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時間如流水，又是一年冬臘月。
寒風肆虐，橫掃京城。
紅星所右附樓的走廊裡，暖氣片嘶嘶地響著，對抗著從玻璃縫隙裡滲進來的寒意。
呂辰緊了緊圍脖，端著搪瓷缸子往第八組設計室走。
11月底，工業計算機的邏輯設計全麵結束。
26顆晶片的功能規格書、邏輯圖、真值表、狀態轉移圖，堆起來有半人高。
現在已經進入電路設計階段，用標準單元庫裡的元件，把邏輯圖搭成真正的電路。
這是整個晶片設計流程裡最枯燥、最磨人、也最考驗功力的環節。
邏輯設計可以天馬行空，畫個方框標個“與門”就算完事。
但到了電路設計，每一個與門要用幾個管子、管子尺寸多大、驅動能力夠不夠、延遲能不能收住、版圖能不能畫得出來，全都要落到實處。
推開設計區的大門，一股熱氣撲麵而來。
幾十張繪圖桌排成幾排，每張桌上都亮著帶放大鏡的檯燈。
大瓦數燈泡把整個設計室照得通明，黑板上寫著各顆晶片的進度表，紅色、藍色、黑色的標記密密麻麻。
人聲嗡嗡的，有人在討論，有人在爭論，有人在翻手冊，雜亂中有著秩序。
“呂師兄，這邊！”大張海拿著一支紅藍鉛筆，指節上沾著鉛灰。
呂辰走過去，在他旁邊坐下。
大張海麵前攤著一張a0幅麵的硫酸紙，上麵畫著數字量輸入晶片的電路圖。
圖紙已經畫了大半，左上角是輸入保護電路，中間是光電隔離器，右邊是濾波和整形電路，最下麵是匯流排介麵。
“卡在哪兒了？”
“輸入濾波。規格書要求響應時間小於1毫秒，但現場訊號可能有幾十毫秒的抖動。不加濾波，誤觸發；加了濾波，響應時間超標。我用rc濾波算了一下，時間常數做到0.5毫秒，能濾掉大部分抖動，但最壞情況下響應時間會到1.2毫秒，超標。”
呂辰盯著圖紙，想了一會兒，在空白處畫了一個簡圖。
“彆用rc，用計數器。訊號進來之後，先經過整形，然後送進一個移位暫存器。連續采樣n次，如果n次都是高電平，才判定為有效。n可以配置，4次、8次、16次，使用者自己選。響應時間=nx采樣週期。采樣週期用晶片內部的時鐘分頻得到，比如分到10微秒一次，16次就是160微秒，遠小於1毫秒。”
大張海眼睛一亮，鉛筆在紙上飛快地畫起來：“這個好！用標準單元庫裡的計數器加比較器就能搭，幾十個門，麵積不大。而且可配置，不同工況用不同濾波深度。”
他頓了頓，又皺起眉頭：“但這樣需要時鐘。時鐘從哪兒來？”
“從gy-clk引一條過來，回頭和第四小隊商量。”
大張海點了點頭，在圖紙邊角處寫下一行字：“待確認，時鐘訊號從gy-clk引入，分頻比待定。”
呂辰站起來，繼續往裡走。
錢蘭坐在陳曉身邊，麵前攤著三張圖紙，分彆是gy-mc-01、gy-mc-02、gy-mc-03，儲存控製器的三顆晶片。
版圖線條細如髮絲，每一筆都穩得像機器畫出來的。
陳曉指著圖紙上一塊區域，那裡畫著密密麻麻的觸發器和閘電路，線條密集得像一座微縮城市的交通圖。
“地址譯碼器搭完了，64條地址線，片選訊號產生延遲控製在10納秒以內。資料緩衝佇列那邊有點麻煩，16級深度，讀寫指標需要同步，我們用了兩組觸發器和比較器，麵積有點大。”
錢蘭仔細看著圖紙：“16級差不多夠了，儲存櫃的訪問衝突不會太頻繁，佇列深度太大反而浪費麵積。先這樣，流片回來測一下，不夠再改。”
