星河计划第四次全体会议结束后的第三天,一份密密麻麻印着五号字的《星河计划第二批技术攻关任务清单》就摆在了宋颜教授的办公桌上。
吕辰、钱兰等人,以及集成电路实验室各组组长围在桌旁。
“第二批技术攻关任务清单一共513条。”
宋颜点了一要烟:“咱们所负责牵头的有67个。落到咱们室就有35个,主要集中在芯片设计、体系架构、行业标准这几个方向。”
谢凯拿起这份厚厚的清单,上面密密麻麻的写着技术任务的相关指标:“我数了一下,昆仑工程配套芯片相关的任务有7个。专用计算机芯片5个。静态存储芯片3个。分布式辅助设计系统的通信标准和接口6个。还有计算机网络的预研课题4个。剩下的是材料、工艺、测试方面的支撑课题。”
宋颜揉了揉眉心:“你们知道这些课题里,最难的是哪个吗?”
“芯片设计相关的好说,这是咱们的本行。”第一组的组长道,“难的是那4个网络预研课题。”
吴国华看了一眼吕辰:“要我说,根子还是出在吕辰身上,你在会上提的那些通信协议的技术设想,给理论组增加了大麻烦,这不,反击就回来了。”
诸葛彪嘿嘿道:“陈教授下手是真狠,6个通信标准和接口还不够,计算机网络预研都给整了出来,真不愧是带金丝眼镜的。”
钱兰道:“吕辰提的对,如果计算机之间能互相说话,那就不只是算得快,是能一起算。这个方向,比单纯提高单机算力重要得多。”
吕辰有点不好意思,他给大家作了一个罗圈揖:“我只是提了一个大概的方向,具体怎么做,还得理论组和计算机所的人来定,谁知道陈教授就要给我们加担子,连累大家了,改天我请客,去第一食堂,给大家整一桌。”
“那你可以带好酒,我早听说,正阳门小酒馆的老板娘和你熟,她家十年的陈酿……”
“对对对,得何师傅出手。”
众人哈哈笑了起来。
闹了一会儿,柳工道:“显示控制芯片,第二版流片下午就能结束,还是六十套。”
宋颜教授道:“嗯,大家抓紧验证,如果没问题,下周就能送到计算机所。计算机所是追得太紧了,几乎一天一个电话,我实在受不了。”
钱兰道:“我们下午去验证室盯着。”
诸葛彪、吕辰、曾祺也跟着点头。
宋颜又交待了一些工作,大家才散去。
下午两点,吕辰推开验证室的门。
屋里已经到了好几个人。
钱兰趴在实验台上,对着一台示波器,手指按在探头夹子上。
诸葛彪站在她旁边,手里拿着一份测试报告,眉头拧成一个疙瘩。
曾祺坐在角落里,面前的桌上摊着一沓数据表格,铅笔夹在耳朵上,正在翻最后一页。
“怎么样?”吕辰走过去。
钱兰直起腰,把示波器上的波形调出来让他看:“六十套,功能完好的31套,良率51.7%。”
吕辰盯着屏幕上的波形,方方正正的脉冲,边缘整齐,但有几处的幅值明显偏低。
“问题出在哪儿?”他问。
钱兰从桌上拿起一块芯片,放在放大镜下:“扫描时序发生器,有大概四分之一的片子,帧同步信号偶尔会丢一个脉冲。不是每帧都丢,是跑一段时间才丢一次。复现很难,但确实存在。”
吕辰凑到放大镜前。
银灰色的陶瓷封装,表面印着“KL-XC01”的字样,引脚光亮。他用镊子轻轻拨了拨引脚,没发现异常。
“原因呢?”
诸葛彪把测试报告递过来:“我们怀疑是时钟分配网络的问题。扫描时序发生器需要32.768kHz的基准时钟,但芯片内部的时钟缓冲器驱动能力不够,带不动后面所有的负载。跑一会儿,温度上来,驱动能力下降,偶尔就丢一个脉冲。”
他指着报告上的一行数据:“同样的毛病,集中在同一批次的十五片里。其他的没问题,说明不是设计问题,是工艺波动导致的个体差异。”
钱兰拿起一块芯片,对着灯光看了看:“除了时钟分配网络,我怀疑时钟缓冲器的设计余量也有问题!”
