用 GPT-6 Astra 做 USBRescue:不只是一块 PCB,更是一套可复用的工程规范

这次用 GPT-6 Astra 配合 KiCad 做 USBRescue,最让我惊喜的,不只是最后的板子设计,还有过程中逐渐积累起来的建库、原理图和 PCB 构建规范。

USBRescue 是一块用于远程控制 USB 连接的小板。目前的设计采用 54 × 48 mm 四层 PCB,可以分别控制目标端的电源与地连接,以及 USB 数据连接。从器件库、原理图,到 PCB 布局布线和 3D 预览,AI 都参与了实际工作。

板子的设计产出让我很满意。但如果只展示一张好看的 3D 图,反而容易忽略这次项目更有价值的部分:我们把许多原本依赖口头沟通和个人习惯的要求,变成了可以重复执行、检查和追溯的工程规则。

USBRescue 项目预览:器件库、工程规范、原理图、PCB 与真实 KiCad 3D 视图。

动图采用真实工程导出,不是 AI 生成的示意图。板级画面对应 9 月 14 日的设计快照;器件库画面是本次工作中积累的独立示例,不表示这些器件全部用于这块板。3D 画面也不是已打样实物。

器件库也是这次的重要产出

这次并不只是让 AI 从现成库里挑几个符号、接上连线。AI 还参与了原理图符号、PCB 封装和 3D 模型的建立与整理,以及它们和真实器件、采购型号之间的对应记录。

现在的建库规范,把内部料号、符号与封装实现版本、采购选项和修改记录分开管理,通过 XML 台账关联数据手册、模型和核验依据。一个封装不能因为“看起来差不多”就入库,一个 3D 模型也不能因为文件存在就算检查完成。

引脚映射、焊盘尺寸、极性、零度方向、模型配准都有明确要求。为了新器件修改相似封装时,也不能直接覆盖已经被其他器件使用的共享资产。哪些可以复用、哪些需要派生、哪些变化必须重新核验,都要留下依据。

这些要求让建库从一次性的画图,逐渐变成了一套能持续积累的工作方法。

把“画得规范”变成明确的要求

原理图也是一样。网格、字段排布、层次接口、局部电源域、差分网络命名,以及每一页的职责,都有对应约定。USBRescue 目前采用五页原理图,以架构页组织不同功能模块,而不是把所有内容堆在一张图上。

项目流程还区分了工程建立、原理图检查、PCB 检查和生产文件发布几个阶段。一次检查通过,只对当时的输入版本有效;设计、相关库实现或规则发生变化后,需要重新核验受影响的部分。

在这次实践中,我觉得 AI 在遵循明确规范方面表现非常优秀。要求越具体,检查依据越清楚,它就越容易在不同器件、图纸和修改批次之间保持一致。人工可以把更多精力放在设计意图和取舍上,而不是一遍遍重复说明基础要求。

但这里有一个前提:规范需要人参与建立和修正,检查本身也必须能反映真实问题。

走线细节,仍然需要人工介入

这并不是一次完全无人干预的设计。我在过程中直接调整过电路、布局和走线,也不断根据实际问题补充规则。AI 能很好地遵守已明确的要求,不等于它已经能稳定地做出工程师认可的每一段走线。

一个具体例子是 R10 到 Q1 的连接:它曾出现不必要的 0.20 → 0.15 → 0.20 mm 线宽变化,以及一小段折返。后来这条路径被整理为连续的 0.20 mm 走线。更重要的是,我们把这个问题变成了布线质量检查工具的回归案例,让后续检查能够识别类似情况。

其他调整还涉及重复或重叠的铜线、不合理的小折线、供电分支绕行,以及差分信号的真实通路。整条网络的铜线总长,并不能代替对实际信号路径的检查。

这也是本次项目的一个重要收获:发现问题后,不只修当前这块板,还把能明确表达的问题沉淀成规则和检查能力。但工具尚未覆盖的复杂绕行、实际铜形与整体取舍,仍然要靠人工看图和判断。

工程记录中,这一版已经做到 DRC 违规、未连接和原理图与 PCB 一致性错误均为零。不过,“零错误”不等于走线最优,更不等于信号完整性、制造和实板运行都已验证。生产输出、工厂确认、焊接和上电测试,仍是需要单独完成的后续阶段。

下一步,我想尝试两种方式

第一种,是让 AI 通过操作电脑的方式,直接使用 KiCad 的交互式布线工具,一边观察画面,一边调整局部路径。我认为这可能帮助它处理一些几何细节,但是否比现有方式更好,还需要实际比较,不能把“能操作界面”直接等同于“懂得好好布线”。

第二种,是提供经过人工审核、可以作为参考的模块布局与走线。例如 USB 接口、MCU 必要外围,或者稳压器与输入输出电容的局部电路。相比纯文字要求,一份合适的模块参考,可能更容易传达器件相对位置、走线方式和回流安排。

当然,参考不能机械照搬。器件、层叠、板型、周围铜形和约束发生变化后,仍然需要适配和重新检查。这两种方式目前都是我希望继续验证的方向,不是已经解决问题的结论。

板子之外,留下能继续用的东西

USBRescue 让我看到了 AI 原生硬件开发的实际价值:不仅能够推进一块板的设计,还能在人的参与下,把建库、画图、检查和交接的经验变成下一次项目可以继续使用的资产。

我的结论不是“AI 已经可以无人值守地完成硬件设计”,而是:GPT-6 Astra 已经能在明确、可检查的规范下承担大量实际工作。人工介入仍然重要,尤其是在规范还不能完整描述“什么才是好设计”的地方。