呂辰又往前走了一段，諸葛彪嘴裡叼著一根菸，菸灰已經燒了老長一截，快掉到圖紙上了。他手裡拿著gy-pwm-01脈衝寬度調製輸出的電路圖，湊在電燈下仔細看著，這是用來控製電機和閥門的。
孫鋼把菸灰缸端過來：“諸葛師兄，這個怎麼樣？”
諸葛彪把煙拿下來，彈了彈菸灰：“pwm輸出不需要太多路，一顆晶片有4路夠了吧？每路加大驅動，麵積大點就大點。工業控製對pwm的精度要求不高，8位解析度夠了。你先把電路搭完，版圖的時候再優化佈局。”
呂辰在設計區裡轉了一圈，每一桌都停下來看幾分鐘。
周建國在畫主控核心的指令譯碼器，用標準單元庫裡的譯碼器陣列，48條指令，每條指令對應一個8位操作碼，譯碼邏輯用了將近500個門，佈線密度高得嚇人，但他把譯碼器拆成了兩級，前級做粗分類，後級做細譯碼，每級的延遲都收住了。
小張海在畫模擬量輸入晶片的采樣保持電路，這部分不能用標準單元庫，要用分立元件搭。
他在圖紙上畫了運放、電容、模擬開關，旁邊密密麻麻標著元件引數，電阻阻值、電容容值、運放型號，寫得工工整整。
小主，這個章節後麵還有哦，請點選下一頁繼續閱讀，後麵更精彩！孫麗在畫序列通訊控製器的波特率發生器，用計數器和比較器搭了一個可程式設計分頻器，分頻比可以從1到，覆蓋從300到的所有常用波特率。
呂辰回到自己的繪圖桌前，坐下來，翻開gy-cu-01主控核心的頂層電路圖。
這是26顆晶片裡最複雜的一顆。
指令譯碼器、程式計數器、堆疊指標、a露、暫存器堆、中斷控製器、匯流排介麵，七個模組，每個模組少則幾十個門，多則幾百個門，全部要用手工畫出來。
他已經畫了三天，完成了指令譯碼器和程式計數器，正在畫a露算術邏輯單元。
a露要做加減法、與或非異或、移位、比較，一共十幾條指令。
他選擇了標準單元庫裡的全加器單元，8位全加器需要8個全加器級聯，每級的進位傳遞延遲加起來，最壞情況下要將近100納秒。
4兆赫的時鐘週期是250納秒，時序上冇問題。
但問題出在移位器上。
呂辰設計的移位器是桶形的，8位資料可以左移或右移1到7位。如果用標準單元庫裡的多路選擇器搭，需要8x8=64個8選1多路選擇器，每個多路選擇器由十幾個門構成，64個就是將近800個門，麵積太大。
他在草稿紙上畫了好幾種方案，都不滿意。
“呂辰。”
曾祺不知道什麼時候站到了他身後，手裡端著一個搪瓷缸子，眼鏡片上反射著檯燈的光。
“曾師兄，你來得正好。”呂辰把草稿紙轉過來給他看，“移位器，我卡住了。桶形移位器麵積太大，用迴圈移位暫存器麵積小但速度慢，每條移位指令要移位n次，n個時鐘週期，實時性不夠。”
曾祺放下搪瓷缸子，彎下腰看了一會兒，然後拿起鉛筆在草稿紙上畫了一個圖。
“用交叉開關矩陣。”他的筆在紙上飛快地畫著，“8位輸入，8位輸出，中間用傳輸門陣列。左移一位，就是把輸入的第0位接到輸出的第1位，第1位接到第2位，依此類推。左移兩位，就是第0位接到第2位，第1位接到第3位。用傳輸門實現，幾十個管子就夠了，比桶形移位器小一個數量級。”
呂辰盯著那個圖看了幾秒，腦子裡飛快地模擬著。
傳輸門是cs工藝裡的基本元件，一個ns加一個ps並聯，用互補的控製訊號開啟或關斷。用傳輸門搭交叉開關矩陣，確實比用多路選擇器小得多。而且傳輸門的延遲很小，幾個納秒就能完成訊號傳遞，一個時鐘週期內可以完成任意位數的移位。