吕辰想了想:“有道理,理论负载是8个门,实际我们留了12个门的余量。但工艺波动下来,有的片子只有9个门的驱动能力,刚好卡在边界上。”
“那就留16个门的余量。”诸葛彪说,“面积大一点没关系,但要保证最差的情况下也能跑。这是硬规矩,以后所有时钟相关的设计,驱动能力余量至少翻一倍。”
曾祺在本子上记了一笔,我这就去安排。
吕辰又道:“计算机所那边,机柜和显像管都准备好了,就差这芯片。”
钱兰把那块芯片放下:“31套能用的,全部送到计算机所。剩下的29套,留在这里,做失效分析。31套,够他们装31台验证机。但要说真正跑起来,还得等下一版改完。”
吕辰点点头:“好,让他们先跑起来,有问题再改。我们这边,争取年前把第三版的设计定下来,开年就送流片。”
钱兰看了一眼表,已经快四点了:“我把能用的芯片整理好,装箱。彪子,你写一份简要的测试报告,把问题和改进方案都写清楚。明天一早,我两送到计算机所。”
诸葛彪应了一声,转身去忙。
第二天一早,吕辰直接去了红星轧钢厂的老厂区。
自从老厂区的产线集体搬迁到铁路另一边的新厂区后,这一片红砖厂房就安静了下来。
高大的烟囱不再冒烟,偶尔一两个工人推着板车经过,车轮碾过碎石,发出沙沙的声响。
但走进那些车间和仓库,又是另一番景象。
原先各大车间,现在变成了各种实验基地,6305厂模拟线、热处理实验室、精密机床实验室、惊雷项目组的办公区、工业陶瓷试验基地……
吕辰从主路拐进一条小巷,在一排低矮的平房前面停下来。
这是老厂区边缘的一排仓库,原来是放备件的,现在被隔成了一个个小间,分给那些小型课题当办公室和实验室。
吕辰推开其中一间的门。
一股机油味和烟味扑面而来。
屋里摆着两张绘图桌拼成的大桌子,桌上摊着图纸、测试数据、几个拆开的电机和齿轮箱。
靠墙的架子上放着各种零件,弹簧、螺栓、齿轮、轴承,分门别类装在小盒子里。
墙角堆着几块铸铁平板,上面架着电机和减速箱,旁边连着一台示波器和一个稳压电源。
七个人围在桌子旁边。
雷应元站在最前面,手里拿着一支铅笔,正在一张草图上画着什么。
毛建华坐在他旁边,翻着一本笔记本,眉头紧锁。
邹明和王磊蹲在墙角,对着一台拆开的电机,一个拿着万用表,一个拿着螺丝刀。
赵大江站在实验台前,盯着示波器上的波形,一动不动。
小王和小张在角落里,正在给大家泡茶。
听见门响,所有人都抬起头。
“吕师兄。”雷应元放下铅笔,站起来。
吕辰走进去:“怎么样?遇到麻烦了?”
雷应元说:“吕师兄,我们自己能解决。就是……可能需要多一点时间。”
吕辰拉了一把椅子坐下:“我既然来了,就别藏着掖着了。一个一个说,什么问题。”
沉默了几秒,毛建华第一个开口:“吕老师,扭矩控制的问题。”
他把笔记本翻到某一页,递过来:“我们用的是电流检测法。电机电流越大,扭矩越大。理论上,设定一个电流阈值,到了就断电,螺栓就拧紧了。”
吕辰接过笔记本,看了一眼上面的数据。
“但测试的时候发现,同样的稳压电源、同样一个螺栓,连续拧五次,每次的感觉都不一样。”毛建华的声音里带着困惑,“有时候拧到一半就停了,有时候螺栓头都拧花了还没停。电流阈值怎么调都不准。”
吕辰把笔记本放下,拿起桌上一个电机,翻来覆去看了两眼。
银灰色的外壳,上面贴着一个手写的标签,标着型号和参数。
“你们测过电机在不同温度下的电流吗?”
几个人愣了一下。
雷应元先反应过来:“师兄你的意思是……电机发热?”
“对。”吕辰把电机放下,“连续拧五次,电机温度在上升。冷态和热态,绕组电阻不一样,电流也不一样。你们用恒定的电流阈值去判断扭矩,当然不准。”
他拿起铅笔,在纸上画了两条曲线。
一条是温度上升的,一条是电流下降的。
“这是电机温度-电流-扭矩的关系图。温度升高,电阻增大,同样电压下电流减小。但你们需要的扭矩是恒定的,所以电流阈值必须随温度变化。”
他转过身,看着毛建华。
“两个方案。第一,用热敏电阻贴在电机上,实时监测温度,查表修正电流阈值。这个方案精确,但多一个零件,多一条线,可靠性会下降。”
他顿了顿,又看向邹明和王磊:“第二,不用电流法,改用机械式扭矩离合。邹明,你们的齿轮箱里能不能加一个弹簧压紧的摩擦片?扭矩到了,摩擦片打滑,电机空转。这是纯机械的方案,简单,可靠。”
邹明蹲在地上想了想,站起来走到桌前,拿起一张齿轮箱的装配图看了半天。
“能。”他指着图上的一个位置,“这里,输出轴和齿轮之间,可以加一个摩擦片。用弹簧压紧,扭矩超过设定值就打滑。弹簧的刚度要算准,不然要么打滑太早,要么打滑太晚。”
吕辰点点头:“那就去算。算完了做实验,弹簧换三到五个规格,找到最合适的。记录下来,以后这就是经验公式。”