第640章 比特的握手

芯片的逻辑设计告一段落之后，吕辰反而更忙了。

不是因为设计本身出了问题，而是七个人把七块模块的电路图堆在他桌上，等着他做接口对齐。

张明的交换矩阵控制逻辑和通路状态表最先完成，厚厚一沓稿纸，每一页都画得工工整整。

郑强的仲裁器和信令接口紧随其后，刘伟的微程序接口和时序控制单元也差不多了。

王军的故障检测模块、李华的可测性设计、小张海的整体集成框架，全部挤在这个节骨眼上集中交付。

“吕师兄，你看看这个。”张明把两张图纸铺在桌上，一左一右，“交换矩阵控制逻辑的输出信号定义，和郑强仲裁器的输入接口对不上。他那边用的是16位地址总线，我这边只留了8位。”

吕辰弯腰看了一会儿，拿起铅笔在两张图纸之间画了一条线。

“仲裁器的地址总线扩展到16位，交换矩阵这边高位地址暂时接地，留作扩展。”他直起身，看着郑强，“你那边多出来的几条线，能走通吗？”

郑强想了想，点头：“走是能走，就是版图得调。原来仲裁器放在芯片左上角，现在要往右边挪，给地址总线让位置。”

“调。”吕辰没有犹豫，“现在不调，等版图画完了再改，代价更大。”

类似的接口争议，一下午解决了七八个。

有人争得面红耳赤，有人拍桌子说“你这接口定义完全不合理”，有人闷头画图不说话。

吕辰坐在中间，听完了每个人说话，然后一条一条地裁。

他不偏袒任何人，也不和稀泥。

接口定义不对的，改。

时序对不上的，调。

功能重叠的，合并。

功能缺失的，补。

到下午六点多，最后一张图纸上的接口争议也解决了。

小张海把七份图纸收拢，用夹子夹住，放在吕辰桌上。

“吕师兄，逻辑设计全部完成。明天开始上星河cAd做仿真？”

“明天开始。”吕辰站起来，活动了一下僵硬的脖子，“今晚大家回去好好睡一觉，明天正式开跑。”

第二天一早，七个人准时出现在集成电路实验室的cAd机房。

吕辰坐在管理员终端前，建好了文件，大家按分配的模块开始将设计好的逻辑输入，一时之间，只听见键盘的敲击声。

输入逻辑用了两天。

第三天下午，开始测试。

“先跑交换矩阵控制逻辑。”吕辰站在他身后，手里拿着张明的那沓图纸，一页一页地翻，“第一个测试用例，单路呼叫，输入线1请求接通输出线1。加载网表，跑仿真。”

小张海敲了一行命令，回车。

屏幕上开始滚动绿色的字符，波形窗口里出现了几道整齐的方波。

十几秒后，仿真结束。

小张海看了一眼：“功能验证通过。”

张明站在旁边，紧绷的肩膀松了下来，等着吕辰往下说。

“第二个测试用例，四路并发呼叫，四组不同的输入输出。”吕辰翻到图纸的下一页，“加载，跑。”

又是十几秒。

“功能验证通过。”

“第三个，冲突场景。输入线1、输入线2同时请求输出线3。仲裁器按固定优先级处理，输入线1优先接通，输入线2等待。”吕辰的语气不急不慢，“加载，跑。”

屏幕上又滚过一行绿色的字符。

“功能验证通过。优先级仲裁正确，等待线路状态保持。”

张明这下才真正松了一口气，从兜里掏出烟，给吕辰递了一根，自己也点了一根。

“这才刚开始。”吕辰接过烟，没点，夹在手指间，“七个模块，几百个测试用例，一个一个跑。跑通一个打一个勾，跑不通的记下来，回头改。”

小张海已经开始加载第四个测试用例了。

郑强凑过来，盯着屏幕上的波形，手指在桌面上轻轻叩着。他的仲裁器模块是第二个要跑的，他已经在心里过了一遍自己的测试用例，确认每一个场景都覆盖到了。

忙碌了整整一个星期。

每一天，七个人都从早上八点坐到晚上十点。

中午食堂送饭来，蹲在机房角落吃，吃完接着跑。傍晚有人去食堂打了饭端回来，一边吃一边盯着屏幕上的波形。

吕辰的烟灰缸一天要倒三四次。

小张海的眼睛盯屏幕盯得发红，滴了眼药水继续。

张明趴在桌上睡了一会儿，醒来接着改网表。

郑强把仲裁器的优先级算法从固定优先级改成轮询，又重新跑了一遍全部用例，确认两套算法都能正常工作。

到第七天中午，小张海把最后一个测试用例跑完，屏幕上弹出一行绿色的提示。

“全功能验证通过，0错误，0警告。”

