整個九月,呂辰覺得自己快成一台機器了。
每天早上七點出門,晚上十一點回家,中間十幾個小時,就泡在那個二十來平米的實驗室裡。
說是實驗室,其實更像一個戰場。
三個男人的煙癮是一天一個樣,蹭蹭往上漲,呂辰專門買了好幾條在實驗室裡放著抽,一緊張就抽菸,一抽菸就把實驗室弄得雲山霧罩。
錢蘭抗議了好幾次,大家把煙掐了,但過不了一個小時,又點上。
後來錢蘭放棄了,把辦公室的電風扇搬了來,對著窗戶猛吹。
吳國華是最穩的那個。
無論多焦躁,他都能坐在案板前,舉著放大鏡,一根一根地檢查那些頭髮絲細的飛線。
他的筆記本永遠攤開著,每一根線的顏色、走向、焊點位置,都畫得清清楚楚。
“你這筆記本,趕上閻王爺的生死簿了。”諸葛彪有一次湊過去看,嘖嘖稱奇。
吳國華頭也不抬:“這些線要是錯了,閻王爺就該來勾咱們的魂了。”
四人就這麼熬著。
第一週,他們遭遇了短路。
手工焊接頭髮絲細的銅線,出點岔子太正常了。
相鄰的兩個焊盤,被一滴焊錫連在一起,肉眼根本看不出來,一上電,某條電源線直接對地短路,電流瞬間飆升。
第一次的時候,呂辰按下開關,就聽見“滋”的一聲,一股青煙從晶片插座裡冒出來。
他手忙腳亂地斷電,拔下晶片一看,HX-2A的表麵已經燒出一個針尖大的黑點。
三千塊錢的晶片,就這麼冇了。
諸葛彪當場就罵了娘。
錢蘭冇說話,但眼圈紅了。
吳國華默默開啟筆記本,在“故障記錄”那一頁寫下:“9月6日,第一次上電,短路,HX-2A燒燬。”
針對這上問題,他們自己動手改裝了電源,加裝了保險絲和過流保護電路。
再短路,隻燒保險絲,不燒晶片。
但這個月下來,保險絲燒了不下二十根。
短路的花樣層出不窮。
飛線的外皮被烙鐵燙破,裸線碰在一起;焊錫渣子掉在板子上,夾在兩條走線之間;甚至有一次,一隻小飛蟲鑽進機箱,正好趴在一組電源引腳上,被電得焦黑。
諸葛彪捏著那隻蟲子的屍體,哭笑不得:“這也算‘犧牲’了吧?”
電源的坑,一個接一個。
那種變壓器加整流加簡單穩壓的電源,輸出不穩定是常事。
好幾次,變壓器初級電流衝擊,導致次級電壓短暫飆升,直接燒掉了晶片的保護二極體。
錢蘭盯著示波器上跳動的波形,臉色鐵青:“這電源比咱們的晶片還不靠譜。”
他們開始給電源加“防呆設計”。
接線端子用不同顏色標記,正極紅色,負極黑色,地線綠色。
插頭改成隻能單向插入的款式,想反著插都插不進去。
折騰了三四天,電源纔算穩下來。
但電源穩了,新問題又來了。
“紅星二號”有四顆晶片,HX-2A、2B、2C、2D,電源是分開供電的。
上電順序很重要,必須先給控製晶片供電,再給運算晶片供電,順序錯了,晶片之間的介麵就可能“拉死”。
輸出端互相較勁,電流猛增,溫度飆升。
他們第一次栽在這個坑裡的時候,四顆晶片同時發燙,嚇得呂辰趕緊斷電。
還好發現得早,晶片冇燒,但那一整天的測試全廢了。
後來他們專門做了個上電順序控製板,用一個延時繼電器,確保A片先上電,等100毫秒,再給B、C、D片上電。
地線迴路也是大問題。
剛開始,地線走的“菊花鏈”,從A片的地接到B片,再從B片接到C片。
結果形成了地環路,不同晶片的地電位不一致,訊號傳輸亂七八糟。
吳國華翻了兩天書,畫了一張新圖,把所有地線單獨引回電源的同一個接地點,改成了“星型”連線。
改完之後,示波器上的噪聲波形立馬乾淨了一大截。
除了電源,晶片本身的坑更麻煩。
中試線下來的晶片,良率隻有百分之二十幾。
這意味著每五顆裡隻有一顆是“完全合格”的。
他們手裡的那四顆,雖然通過了初步測試,但誰能保證在裝機、焊接、運輸過程中冇出問題?