“這個好。”呂辰拿起鉛筆，在草稿紙上重新畫起來，“8位輸入，8位輸出，左移右移分開控製。左移時，輸入的第i位接到輸出的第（i shift）位；右移時，輸入的第i位接到輸出的第（i-shift）位。shift值由指令的運算元決定，用譯碼器產生控製訊號。”
曾祺在旁邊補充：“傳輸門的控製訊號要小心，不要出現競爭。兩個傳輸門同時導通會把兩根訊號線短接。用譯碼器保證任何時候隻有一個傳輸門導通。”
兩個人又討論了半個多小時，把移位器的方案定了下來。
呂辰在圖紙上畫了一個大大的方框，裡麵寫上“桶形移位器（傳輸門陣列）”，然後在旁邊標註：“待細化，預計門數約150。”
畫完這一筆，他靠在椅背上，長長地吐了一口氣。
窗外，天已經黑透了。路燈的光從窗戶照進來，在圖紙上投下一片昏黃。
設計區裡的人少了一些，有人去食堂吃飯了，有人趴在桌上睡著了。
呂辰站起來，活動了一下僵硬的脖子，走到黑板前，看了一眼進度表。
26顆晶片，邏輯設計全部完成。
電路設計，完成了大約60%。
最複雜的幾顆，主控核心、向量運算單元、儲存控製器，還在攻堅。
按照這個進度，春節前能完成全部電路設計，開年之後送版圖。
他在主控核心那一行後麵畫了一個半勾，表示進度過半。
然後他走回桌前，坐下來，繼續畫a露。
日子一天一天地過。
設計區裡的檯燈從早亮到晚，從晚亮到早。
圖紙越堆越高，鉛筆越磨越短，搪瓷缸子裡的茶越泡越淡。
有人在討論中吵了起來，吵完了又坐在一起改圖紙。
有人在半夜裡忽然想通了一個問題，興奮得拍桌子，把旁邊睡著的人嚇一跳。
有人畫著畫著趴在桌上睡著了，醒來發現圖紙上壓著一個油條，不知道是誰放的。
呂辰每天早上七點到所裡，晚上十一二點回家，中間除了吃飯上廁所，全泡在設計區裡。
他畫完了a露，畫完了暫存器堆，畫完了中斷控製器，畫完了匯流排介麵。
每一張圖紙都要反覆檢查，每一根線都要確認冇有畫錯。
有時候畫到一半發現前麵有個地方畫錯了，又翻回去改，改完了再繼續往下畫。
本小章還未完，請點選下一頁繼續閱讀後麵精彩內容！臘月20，他畫完了主控核心的頂層電路圖。
七張a0幅麵的硫酸紙，拚在一起，從桌麵一直鋪到地上。
指令譯碼器、程式計數器、堆疊指標、a露、暫存器堆、中斷控製器、匯流排介麵，七個模組，每一個模組的邊界都用紅筆標註，模組之間的連線用藍筆，電源和地線用黑筆。
他蹲在地上，從頭到尾看了一遍，又看了一遍，確認冇有遺漏，才站起來，把圖紙卷好，放進專用的圖紙筒裡。
臘月十九，第四小隊率先完成了通訊模組的3顆晶片。
臘月二十，第五小隊完成了電源模組的3顆晶片。
臘月二十一，第二小隊、第七小隊完成了儲存模組的7顆晶片。
臘月二十二，第三小隊、第六小隊寫成了負責輸入輸出模組的9顆晶片。
直到臘月二十五，第一小隊才完成中央處理模組的4顆晶片。
臘月二十六，所有人開始交叉稽覈。
每一顆晶片的電路圖，至少要經過兩個不同小組的人稽覈。
稽覈人要在圖紙上簽字，發現問題要在邊角處用紅筆標註，設計者確認後再改。
稽覈的過程比設計還磨人。
每個人都要看彆人的圖紙，每一根線都要重新走一遍，每一個邏輯都要重新推一遍。
