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第264章 红星一号概念图（第2页）

的核心，集成电路设计，也在宋颜教授的带领下，悄然加速。

吕辰、诸葛彪、钱兰、谢凯等人，跟随宋颜教授，将主要精力投入到了“红星一号”

计算器的核心，集成电路设计上。

现实的壁垒清晰无比。

晶体管的宝贵，以及集成电路制造工艺可预见的粗糙与落后，使得他们必须精打细算，在梦想与现实之间寻找最佳平衡点。

经过反复论证，团队决定采用一个务实的方案：将“红星一号”

计算器的集成电路系统，划分为四大核心功能芯片，以期在现有技术条件下，实现功能，并积累模块化设计经验。

首要的是“输入编码与控制芯片”

。

这块芯片被设计为计算器的“指挥中心”

，它需要完成两大核心任务。

一是键盘扫描与编码，能快速、准确地识别十几个按键中哪一个被按下，并将其转换为系统能够理解的二进制代码。

二是时序与控制，产生稳定可靠的时钟信号，如同乐队的指挥棒，协调数据在寄存器、运算器之间的有序流动。

它还内含简单的指令译码器，能够识别加法、减法等基本操作码，并驱动后续单元执行相应操作。

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这块芯片内部集成了振荡器、计数器解码器、指令译码器和控制逻辑电路，逻辑相对复杂，预计需要集成300到500个晶体管。

其次是“数据存储芯片”

，担任计算器的“记忆”

角色。

它由两部分构成，操作数寄存器，用于临时存放用户刚刚输入的数字，以及更为重要的累加器，用于存储运算过程中的中间结果和最终结果。

这片芯片主要由大量的D触发器构成，而每个D触发器就需要消耗4到6个晶体管。

为了存储足够位数的操作数，这片芯片将成为晶体管消耗的“大户”

，预计需要300个以上晶体管。

第三块是“算术逻辑单元芯片”

，这是计算器的“大脑”

，负责执行所有算术运算。

考虑到输入输出都是十进制，而计算机内部处理二进制更为高效，团队采用了折衷的BCD码（二-十进制码）进行内部运算。

这意味着基本的全加器电路之外，还必须设计专门的BCD校正电路。

更复杂的乘法和除法运算，并未采用极其消耗晶体管的硬连线乘法器，而是通过“连续的加法或减法”

配合移位操作来实现，这需要额外的、精巧的控制逻辑和寄存器配合。

这片芯片集成了多位全加器、BCD校正电路、移位寄存器和运算控制逻辑，结构复杂，预计需要集成约600个晶体管，其中实现乘法功能是主要的资源消耗点。

最后是“输出解码与显示驱动芯片”

。

它的任务相对单纯但至关重要，一是将累加器中存储的二进制BCD码运算结果，翻译成能够驱动七段辉光数码管显示的特定信号；二是提供足够的驱动能力，辉光管工作需要较高的电压和电流，芯片内部必须集成电平移位器或驱动晶体管来满足要求。

这片芯片主要由组合逻辑译码器和驱动电路构成，相对固定，预计需要140个左右的晶体管。

这四块芯片的分立设计，是基于当前工艺水平下的理性选择。

然而，团队的野心并未止步于此。

在吕辰的提议和宋颜教授的支持下，一个更具挑战性的目标被秘密确立。

同步设计一颗集成了所有上述功能的“单片计算器芯片”

！这将把超过1500个晶体管浓缩在一片小小的硅片上，其集成度在1960年代早期，无疑是世界级的水平。

这颗“终极芯片”

，被团队内部视为“星河计划”

能否一鸣惊人的关键成果，是驱动他们不断突破技术想象边界的强大动力。

由于拥有前世知识的深厚底子，吕辰在完成四大核心芯片的功能定义和架构规划时，显得游刃有余。

他精准的描述和对潜在技术陷阱的预判，常常让宋颜教授和谢凯等资深研究者感到惊讶又佩服。