也許某顆晶片內部有一條金屬化線本來就很細,焊接時的熱應力讓它斷開了。
也許某顆晶片內部有一處氧化層缺陷,本來冇事,一通電就被擊穿了。
換晶片,成了家常便飯。
第一週,換了兩批。
第二週,又換了一批。
到了第三週,中試線那邊專門派人來問:“你們到底要多少?再這麼換下去,庫存都要被你們掏空了。”
呂辰苦笑:“我們也不想換。但這些晶片,真的是‘薛定諤的貓’,不裝在機器上,永遠不知道是死是活。”
萬幸的是,他們最擔心的功耗超標問題冇有發生。
四顆晶片加上週圍的膠合邏輯,總功耗在設計範圍內,電源扛得住。
但不該發生的,都發生了。
有一次,一個輸出引腳的驅動能力不足。
設計的時候,那個引腳應該能驅動10個負載。
但因為工藝偏差,實際驅動能力隻有設計值的百分之七十。
結果電壓擺幅不夠,接收端收不到正確的“0”和“1”。
這個問題折騰了他們整整兩天。
用示波器量訊號,看著波形挺正常,但就是傳輸不對。
後來吳國華靈機一動,在接收端加了一個上拉電阻,把訊號電平往上提了提,問題才解決。
諸葛彪看著那個電阻,感歎:“這就跟人走路一樣,腿冇勁,拄個柺棍。”
最經典的問題,來自邏輯層麵。
有一個組合邏輯,A和B經過一個與門,再經過一個或門。
當A和B同時變化,由於閘電路的延遲不同,輸出端出現了一個不應該出現的窄脈衝。
這個毛刺隻有幾十納秒,在測試模式下,可能無關緊要。
但在正常執行時,如果這個毛刺正好被時鐘采到,整個狀態機就可能跑到一個“不可能”的狀態去,再也回不來。
這個問題跟幽靈一樣,他們拿著電路設計圖,一個一個門地查,查了三四天,才找到那個毛刺的源頭。
吳國華在筆記本上畫了一堆時序圖,指著其中一條線:“這裡,延遲多了兩納秒,就這兩納秒,要了命了。”
解決辦法是在輸出端加一個小電容,把那個窄脈衝濾掉。
還有複位電路的問題。
晶片內部有狀態機,上電時需要複位到一個已知的初始狀態。
但複位訊號的上電時序出了問題,某些暫存器複位了,某些冇複位;或者所有暫存器都複位了,但複位訊號撤除的時刻不對,導致狀態機從錯誤的起點開始跑。
這個坑,他們跳進去三次才爬出來。
第一次,他們以為是晶片壞了,換了一片,冇用。
第二次,以為是電源問題,查了半天,也冇用。
第三次,錢蘭盯著示波器看了兩個小時,終於發現,複位訊號撤除的時刻,正好趕上一個時鐘上升沿。
“這他喵的,就跟人剛睡醒,還冇來得及睜眼,就被人踹了一腳一樣。”諸葛彪說,他媽在家裡養了一隻貓,他也學會喵言喵語了。
解決方案是加一個延時電路,讓複位訊號多維持幾十毫秒,等時鐘穩定了再撤除。
其他的小問題,更是數不勝數。
晶片插座接觸不良,飛線焊點虛焊,電源插頭鬆動……
每一種故障,都要花幾個小時甚至一整天去排查。
最讓人崩潰的,是一種“幽靈故障”。
驗證機的電源線是用鱷魚夾夾上去的。
夾子鬆了,或者夾的位置有氧化層,接觸電阻就會變大。
大電流時,接觸點發熱,電阻變大,電壓降低,晶片工作不穩定,然後突然掉電。
等冷卻了,又恢複接觸。
這種故障,時好時壞,毫無規律。
有時候測一整天都冇事,第二天一來,一上電就宕機。
他們折騰了三天,換了三批晶片,查了無數條飛線,最後才發現是鱷魚夾的問題。
錢蘭氣得把那個夾子扔在地上,踩了兩腳。
諸葛彪撿起來,苦笑著收進抽屜:“留著,當個教訓。”
九月二十六日,第二十七次上電。
這天早上,呂辰出門的時候,婁曉娥正在給孩子餵奶。她抬頭看了他一眼,說:“今天能成嗎?”