机房安静了一瞬。

然后郑强第一个鼓起掌来，掌声不大，但很真。

张明跟着拍了两下，刘伟也拍了拍手，王军、李华、小张海都笑了。

吕辰从椅子上站起来，把手里的烟掐灭在烟灰缸里。

“仿真通过，不代表流片回来就能用。”他的语气还是那样，不急不慢，“但至少，逻辑没问题了。”

吕辰把桌上的稿纸摞齐：“接下来就是电路设计。”

电路设计的工作量，比逻辑设计大了不止一个数量级。

逻辑设计是在“门”的级别上工作，与门、或门、非门、触发器，用布尔代数描述行为，用波形图验证时序。

到了电路设计阶段，每一个逻辑门要拆解成晶体管，每一个晶体管要画成有源区、多晶硅栅、接触孔、金属连线，每一层掩模版都要单独绘制。

按照吕辰定的方案，电路设计分两路并行。

一路是“手绘版图”。

小张海带着刘伟、王军、李华，趴在绘图桌上，用红蓝铅笔在硫酸纸上逐层绘制版图。

这是最传统、最可靠的办法。

红星所的集成电路，从第一颗5微米芯片到昆仑1机的KL-VU，都是这样一笔一笔画出来的。

画版图的人要有极好的空间想象力和耐心，每一根线的宽度、每两个图形之间的间距、每一个接触孔的位置，都要用尺子量、用铅笔标，容不得半点差错。

另一路是“cAd版图”。

吕辰上张明和郑强，在星河cAd系统上用标准单元库搭电路。

两条路，同一条设计指标。

最后，两套版图要放在一起比对。

一般普通的芯片，他们不会进行这种双轨对比，只有复杂的芯片才会做双轨对比，将所有问题充分暴露，节省流片时间，尽可能提高良率。

用一样尺寸的纸，星河cAd的设计，通过绘图仪画出来。

手工设计，也画在一样大的纸上。

样的比例，然后叠在一起，对着光看。

不一样的地方，就是问题。

当吕辰说出双轨对比的时候，会议室里安静了一瞬，随后大家都哀叹了起来。

“双轨比对啊。”刘伟推了推眼镜，“六千多颗晶体管，几万条连线，得画到干什么时候？”

但是也没办法，cAd版图是标准单元库搭出来的，逻辑正确，但面积大、性能一般。

手绘版图面积小、性能好，但容易画错。

两套图叠在一起，对着光看，哪儿重合、哪儿不重合，一目了然。

不重合的地方，要么是手绘画错了，要么是cAd版图搭错了。

不管是哪边错了，都说明那个地方有问题。

吕辰把桌上那沓厚厚的测试报告收拢，用夹子夹好，放进帆布包里。

“好了，今天下午，大家回去休息，从明天开始，画版图。”

离开cAd机房，吕辰回到办公室，刚坐下，通信科学实验室的一个年轻技术员就跑进来，手里拿着一个文件夹，气喘吁吁。

“吕工，可算找到您了。赵教授让我来报信，实验专线调试成功了！”

吕辰站了起来。

“什么？”

“实验专线。”技术员把文件夹递过来，翻开，里面是一沓测试数据记录，“今天早上9点十一分，计算机所到真空所的点对点链路首次实现无误码传输。误码率稳定在10的负6次方以下，带宽稳定在2400比特每秒。赵教授说，让您过去看看。”

吕辰接过文件夹，一页一页地翻。

数据记录得很规范，每一条都有日期、时间、测试条件、实测值、操作人签字。

误码率那一栏，从三天前的10的负4次方，到昨天的10的负5次方，到今天下午的10的负6次方以下，一条一条地往下走，清清楚楚。

他看完最后一页，合上文件夹。

“走。”

钱兰和诸葛彪不知道什么时候也凑了过来。

诸葛彪从耳朵上取下一根烟，叼在嘴里：“2400比特每秒？够干什么？”

“够把数据包从计算机所传到真空所。”吕辰已经把帆布包背上了，“够让二十个节点分批接入国防通信网。够在物理运输为主的时代，铺一条在线传输的路。”

