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第540章 设计进行时(2 / 2)

正说着,走廊里传来一阵急促的脚步声。

诸葛彪推门进来,手里端着一个搪瓷缸子,嘴里叼着一根烟,头发乱得像鸡窝。

“你们也这么早?”他把搪瓷缸子往桌上一墩,表情严肃。

“10条I/O读写指令,数字量输入/输出芯片,8路输入、8路输出,光电隔离,响应时间1毫秒,这些都好办。但指令集里那个INS和OUTS,要连续读写一串数据。在芯片上怎么实现?是加DMA控制器,还是让主控核心一条一条搬?”

“一条一条搬太慢。”吕辰摇了摇头,“工业控制虽然不在乎那几微秒,但连续I/O的时候,如果每次都打断主控,整个系统的实时性就完了。我倾向于在I/O芯片内部加一个小状态机,支持自动地址递增和块传输。主控核心只需要发一条指令,剩下的活儿由芯片自己干。”

钱兰点头:“这个思路可行,状态机不复杂,几十个门就能搞定。而且以后升级也方便,换个状态机就行,不用改主控。”

诸葛彪想了想:“我试试,I/O芯片加快传输状态机,希望能行。”

正说着,曾祺也推门进来了。

他手里拿着厚厚一沓图纸,往桌上一放,图纸的边角都已经卷了,上面密密麻麻画满了门电路符号和连线。

他拉过一把椅子坐下:“我昨晚过了一遍板卡,发现一个问题,主控核心有40条硬件指令,指令译码器的逻辑至少需要七八百个门。放在五微米工艺下,面积倒是不大,但关键是指令译码的延迟。我算了一下,最坏情况下,译码路径要经过四五个门级,加上布线延迟,怕是会超过时钟周期。”

诸葛彪想了想:“把指令译码器拆成两级流水。第一级做指令预取和粗分类,第二级做详细译码。这样每级的延迟都能收住,而且第一级可以提前预取下一条指令,减少流水线停顿。”

钱兰拿起铅笔,在图纸上画了一个两级流水线的示意图,看了一会儿,点了点头:“应该可行,但这样控制器的状态机要改,从原来的五状态变成七状态。”

吕辰拍板:“改,七状态能守住时序就行。咱们不求最快,但求最稳。生产线上的计算机,不能动不动就死机。”

四个人围着桌子,一张图纸一张图纸地翻,一个问题一个问题地过。

窗外的太阳慢慢升起来,阳光从窗户照进来,照在那堆密密麻麻的图纸上,照在四个人熬得发红的眼睛上。

不知不觉,已经九点多了。

办公室的门又被敲响了。

大张海端着一保温桶豆浆,提着一兜油条进来:“你们还没吃早饭吧?我从食堂带的,先吃了再做。”

诸葛彪这倒了一碗豆浆,端着就灌了一大口,烫得嘶了一声。

“诸葛师兄,慢点,烫。”大张海嘿嘿笑了两声,转身跑了。

四个人就着豆浆油条,边吃边继续讨论。

这一天,只是接下来两个多月里最普通的一天。

接下来的日子,整个集成电路实验室第八组,加上自动化控制中心抽调过来的十几个人,全部陷入了没日没夜的逻辑设计攻坚战。

吕辰的办公室成了“作战指挥部”。

桌上、地上、椅子上,到处堆着图纸,有的是手绘的逻辑图,硫酸纸,墨线描得密密麻麻。

有的是打印的版图草稿,边角处用红蓝铅笔标注着修改意见。

还有的是从档案室借出来的旧电路图,纸张已经发黄,边角卷曲,但上面的每一个继电器、每一条连线,都可能是新芯片的逻辑来源。

每天早上,吕辰到办公室的第一件事,就是烧一壶开水,泡一缸浓茶,然后坐下来,开始翻图纸。

一看就是一上午。

有时候盯着一个模块看上两个小时,铅笔在纸上画了又擦、擦了又画,最后发现最初的设计就是对的,又原样画回去。

有时候翻着翻着,忽然发现一个隐藏的bug,兴奋得站起来拍桌子。

中午去食堂吃饭,端着饭碗还在想问题,走到桌边才发现碗里已经空了,不记得自己吃没吃过。

下午继续看图、画图、讨论、推翻、重来。

晚上别人下班了,他们还在办公室里熬。

一盏台灯、一缸浓茶、一包烟,能撑到半夜。

有时候困得不行了,就趴在桌上眯一会儿,醒来接着干。

这天晚上,又熬到半夜,每个人都是差不多的状态,眼睛发红、头发凌乱、衣服皱巴巴的。

吕辰去食堂煮了一锅新鲜玉米,提到设计室里发。

诸葛彪一边啃着一边说:“数字量输出芯片的驱动电路,我们重新画了一遍,从24V输出改成开漏输出,外接上拉电阻。这样用户可以根据负载自己选电阻值,灵活性大多了。”

钱兰剥了一颗玉米,皱着眉头:“开漏输出是好,但上升沿时间会变长。高速开关的时候,波形会变形。”

“工业控制不需要高速。”诸葛彪啃了一口,“一个继电器动作要几十毫秒,你那几微秒的上升沿,谁在乎?”

钱兰想了想,点了点头,没再说什么。

周建国把啃完的玉米棒子丢进垃圾桶,从兜里掏出一张皱巴巴的图纸,展开铺在桌上。

“今天遇到一个麻烦。那个8位比较器,我用标准单元库里的异或门搭了,仿真没问题。但版图的时候发现,8位并行比较,走线要交叉,布线密度太高。能不能改成串行比较?用一个异或门,逐位比,8个周期出结果。”

“不行。”吕辰摇头,“毕竟指令是单周期执行的,改成串行,指令流水线就断了。宁可面积大一点,也要并行。”

他拿起一个玉米,掰了一半递给周建国:“把8个异或门排成一排,数据总线从上面走,结果总线从不会交叉。”

周建国接过玉米,点了点头:“行,明天我重新画版图。”

日子一天一天地过,墙上的挂历一页一页地撕。

九月中旬,雨水已经正式在厂医院独立值班了。

每周五天在医院,周五去李一针那里跟诊,忙得脚不沾地,但每次回家都是笑呵呵的,说周医生夸她进步快,说工人师傅们对她很客气。

吕辰却很少能赶上晚饭了。

有时候娄晓娥把饭菜热了三遍,他才推着自行车回来,满脸疲惫,简单吃两口,洗个澡,倒头就睡。

有时候干脆不回来,在所里的办公室凑合一宿。

这天晚上,吕辰难得早回来了一次。

推开院门的时候,天已经黑透了。

堂屋的灯亮着,一家人正围坐在八仙桌前吃晚饭。

雨水眼睛一亮:“表哥!你今天怎么这么早?”

“卡住了一个地方,想不通,回来换换脑子。”吕辰把帆布包挂在门后,洗了手,在娄晓娥旁边坐下。

娄晓娥给他盛了一碗饭,夹了一块红烧肉放在他碗里,什么也没说。

他一边吃着,一边想着,家人的欢声笑语,竟然让他脑子里那个卡住的问题忽然有了一丝松动。

他放下茶杯,站起来,拿起挂在门后的帆布包。

“我想通了,回所里一趟。”

娄晓娥没有拦他,只是说:“带两个馒头,别饿着。”

“好。”

吕辰推着自行车,消失在巷口的夜色里。

日子就是这样。

有人在前面冲,有人在后面守。

冲的人不觉得苦,守的人不觉得冤。

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