PCBWorld：一个基于引擎的PCB设计自动化基准测试环境

# 一个基于引擎接地的PCB设计自动化基准测试环境 来源：https://arxiv.org/html/2607.05915 ###### 摘要。PCB布线是将电路板上的网络通过铜迹线连接起来的任务，同时需严格遵守设计规则。然而，基于学习的方法仍落后于基于规则的布线器。我们推出了PCBWorld，这是一个基于 KiCad EDA 引擎构建的开源、引擎接地的 PCB 布线环境。如同人类工程师一样，PCBWorld 中的智能体通过引擎的原生操作交互式地布线电路板，并利用其设计规则检查（DRC）反馈确保布线符合设计规范。该环境支持强化学习策略和工具使用型大语言模型智能体。与这个环境一同发布的还有 PCBWorld-Bench，它提供三个以 KiCad 原生电路板格式（.kicad_pcb）呈现的数据集系列，涵盖两类可控合成实例以及 679 块真实开源电路板。它使用八项经引擎检查的评估指标对任何已完成的电路板进行评分，无论采用何种布线方法。在我们的实验中，PCBWorld 中的智能体始终优于网格动作强化学习策略和开环大语言模型基线。一个仅在合成电路板上训练的强化学习策略可零样本迁移到真实电路板，性能接近基于规则的布线器。这些结果表明，PCBWorld 这种引擎接地、交互式的方法为提升强化学习与大语言模型智能体的布线能力奠定了有前景的基础。主体型人工智能，PCB 布线基准测试，强化学习 ††版权：无 ††会议：KDD 主体型人工智能评估与可信度研讨会；2026 年 8 月 9–13 日，韩国济州岛## 1. 引言 印刷电路板（PCB）是安装并连接电子元器件的物理基板，构成几乎所有电子产品的支柱 (Coombs and Holden,2016 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib12); Khandpur,2006 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib30); IPC,2003 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib28))。将电路设计转化为可制造的电路板，核心环节是*布线*，即绘制铜迹线，连接每个网络的焊盘，同时在严格的设计规则下保持不同网络间的电气隔离 (Sherwani,1999 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib62))。随着现代电路板密度不断增加，在密集排列的迹线间无冲突地完成所有网络的布线变得日益困难。然而，工业界仍主要依赖于基于数十年启发式规则的传统布线器 (Freerouting Contributors,2026 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib16); Lee,1961 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib36); Linsker,1984 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib45))。它们能可靠地处理电路板上的常规部分，但很少能端到端地完成多样化、复杂的产品级电路板。为克服这一局限，基于学习的方法已被广泛研究，但与语言、视觉和游戏领域不同，这些方法甚至在性能上仍无法与基于规则的布线器相匹敌 (Mahjoub et al.,2025 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib48); Bonnet et al.,2024 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib6))。我们将这一局限归因于布线问题的建模方式。现有的强化学习形式化方法将布线建模为在离散网格上逐格移动，其搜索空间随网格尺寸急剧增长 (Bonnet et al.,2024 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib6); InstaDeep,2026 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib27); Mahjoub et al.,2025 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib48))，或将布线任务委托给自动布线器，仅将辅助性决策（如网络排序）留给智能体 (Zhou et al.,2023 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib74),2025 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib75); Liao et al.,2020a (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib41))。更新近的基于大语言模型的方法，则通过单次开环传递生成脚本或完整的电路板文件 (Wu et al.,2024 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib67); Blocklove et al.,2025 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib5); Zou et al.,2026 (https://arxiv.org/html/2607.05915#bib.bib76))；由于缺乏引擎反馈，它们难以满足严格的设计规则。唯一能够可靠地端到端完成产品级电路板的工作流程，仍然是人类工程师的工作方式。工程师既不会将整块电路板完全交给自动布线器，也不会完全手动绘制每一条迹线。相反，工程师反复读取当前电路板的几何结构，判断下一个连接可实际布放的路径，然后使用引擎的原生操作绘制该路径，这些操作会确保新绘制的迹线符合设计规则。