高質量產品的負擔,所以你選擇最常走的路徑。”
4. 標準化和生態系統:
實際標準(De Facto Standard): 某些芯片(如 Raspberry Pi Pico、ESP32、STM32、Nordic NRF52 系列)由于其易用性和強大的社區支持,正在成為事實上的標準,尤其是在原型設計和低產量產品中。“現在,Raspberry Pi Pico 對我們和我們的一些用戶來說,實際上已經成為了一種事實上的標準,可以隨處使用。”
Arduino 生態系統的影響: Arduino 對許多芯片(包括 ESP32 和其他系列)的支持極大地簡化了固件開發,成為 Matt 在非生產項目中的首選。“我通常會說,我是一名固件工程師,但我不太喜歡編寫健壯的固件。我喜歡使用 Arduino。事實上,這是我設計任何非生產新品時最大的決定因素之一,我需要它簡單易用。所以它是 ESP32,我前面提到的 Raspberry Pi Pico、STM32 或 Nordic NRF52 系列,現在都支持 Arduino。我不太可能接觸任何不支持它的東西。”
Platformio: Matt 推薦使用 Platformio 作為 Arduino 工具集的替代品,因為它更強大。
5. 人工智能在電子產品設計中的應用:
AI 作為代碼生成工具: AI(如 ChatGPT、GitHub Copilot、Claude)可以作為代碼生成工具,加速設計過程。Sebie 提到 Duncan(來自 Jitex)的研究發現 Claude 在電路設計方面的表現非常出色。“Duncan from Jitex 做了一篇關于使用 AI 進行電路的巨大文章,他發現 Claude 基本上做得非常棒。”
AI 的局限性: Matt 認為 ChatGPT 在生成大型、高質量代碼方面仍有不足,但在小規模任務和作為初稿工具方面非常有用。“我通常發現,一旦你讓 ChatGPT 做一些更大的事情,它的質量就不如我預期的那么高,所以我需要重寫大部分結構,所以它最適合小規模任務。”
最重要的想法或事實:
電子產品設計的根本問題在于當前的工具和流程是基于 PDF 和封閉信息(如 Altium 許可證限制和數據表 NDA),這導致了效率低下和創新瓶頸。
代碼被視為克服這些限制的關鍵,能夠實現“Tony Stark”式的快速迭代和探索性設計。
“確定性生成設計”是核心概念,強調通過代碼實現可重復、可驗證的硬件設計。
開放生態系統和標準化的重要性,某些易于使用的芯片(如 Raspberry Pi Pico 和 ESP32)及其社區支持正在成為事實標準,推動了行業的變革。
AI(特別是 Claude)在生成電子產品代碼方面顯示出巨大潛力,但仍需進一步發展才能處理更復雜的任務。
總結:
播客描繪了一個令人興奮的未來,即通過將軟件開發的原則和工具(如代碼、開源、精益迭代、AI輔助)引入硬件設計,電子產品開發將變得更快、更開放、更具創新性。挑戰在于打破現有工具和商業模式(如封閉數據表)的束縛,建立一個更協作、更透明的行業生態系統。
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