第479章 五芯架构(2 / 2)

三十个人,五个小队,每队六人,整整齐齐。

曾祺自己没给自己安排位置,吕辰看了他一眼:“曾师兄,你呢?”

曾祺笑了笑:“我查缺补漏。哪个组遇到难题,我过去帮忙。方案衔接、接口定义、总线协议,我来盯着。”

吕辰心里赞了一声。这个安排,有水平。

分队完毕,众人各自找地方坐下。

吕辰带着第一小队的六个人,占了一张大绘图桌。

他拿出一个纸,开始细讲:“控制核心,是整个系统的大脑。它要做几件事:第一,取指令,从存储芯片里把微程序指令读出来。第二,译码,分析这条指令要干什么。第三,发控制信号,告诉运算核心、键盘、显示,该干活了。”

他拿起铅笔,在纸上画了一个简单的框图。

“内部架构,我打算用累加器结构。程序计数器、指令寄存器、累加器、状态寄存器、微程序控制器。微程序控制器是关键,它里面有一个控制存储器,放着咱们的微程序。开机就加载,一直运行。”

周建国举手:“吕工,微程序控制器怎么做?”

吕辰说:“用只读存储器阵列。把微程序固化在里面,一次写好,永远不变。这个可以用存储芯片的技术来做,但容量不需要太大,几十个字就够了。”

大张海问:“那咱们现在干什么?”

这一个组里就有两个张海,为了区分,分别在名字前面加上大小。

吕辰说:“先做逻辑设计。把控制核心拆成一个个模块:程序计数器、指令寄存器、累加器、算术逻辑单元、微程序控制器。每个模块,先看单元库里有没有现成的。有,直接用;没有,自己画版图。”

他顿了顿:“模块设计完了,拼起来,仿真。仿真过了,送流片。”

六个人点点头,开始翻单元库手册。

隔壁桌,第二小队的人围在一起,诸葛彪正对着运算核心的草图讲解:“运算核心,主要做算术逻辑运算。加法、减法、与、或、异或、移位。咱们翻翻单元库手册,用加法器、乘法器、逻辑门,拼成一个运算单元。”

陈晓问:“诸葛师兄,运算核心要不要有自己的寄存器?”

诸葛彪彪点点头:“要。至少四个通用寄存器,用来放操作数和中间结果。这个可以用触发器阵列做,单元库里有。”

他顿了顿:“加法器用全加器级联,八位加法器需要八个全加器。单元库里有FA型,直接用。寄存器用FD型触发器,也是现成的。咱们先把逻辑图画出来,然后过一遍。”

陈晓点点头,带着人开始画图。

诸葛彪站在旁边看了一会儿,确认他们上手了,才转身去下一组。

来到第三小队,小张海对着键盘输入管理的草图和其他队员们商量:“键盘输入管理这块,相对简单。主要功能是扫描键盘矩阵,检测哪个键按下了,产生中断信号,把键码发给控制核心。”

诸葛彪插话道:“小张海说的对,这玩意儿说白了就是矩阵扫描加编码。六十四个键,八乘八矩阵,行扫描,列检测。按下去,编码,发中断。”

郑强问:“诸葛师兄,中断怎么处理?”

诸葛彪说:“简单。按一下键,发一个脉冲。控制核心收到脉冲,就知道该读键码了。然后咱们把键码放到数据总线上,控制核心来取。”

正说着,曾祺拍了拍手,大声音强调了一下总线:“昆仑工程的总线协议是现成的。咱们这五块芯片,要完全遵循昆仑工程的标准,将来和昆仑机对接也方便。”

强调完,大家继续讨论。

第四小队那边,孙丽正带着人讨论显示驱动:“显示一行二十四个字符。每个字符,用七段数码管那种思路,但要有字符发生器,能显示字母和数字。”

她翻着资料,“这是红星二号的显示电路,可以参考。”

李娟问:“字符发生器怎么做?”

孙丽说:“用只读存储器。把每个字符的点阵存进去,给字符码,输出对应的段信号。容量不大,几十个字就够了。”

钱兰走过来看了一眼:“思路对。你们先把字符发生器的逻辑图画出来,存储单元用单元库里的ROM阵列。有问题随时找我。”

说完,她走到第五小队那边。

刘刚抬起头:“钱师姐,这个六管单元,咱们是自己画,还是用单元库里的?”

钱兰说:“单元库里有没有现成的?”

刘刚翻着手册:“有触发器阵列,但那是几位拼起来的,不是单个的存储单元。”

钱兰想了想:“那就自己画。六管单元是存储芯片的基础,画好了,后面的阵列就好办。”

她拿起笔,在草图上画了一个简单的结构。

“两个交叉耦合的反相器,存一位。两个门管,控制读写。再加两个管子做缓冲。一共六个管子。”

杨光看着草图:“这个画起来有点复杂。”

钱兰说:“但这是基础。单元设计得好不好,直接影响整个芯片的良率。咱们不着急出结果,先稳扎稳打。单元设计,仿真,优化,反复几遍,直到满意为止。”

刘刚点点头:“明白。”

傍晚的时候,吕辰从绘图桌前站起来,活动了一下脖子。

第一小队的逻辑设计,已经搭出了基本框架。

程序计数器、指令寄存器、累加器、状态寄存器,都有眉目了。

最难的是微程序控制器,控制存储器的设计,还需要再琢磨。

他走到窗边,点了一根烟。

窗外,夕阳把整个研究所染成金黄色。

主楼的灰墙在夕阳下泛着暖光,远处的烟囱冒着白烟。

诸葛彪凑过来,也点了一根烟。

“第一小队怎么样?”

“还行。”吕辰吐了一口烟,“控制核心的框架搭起来了,微程序控制器还得再想想。控制存储器用只读存储器阵列,这个思路对,但具体的微指令格式、控制信号的编码,还得细抠。”

诸葛彪点点头:“控制核心是最难的,全部都要从零设计。像键盘扫描,就是矩阵加编码,没什么难的,明天应该能把逻辑图画完。运算核心难一点,但也就是在HX-2A的基础上拓展。”

吕辰笑了笑:“你那儿简单,钱师姐那儿可不轻松。又要管显示,又要做存储芯片。”

诸葛彪看了一眼钱兰那边,她正趴在绘图桌上,跟第五小队的人讨论着什么,头发垂下来,遮住了半边脸。

“钱师姐心细。”诸葛彪说,“做备份是对的,万一存储组那边掉链子,咱们手里有底牌。”

吕辰点点头。

这时候,曾祺走过来,手里拿着一叠纸。

“吕辰、诸葛,昆仑工程的总线规范我复印好了。各组一份,接口设计都按这个来。”

诸葛彪接过翻了翻:“有昆仑工程在前面趟路,咱们省了不少事。”

曾祺点点头,看了一眼屋里那些还在忙碌的人。

“今天第一天,大家状态不错。”

吕辰点点头:“这批人,底子好,上手也挺快。”

曾祺笑了笑:“都是昆仑工程逼出来的,错不了。”

窗外的夕阳慢慢沉下去,天边泛起暗紫色。

屋里的人还在忙碌,图纸一张一张地画,单元库手册一页一页地翻。

五块芯片,三十个人,刚刚起步。