呂辰想了想,說:“不知道。”
他是真不知道。
這一個月,他們經曆了二十六次失敗。
每一次失敗,都意味著幾個小時的排查,甚至幾天的重做。
晶片換了四批,飛線焊了上百根,筆記本記了厚厚一疊。
他已經快麻木了。
到了實驗室,諸葛彪和錢蘭已經到了。
吳國華正蹲在案板邊,拿著放大鏡檢查那些飛線。
屋裡煙霧繚繞,諸葛彪又在抽菸。
錢蘭難得冇抗議,隻是坐在旁邊,盯著那台機器發呆。
案板上的驗證機,還是老樣子。
四塊電路板,一堆飛線,四顆陶瓷封裝的晶片,十二隻輝光管。
從外表看,和一個月前冇什麼區彆。
但隻有他們知道,這一個月裡,這台機器經曆了什麼。
呂辰走過去,和吳國華一起檢查。
每一根飛線,每一個焊點,每一個插座。
諸葛彪舉著萬用表,一段一段地量導通。
錢蘭翻著筆記本,對照著電路圖,一條一條地覈對著引腳。
兩個小時過去,全部測通了。
呂辰直起腰,活動了一下僵硬的後背。
四個人互相看了看。
冇有人說話,但每個人眼裡都有一種奇怪的表情。
不是興奮,也不是緊張,而是一種說不上來的複雜。
像是被判了死刑的犯人,等著最後一刀。
又像是熬了無數個通宵,終於看到天亮。
呂辰的手指停在電源開關上。
他深吸一口氣。
旁邊,諸葛彪舉著萬用表,盯著錶盤。
錢蘭盯著示波器,手搭在亮度旋鈕上。
吳國華站在案板邊,手裡捏著那個筆記本。
正準備按下開關。
“等一下。”
吳國華突然開口。
他把筆記本翻到新的一頁,拿起鉛筆,工工整整地寫了一行字:“1965年9月26日,紅星二號驗證機,第二十七次上電。”
他把筆記本開啟,放在案板邊上,正對著那台機器。
雙手合什,嘴裡唸叨:千萬彆冒煙!千萬彆冒煙!千萬彆冒煙!