他转身往外走，钱兰和诸葛彪对视一眼，跟了上去。

三个人骑上自行车，往计算机所的方向赶。

十二月的京城，寒风灌进领口，能冻得人失去知觉。

三人骑得很快，一个小时就来到了计算机所。

把车停在灰砖楼下，三步并作两步上了楼。

来到二楼701通信科学实验室的临时办公点，走廊里人来人往，几个房间的门都开着，能看见里面有人在忙碌。

有人趴在桌上记录数据，有人蹲在机柜后面调参数，有人站在白板前面画图。

赵长河教授站在最里面那间机房的门口，手里端着一个搪瓷缸子，正和钱永昌教授说着什么。

他看见吕辰，招了招手。

“小吕，进来。”

吕辰走进去，机房里，两台午马机终端的示波器的屏幕亮着，上面是一串规整的波形，方波，上升沿陡峭，下降沿干净，没有毛刺。

“这就是今天下午两点十一分的波形。”赵长河走到示波器前面，用手指点着屏幕，“从计算机所发过来的测试数据，64字节的数据包，循环发送了四个小时，累计丢包率0.003%，误码率10的负6次方以下。”

钱永昌在旁边补充了一句：“2400比特每秒，稳了。”

诸葛彪凑到示波器前面，眯着眼睛看了好一会儿，从嘴角拿下那根没点的烟：“赵教授，发一个数据包，我看看。”

赵长河走到午马机终端前面，敲了一行命令，回车。

示波器屏幕上的波形跳动了一下，然后出现了一串新的方波。

另一台午马机的屏幕上，弹出了一行信息。

赵长河教授看了一眼：“数据包接收完成，校验正确，64字节，耗时213毫秒。”

人补充了一句：“这是真空所那边接收完毕的反馈。”

机房安静了一瞬。

钱兰站在那台午马机前面，盯着那行字看了好一会儿。

213毫秒，64字节。

从计算机所到真空所，三公里，两个中继器，四芯小同轴电缆，自己设计的调制解调器，自己写的通信规程，自己搭的接口控制单元。

数据从一台午马机出发，经过调制解调器编码，变成基带信号，在电缆里跑了三公里，经过两个中继器再生放大，到了另一端解调回来，被另一台午马机接收。

整条链路上，没有人工干预，没有电话交换机的转接，没有话务员的插拔。

计算机自己完成的。

“通了。”钱兰的声音很轻，“真的通了。”

诸葛彪从兜里掏出那个子弹壳打火机，“铛——嚓”点着烟吸了一口，慢慢吐出来。

烟雾在示波器的屏幕前翻腾，变成一团模糊的白。

“2400比特每秒。”他把这几个字念了一遍，激动道，“虽然只能够传一个64字节的数据包。够让两台计算机互相说一句‘你好，我收到了’，但这就是0到1的突破。”

赵长河端起搪瓷缸子喝了一口水，慢慢放下。

“诸葛你说的对，2400比特每秒的确算不了什么，传一个普通的数据文件，几百Kb，要十几分钟。传一个大一点的算例结果，几十mb，要好几天。但问题是，在这条线通之前，我们连这2400比特每秒都没有。”

他一脸自豪。

“1960年，全国长途电话干线，明线为主，人工交换，传话音都断断续续。1965年，国防通信网启动，地下电缆铺起来了，微波中继架起来了，但传的还是话音。1970年，今天，我们用自己设计的调制解调器、自己写的通信规程、自己搭的接口控制单元，在一条三公里的电缆上，跑通了计算机数据。”

他放下杯子：“对，这不是2400比特每秒的问题，这是‘从0到1’的问题。”

钱永昌在旁边点了点头，从桌上拿起一个笔记本，翻开，递给吕辰。

“小吕，你看看这个。”

吕辰接过去，是一张全国地图的手绘稿。

上面用红笔标注了二十个点，每个点旁边写着单位名称和预计接入时间。

真空所、计算所、某军工院，第一批，三家。

第二批，五家。

第三批，七家。

第四批，五家。

二十个节点，分四批接入，时间从今年年底到明年年底，跨度一年。

“这是夏先生规划的，国防通信网的接入节点，已经陆续上线了。”

钱永昌用手点着地图上的几个点：“真空所、计算所，这两个已经在咱们的实验专线上跑通了。下一个，是这个。”

他的手指移到地图上的另一个点：“某军工院，在西郊，直线距离不算远，但中间隔着几道山梁。国防通信网在西郊有一个节点，我们准备从这个节点拉一条支线过去，距离大概五公里。直接用国防通信网的线路，两端装调制解调器，配接口控制单元，跑通通信规程。”

吕辰看着地图上那二十个红点。

“赵教授，这条线什么时候接昆仑1机？实现‘物理运输为主、在线传输为辅’的阶段目标？”

