他用笑在芯片结构图上画了一个圈,圈住了一小块区域。
“这里是aLu,算术逻辑单元。所有的算术运算和逻辑运算都在这里完成。add指令的执行路径是:从寄存器取数→送aLu→加法器计算→结果存回寄存器。这条路径上的每一个环节,都有时序约束。时钟频率1o兆赫,每个时钟周期1oo纳秒。add指令要在一个周期内完成,所以从取数到存结果,全部要在1oo纳秒之内跑完。”
苏明华盯着纸上复杂的结构图,沉默了几秒。
“这些芯片,怎么装到板卡上?”
大张海敲了另一行命令,调出一张板卡的电路图,点击打印。
“芯片装在插座上,插座焊在板卡上,板卡通过金手指插到背板上。每颗芯片的电源引脚、地引脚、数据引脚、地址引脚、控制引脚,都要连接到对应的总线上。这些连接,在电路图里是一条条线,在板卡上是一根根铜箔。”
大张海讲了半小时,绘图机画完。
这张板卡图上,满是密密麻麻的线条和符号,比芯片结构图还要复杂。
他用笑在图上画了一条线,从一颗芯片的引脚出,穿过密密麻麻的元件,最终到达板卡边缘的金手指。
“这条线是数据总线的一条。它从芯片出来,一经过个缓冲器,然后分成三路,一路去内存芯片,一路去Io芯片,一路去金手指。走线的时候要注意长度匹配、间距、阻抗控制。线长了信号延迟大,间距小了有串扰,阻抗不匹配有反射。”
大张海转过身。
“芯片的‘现场课’,核心也是三点:第一,指令集是工程师和机器之间的约定,芯片是实现这个约定的硬件;第二,每一条指令在芯片内部都有对应的硬件逻辑,工程师不需要知道,但芯片设计师必须知道;第三,芯片装在板卡上,板卡插在机柜里,机柜连成系统,一层一层往上堆。”
他看着苏明华和孔宝祥。
“我们写微程序、跑现场的时候,心里要有一张图,这条指令在芯片里是怎么跑的,用了哪些逻辑门,花了多少时间。有了这张图,很多问题就不用猜了。”
从星河cad机房出来,天已经快黑了。
四个人站在机房门口,夕阳从西边的窗户斜射进来,把整条走廊染成一片金黄。
吕辰从兜里掏出烟,给大张海和孔宝祥各了一根,自己也点了一根。
“今天的三个课,你们也听了。苏明华讲产线,孔宝祥讲微程序,大张海讲芯片。三个人,三个领域,三种思维方式。”
他吸了一口烟,慢慢吐出来。
“你们回去之后,按这个方法,在各自的战队内部推广。大张海,你带着第一战队的人,到大张海那里学芯片;孔宝祥,你带着第二战队的人,到微程序设计室学微程序;苏明华,你带着第三战队的人,到产线上学现场。”
他顿了顿。
“所有人都要做笔记。每个人至少记满一个本子。不是记流水账,是记问题、记思路、记解决方案。每半个月,三个战队开一次碰头会,把各自遇到的问题、想到的办法拿出来交流。碰头会的内容,整理成《现场作战手册》,以后新来的人,拿着手册就能上手。”
三人点了点头,在本子上记了下来。
第二天一早,吕辰又带着大张海、孔宝祥、苏明华去了两个地方。
先去了宇文坤德的防静电车间。
车间里,板卡正在一批一批地测试。
宇文坤德蹲在一台测试台前面,手里拿着示波器的探头,眼睛盯着屏幕,一动不动。
吴国华带着人,正在一个一个的测试着各种元件。
吕辰走进去,没有打扰他们。
等宇文坤德把一组数据记完了,才开口。
“宇文工,我带他们来看看板卡集成。”
宇文坤德站起来,活动了一下有些僵硬的脖子。
他看见苏明华,点了点头。
“明华,你回来了?”
“回来了。”苏明华笑了笑。
宇文坤德没有多问,转身走到一排机柜前面,打开柜门,露出里面密密麻麻的板卡。
“板卡集成,就是把芯片、电阻、电容、连接器这些东西焊到板卡上,然后上电测试。每块板卡要跑24小时稳定性测试,没问题了才能出厂。”
他从柜子里抽出一块板卡,举起来让三个人看。
“这块是Io板,上面有8颗芯片插座、47颗电阻电容、2个连接器。每颗芯片都要逐颗按压确认,确保没有虚接。每个焊点都要用放大镜看,确保没有虚焊、连焊。”
大张海接过板卡,翻过来看背面。走线密密麻麻,但每一根都走得规规矩矩,没有飞线。
“板卡集成是质量控制的核心,一颗芯片没插好,一块板卡就废了。一块板卡废了,一个抽屉就停了。一个抽屉停了,一台机柜就可能趴窝。”