第639章 通路之脑（2/2）
到了芯片上，一个触发器只要几个晶体管，一个计数器只要几十个晶体管。
翻译的过程，是重新设计的过程。
而且2微米工艺的版图设计规则，和分立元件完全不同。
线宽、间距、对准精度、寄生效应，每一个参数都要重新计算。
小张海叹了口气：“咱们六个人，能干得过来吗？这个活儿，比工业计算机的任何一颗芯片都难。”
“所以才要我们干。”吕辰的语气很平静，“容易的事，别人就干了。”
长条桌周围沉默了好一会儿。
既然免不了，大家也都打起精神，进入具体的工作之中。
郑强第一个开口：“吕师兄，多路呼叫同时到达的时候，仲裁器用什么优先级算法？”
吕辰拿起粉笔，在白板上写了几行字。
“固定优先级。输入线编号越小，优先级越高。最简单，占芯片面积最小。”
“但是，这样不公平。低优先级的线可能永远得不到服务。”
他在后面又加了一行：轮询。循环扫描，每条线机会均等。公平，但逻辑复杂一些。
“我的建议是，用固定优先级做第一版。先跑通，再看实际场景需不需要改。如果现场测试发现低优先级线路确实被‘饿死’了，第二版再改轮询。”
刘伟指着白板上的“通路状态表”模块，表情有些凝重。
“吕师兄，64×64交换网络，理论上需要管理4096个交叉点开关的状态。但实际用不了那么多，因为每条输入线同时只能接通一条输出线。真正需要记录的状态，是64条输入线和64条输出线的‘忙/闲’状态，一共128个比特。”
他在本子上算了算。
“128个触发器，加上比较器和更新逻辑，面积可控。”
“但是——”
他顿了顿，抬起头。
“如果我们想扩展，从64×64扩到128×128，甚至256×256呢？状态表的大小会指数级增长。”
吕辰看了他一眼。
“这个问题问得好。模块化、可级联。”
他在白板上画了一个方块，标注了“通路控制芯片”，然后在方块四周画了几组箭头。
“芯片内部，我们预留级联接口。多颗芯片可以协同工作，每颗管一部分交换网络。第一颗管0-63，第二颗管64-127，以此类推。呼叫请求落在哪颗芯片的管辖范围，就由哪颗芯片处理。跨芯片的通路，通过芯片间的握手信号建立。”
“这样，从小规模4×4到大规模256×256，不需要重新设计芯片，多放几颗并联就行。”
刘伟的眼睛亮了一下，在本子上飞快地记。
李华开口了：“吕师兄，2微米工艺，九千多颗晶体管，芯片面积大概多大？”
吕辰想了想，在纸上估算了一下。
“2微米工艺，一个晶体管加上连线，大概占几十到一百平方微米。九千颗，大概一平方毫米左右。加上布线和pad，估计两到三平方毫米。”
李华皱了皱眉：“面积不大，但是功耗呢？9000颗晶体管同时翻转，瞬态电流不小。电源网格设计不好，会有压降，导致逻辑出错。”
“而且，2微米工艺的金属线宽有限，大电流通过的时候，会有电迁移风险。时间长了，线会断。”
吕辰点了点头，在本子上记了下来。
“小华说得对。电源网格和电迁移，是这次设计的重点。每一版版图都要做电源完整性分析，电流密度超标的，加宽金属线或多打孔。”
张明举手：“师兄，可测性设计呢？9000颗晶体管，七个模块，要是流片回来发现有bug，怎么定位？”
吕辰看着他，等他说下去。
“我的建议是，在芯片内部嵌入一个‘诊断寄存器链’。把各个模块的关键节点，通路状态表、仲裁器的输出、交换矩阵控制逻辑的选通信号，全部引到这个链上。”
他描述道：“测试的时候，通过微程序接口向诊断寄存器链写一个‘快照’命令，芯片内部把当前所有关键节点的状态冻结，然后通过链逐位输出。这样，我们就可以知道故障时刻芯片内部到底发生了什么。”
吕辰点头：“这个方案好。诊断寄存器链，加到设计规范里。所有关键节点，全部引出。”
讨论持续了一整个下午。
第二天早上，大家又继续讨论。
白板上的图擦了写、写了擦，反反复复好几遍。
笔记本上记满了各种技术要点和待解决的问题。
到中午的时候，七个模块的接口定义基本确定了。
每个模块的输入输出信号、时序要求、与其他模块的交互方式，都有了明确的规范。
吕辰站起来，活动了一下僵硬的脖子。
“同志们，今天的讨论就到这里。明天开始，分模块做逻辑设计。”
他拿起粉笔，在白板上写了六个人的名字，每个名字后面标注了负责的模块。
“张明，交换矩阵控制逻辑和通路状态表。这是芯片的心脏，也是最复杂的两个模块。你一个人负责。”
张明点了点头。
“郑强，仲裁器和信令接口。仲裁器要好好设计，既要简单，又要公平。信令接口的采样窗口要算准，不能误判。”
郑强在本子上记了一笔。
“刘伟，微程序接口和时序控制单元。接口寄存器组的设计要规整，方便微程序那边调用。时序单元要保证全芯片时钟同步。”
刘伟点了点头。
“王军，故障检测与诊断逻辑，加上电源网格设计。诊断寄存器链的方案，你牵头细化。”
王军嗯了一声。
“小华，可测性设计和测试向量。芯片出来以后，怎么测、测什么、怎么定位故障，你全权负责。”
李华坐直了身子。
“小张海，你负责整体集成。七个模块设计完了，你要把它们拼到一起，做全芯片仿真。时序收敛、功能验证，你盯着。”
小张海深吸了一口气，然后用力点了点头。
吕辰最后写上自己的名字：“模块之间的接口争议，我来裁。解决不了的问题，我去协调。”
他看着这六个人：“同志们，通路控制芯片，是701工程的心脏。这颗芯片做不出来，程控交换机就是一堆废铁。程控交换机做不出来，20个节点的网络就建不起来。”
他顿了顿，目光从每一张脸上扫过。
“我们七个人，要把这颗心脏造出来。”
会议室里安静了一瞬。
然后，六个人几乎同时站了起来。
没有人说话，但每个人的腰板都挺得很直。