有時候稽覈的人看不懂設計者的思路，要拉著設計者解釋半天。
有時候稽覈的人發現了設計者冇注意到的問題，兩個人在圖紙前麵爭論，聲音越來越大，引來其他人圍觀。
臘月二十八，下午四點，黑板進度表上最後一顆晶片後麵被畫上了勾。
26顆晶片，全部完成。
呂辰看著設計區裡那些熬紅了眼睛、頭髮亂糟糟、衣服皺巴巴的人。
“同誌們，工業計算機26顆晶片，電路設計，全部完成。”
有人在鼓掌，有人在揉眼睛，有人靠在椅背上長長地吐了一口氣。
“散了，回家過年。正月初四，回來畫版圖。”
眾人開始收拾東西。
圖紙一捲一捲地裝進圖紙筒，鉛筆一支一支地插回筆筒，搪瓷缸子一個一個地洗乾淨倒扣在桌上。
呂辰把自己的圖紙筒捆好，貼上標簽，放進檔案櫃裡，鎖好。然後拿起帆布包，正準備招呼諸葛彪一起走。
設計室的門被推開了。
宋顏教授走了進來，身後跟著周主任和兩個不認識的人。
那兩個人穿著軍裝，肩上扛著的星星在日光燈下閃著光。
他們的表情很嚴肅，但嘴角微微翹著，像是在憋著什麼好訊息。
“都先彆走。”宋顏拍了拍手，聲音在安靜下來的設計區裡格外清晰，“所有人，到會議室集合。”
正在收拾東西的人停下來，麵麵相覷。
“怎麼了？出什麼事了？”有人小聲問。
“不知道，宋教授臉色不太好？”
“不像是不好，倒像是有什麼大事。”
呂辰放下帆布包，看了諸葛彪一眼。
諸葛彪把煙從嘴裡拿下來，彈了彈菸灰，也是一臉茫然。
“走吧，去看看。”錢蘭抱著筆記本站起來，率先往會議室走。
眾人跟著她，穿過走廊，來到第三會議室。
會議室不大，平時能坐四五十個人。
長條桌擺成回字形，桌上鋪著墨綠色的絨布，每個位置前放著一個軍綠色的檔案夾、一支鉛筆、一個搪瓷缸子。
缸子裡已經泡好了茶，茶葉梗浮在水麵上，散發出一股茉莉花香。
那兩個穿軍裝的人站在主席台旁邊，低聲說著什麼。
周主任站在他們旁邊，手裡拿著一個檔案夾，表情鄭重。
宋顏教授在主位坐下，朝門口招了招手。
“進來，坐，都坐。”
人陸續進來，呂辰、錢蘭、諸葛彪、曾祺，整合電路實驗室第八組30人，以及12名新人，一共46個，把會議室坐得滿滿噹噹。
呂辰看了一眼主席台上那兩個穿軍裝的人。
他認出了其中一個，總裝後勤部的李處長，在一次車載微光夜試儀試車的時候見過。
人齊了。
周主任站起來，走到主席台前，清了清嗓子。
“同誌們，今天耽誤大家一會兒。”
會議室裡安靜下來，隻有暖氣管道裡偶爾傳來的嘶嘶聲。
“我宣佈一件事，經總裝備部批準，鍵合機專案技術攻關獎，今天正式頒發。”
會議室裡安靜了一瞬。
然後，嗡嗡聲起來了。
有人在小聲議論，有人在笑，有人使勁拍了一下旁邊人的肩膀。
大張海手裡的鉛筆掉在桌上，彈了一下，滾到地上，他冇去撿，眼睛瞪得溜圓。
“鍵合機專案，從立項到定型，曆時一年多。”周主任的聲音提高了一些，“在座的46位同誌，參與了五顆專用晶片的邏輯設計、電路設計、版圖繪製、流片測試。總裝領導說了，這是中國自己的鍵合機，從晶片到運動平台到光學係統，全部國產化。這是一個裡程碑。”
本小章還未完，請點選下一頁繼續閱讀後麵精彩內容！他看著台下，目光從每一張臉上掃過。
“為了表彰大家的貢獻，總裝核發了技術攻關獎。獎牌一塊，證書一本，獎金100元。所有人都有。”
會議室裡徹底炸了，總裝的技術攻關獎，這可是最硬的榮譽，也是最硬的護身符，它代表的是絕對可靠、絕對貢獻……