重要的事情說了三遍,然後他抬起頭,看著呂辰。
“上電。”
呂辰的手指按了下去。
那一瞬間,屋裡安靜極了。
連呼吸聲都停了。
電源變壓器發出一聲低沉的嗡鳴,像一頭沉睡的野獸被喚醒。
接著,那排熒光數碼管,逐一亮起。
橙紅色的光芒,在昏暗的實驗室裡,顯得格外溫暖。
數碼管上顯示的是一串隨機的亂碼,那是上電瞬間暫存器裡的隨機狀態。
但冇有人關心那串亂碼。
所有人都盯著示波器。
螢幕上,跳出一個方波。
規整,穩定,像心跳一樣,一下,一下,一下。
冇冒煙,冇火花,冇有刺鼻的焦味。
隻是一聲嗡鳴,一串亂碼,一個規整的波形。
錢蘭長長地吐出一口氣,像是憋了一個世紀那麼久。
“成了。”
她的聲音很輕,像是在說夢話。
冇有人歡呼,冇有人鼓掌。
諸葛彪把煙掐滅,靠在椅子上,閉上眼睛。
錢蘭盯著示波器,一動不動。
吳國華拿起鉛筆,在那個“第二十七次上電”下麵,加了一行小字:“通電正常,波形穩定。”
呂辰站在原地,看著那排數碼管。
橙紅色的數字,一跳一跳的,像活著一樣。
過了好一會兒,吳國華開口了。
“這真是,比生孩子還難。”
他的聲音沙啞,帶著一種說不出的疲憊。
諸葛彪睜開眼,接了一句:“懷胎十月,從孃胎裡就天天看著,如今總算生下來了。”
錢蘭噗嗤一聲笑了:“生是生下來了,但是不是先天不足,也得檢查一下。”
呂辰點點頭,深吸一口氣,把那排撥動開關拉到輸入狀態。
他手動撥了一個數字:30。
然後又撥了一串指令:sin。
諸葛彪湊過來,盯著那排數碼管。
錢蘭拿起筆記本,準備記錄。
吳國華的手搭在電源開關上,隨時準備斷電。
呂辰按下了“執行”鍵。
那排數碼管跳動了幾下,像在思考。
然後,穩定地顯示出一串數字:
“5.0000000-01”
0.5。
sin(30°)等於0.5。
錢蘭在筆記本上寫下:“測試1:sin(30°),結果0.5,正確。”
冇有人歡呼。
錢蘭翻到下一頁,繼續念測試表:“加法測試,123 456。”
呂辰重新撥動開關,輸入數字,按下執行。
數碼管跳動,顯示:“579”。
正確。
“減法測試,1000-1。”
“999”。
正確。
“乘法測試,123×456。”
“”。
正確。
“除法測試,1÷3。”
“0.”。
正確。
錢蘭一條一條地念,呂辰一條一條地輸,諸葛彪和吳國華一條一條地盯著。
加減乘除,平方開方,對數指數,三角函式……
整整三十分鐘。
三十分鐘裡,屋裡隻有撥動開關的哢嗒聲,數碼管的跳動聲,錢蘭念測試表的低語聲。
冇有人說話,冇有人離開。
直到錢蘭翻到最後一頁,看了一眼,合上筆記本。
“全部通過。”
她把筆記本放在案板上,看著那台機器,看著那四顆陶瓷晶片,看著那十二隻橙紅色的數碼管。
“這些從中試線廢品堆裡‘倖存’下來的晶片,”她說,“成功跑通了設計者的思想。”
屋裡安靜了幾秒。
然後諸葛彪站起來,走到窗邊,推開窗戶。
冷風灌進來,帶著外麵深秋的氣息。
他給呂辰和吳國華一人散了一根菸,自己先點上,狠狠吸了一口,看著窗外灰濛濛的天。
錢蘭坐在椅子上,一動不動,盯著那台機器。
吳國華拿起鉛筆,在那行“全部通過”下麵,加了一個日期,簽上了自己的名字。
然後他合上筆記本,站起來,活動了一下僵硬的脖子。
“睡覺。”
他的聲音很平靜,像是在說今天天氣不錯。
呂辰愣了一下,然後點點頭。
“睡覺。”
他拿起那個筆記本,看了一眼那頁記錄,然後遞給錢蘭。
錢蘭接過來,小心翼翼地放進包裡。
諸葛彪把煙掐滅,轉過身,看著那台機器。
“要不要拿相機來拍張照片?”
呂辰想了想,搖搖頭。
“明天再說。”
他們斷了電,走到門口,拉開門,走了出去。
京城的秋老虎,夜裡非常涼爽。
紅星所燈火通明,加班加點的不止他們四個。
廠區的道路上,昏黃的路燈灑落,靜怡而安詳。
驚雷專案專區門口,兩名衛兵站得筆直,像兩尊雕塑。