赵老河端起搪瓷缸子，慢慢放下。

“超算中心正在评估安全性，一旦评估通过，一个星期就能接入。”

他走到白板前面，拿起记号笔，画了一张简图。

图的左边是“物理运输”，右边是“在线传输”，中间画了一条线，标注着“2400bps”。

“一个算例，几十兆字节。用2400比特每秒的线路传，要传好几天。用磁带送，一两个小时就到。所以，现阶段的策略很明确，小数据、紧急任务，走在线。大数据、批处理任务，走物理运输。两条腿走路，两条腿都要稳。”

他用记号笔在“物理运输”下面画了一条线。

“这个策略，不是权宜之计。在未来三到五年内，物理运输都将是主力。但在线传输不是没有用。恰恰相反，它太有用了。”

他看着吕辰。

“某军工院的午马机群，每天都在算弹道、算结构、算材料。算完了，结果存在磁带里，派人送到计算机所来。昆仑1机算完了，再把结果存到磁带里，送回去。一来一回，最快也要两天。如果在线传输跑通了，他们坐在办公室里，就能把任务提交给昆仑1机。算完了，结果传回来。不需要送磁带，不需要等两天。两个小时，甚至更短。”

钱永昌在旁边补充了一句：“而且，在线传输跑通了，远程调试、远程维护、远程诊断，都有了可能。以后701工程的节点出了问题，不需要每次都派人去现场。坐在计算机所，就能看日志、跑诊断、甚至改配置。”

诸葛彪把烟掐灭在烟灰缸里，又点了一根。

“赵教授，国防通信网的那段电缆，什么时候能到位？”

“电缆已经到了，就堆在院子里。”赵长河走到窗户旁边，指了指楼下，“明天开始挖沟敷设，一个星期之内，两条线并行测试。一组是咱们现在的实验专线，一组是国防通信网同款电缆。对比实测，指标包括衰减、串扰、误码率、带宽、抗干扰能力。测试周期七天，每天24小时不间断跑数据。”

钱永昌从桌上拿起那个笔记本，又递给吕辰。

“这是我们的测试计划。每一条测试项都有明确的方法、指标、合格标准、责任人、复核人。小吕，你看看，有没有要补充的。”

吕辰接过去，一页一页地翻。测试计划写得很细，从电缆敷设的路径、深度、间距，到调制解调器的参数配置、通信规程的版本号，到每一个测试用例的输入数据、预期输出、判定标准，全都有。

他翻完了，把笔记本还给钱永昌。

“钱教授，这个计划，我支持。有一个建议，在测试计划里加一项‘长期稳定性考核’。七天连续运行，中间不中断，不重启，不人工干预。考的不是技术，是系统的‘耐力’。”

钱永昌想了想，点了点头：“加。七天连续运行，每天记录一次误码率和带宽。七天后看趋势，是稳中有降，还是稳中有升。”

赵长河走回午马机终端前面，看着屏幕上那行“数据包接收完成，校验正确”的字样。

“小吕，你知道今天下午两点十一分，数据包第一次完整传输成功的时候，钱教授说了什么吗？”

吕辰转过头，看着钱永昌。

钱永昌端着搪瓷缸子，嘴角带着一丝笑意。

“我说，这2400比特每秒的路，咱们走了快一年。值了。”

赵长河笑了，笑得很开怀。

“我还以为你要说‘整得成’。”

钱永昌摇了摇头：“‘整得成’是汪司长说的。我只说，路是人走出来的。电缆是咱们埋的，调制解调器是咱们设计的，通信规程是咱们写的。路通了，不是运气，是咱们一步一步走出来的。”

他端起搪瓷缸子，把剩下的水一饮而尽。

“走，请你们吃饭。”

吕辰站在午马机终端前面，最后看了一眼那行字。

64字节，从计算机所到真空所，三公里，213毫秒。

这是他见过的，走得最慢的64字节数据。

也是他见过的，走得最稳的64字节数据。

他转过身，跟着赵长河和钱永昌往外走。

走廊里的灯光昏黄，脚步声在水磨石地面上回荡。

前面两个人已经在争论下一步的测试计划了。

“国防通信网的那段电缆，敷设的时候要避开动力线，间距不小于三十厘米。”

“中继器的箱体要做防水，冬天结露会腐蚀电路板。”

“调制解调器的时钟恢复电路还要优化，信号质量下降的时候容易失锁。”

吕辰听着他们争论，没有说话。

冬夜的风从走廊尽头的窗户灌进来，凉飕飕的，但机房里的余温还贴在衣服上，一时半会儿散不掉。