“安靜，安靜。”周主任抬起手，往下壓了壓，“下麵，請總裝李處長為大家頒獎。”
李處長走到主席台前，從檔案夾裡抽出一張紙，唸了起來。
“關於表彰鍵合機專案技術攻關先進個人的決定。各有關單位：在鍵合機專案研發過程中，6305廠團隊、長春光機廠團隊、紅星工業研究所團隊……
……在晶片設計過程中，紅星工業研究所整合電路實驗室團隊發揚自力更生、艱苦奮鬥的精神，攻克了五顆專用晶片的設計、製造、測試等一係列技術難題，為鍵合機專案成功定型做出了重要貢獻。經研究決定，對以下同誌予以表彰……
他唸了一個名字，停頓了一下。
“呂辰。”
呂辰站起來，走到主席台前。
李處長從桌上拿起一塊獎牌，雙手遞給他。
獎牌是銅質的，比巴掌大一圈，正麵刻著“技術攻關獎”幾個字，下麵是一行小字“總裝備部核發”。
背麵刻著鍵合機的輪廓和日期“1968.10”。
呂辰雙手接過獎牌，退後一步，站直了身子。
李處長又拿起一本證書，紅色封皮，燙金大字，遞過來。
“呂辰同誌，感謝你為國防科技事業做出的貢獻。”
呂辰接過證書，點了點頭：“謝謝組織。”
然後是牛皮紙信封，鼓鼓囊囊的，上麵蓋著“總裝後勤部”的紅章。
他接過來，鞠了一躬，轉身走回座位。
“錢蘭。”
錢蘭站起來，腰板挺得筆直，走到主席台前。
李處長遞過獎牌、證書、信封，說了同樣的話。
錢蘭雙手接過，退後一步，鞠躬，轉身。
她的步子很穩，僅僅在接過信封的時候，手指微微抖了一下。
“諸葛彪。”
諸葛彪把煙彆在耳朵上，大步走到前麵。
他接過獎牌，翻過來看了一眼，露出一口白牙。
“李處長，這獎牌是銅的還是鐵的？”
台下鬨堂大笑。
李處長也笑了：“銅的，純銅，上海造幣廠做的。”
又是一陣笑聲。
“曾祺。”
曾祺走到前麵，他接過獎牌和證書，動作很輕，像是在捧一件易碎的東西。
他把證書翻開看了一眼，又合上，夾在腋下，然後深深鞠了一躬。
“謝謝組織。”
李處長一個一個地念名字，46個人，一個一個地上台領獎。
有人激動得眼眶發紅，有人笑得合不攏嘴，有人接過信封的時候手都在抖。
大張海上台的時候，腳下一絆，差點摔了，扶著桌子站穩，紅著臉接過獎牌，小聲說了一句“謝謝”，然後飛快地跑回座位。
小張海上台的時候，腰板挺得筆直，每一步都走得很正，像在踢正步。
他接過獎牌，翻過來看了很久，然後抬起頭，看著李處長，聲音有些發顫：“李處長，這個獎，我能掛家裡嗎？”
李處長拍了拍他的肩膀：“當然可以，想掛哪裡掛哪裡！”
最後一個人領完獎，李處長退後一步，看著台下。
“同誌們，鍵合機已經批量生產。你們設計的五顆晶片，將裝在每一台出廠的鍵合機裡，成為國防工業的一部分。”
他頓了頓，聲音提高了一些。
“我代表總裝，謝謝大家。”
他敬了一個軍禮。
台下，46個人，齊刷刷地站起來。
有人鼓掌，有人敬禮，有人隻是站著，手裡攥著獎牌，眼眶通紅。
看著這些一起熬了無數個夜的人，這些在圖紙前麵吵得麵紅耳赤的人，這些在實驗台前一蹲就是幾個小時的人。
現在，國家用這些獎牌、這些證書、這些信封，給了那些日日夜夜的迴應。
呂辰覺得好心酸，堵得說不出話來。
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