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第540章 设计进行时（第3页）

“48条指令，4o条硬件化，8条微程序模拟。分配完了，下一步干什么？”

吕辰看了看墙上的挂钟，已经快十二点了。

“下午开始，各小队根据指令集分配，修改《芯片功能规格说明书》。每一颗芯片，要明确列出它需要支持的指令、数据通路、控制接口。”

他看着台下：“三天之内，改完。然后开始逻辑设计。”

方案议定，吕辰等人进入了枯燥的设计工作当中。

这天一早，吕辰从厨房拿了两个馒头揣进兜里，推着自行车就出了门。

到了设计室，钱兰已经坐在桌前，面前摊着厚厚一沓稿纸，铅笔夹在耳朵上，正对着那张《精简指令集体系结构与编码表》呆。

听见脚步声，抬起头，眼睛下面一圈青黑，显然昨晚也没睡好。

“钱师姐，这么早？”

钱兰揉了揉太阳穴：“48条指令分配到26颗芯片里，说是一句话的事，做起来全是问题。昨天晚上我翻了三个小时，现好几个指令的执行路径在物理上根本走不通。”

她把稿纸转过来，指着上面用红笔圈出来的几处。

“你看这个Load指令，需要从内存读数据到寄存器。但咱们的存储控制器和主控制核心之间，数据总线只有8位。Load一次要两个周期，这还行。但问题是，如果连续Load，总线仲裁会冲突。我刚才算了一下，至少要加一个数据缓冲队列，不然指令流水线根本转不起来。”

吕辰凑过去看了两眼，眉头皱了起来。

“加缓冲队列，意味着控制核心的逻辑要改。本来已经定了4o条硬件指令，现在为了这个队列，至少要多加两个状态。”

“所以我才头疼。”

钱兰把铅笔拿下来，在纸上敲了敲，“不加，性能不达标；加了，面积标、时序收不住。宋教授那边卡得严，五微米工艺下，核心芯片面积不能过8o平方毫米。”

正说着，走廊里传来一阵急促的脚步声。

诸葛彪推门进来，手里端着一个搪瓷缸子，嘴里叼着一根烟，头乱得像鸡窝。

“你们也这么早？”

他把搪瓷缸子往桌上一墩，表情严肃。

“1o条Io读写指令，数字量输入输出芯片，8路输入、8路输出，光电隔离，响应时间1毫秒，这些都好办。但指令集里那个Ins和outs，要连续读写一串数据。在芯片上怎么实现？是加dma控制器，还是让主控核心一条一条搬？”

“一条一条搬太慢。”

吕辰摇了摇头，“工业控制虽然不在乎那几微秒，但连续Io的时候，如果每次都打断主控，整个系统的实时性就完了。我倾向于在Io芯片内部加一个小状态机，支持自动地址递增和块传输。主控核心只需要一条指令，剩下的活儿由芯片自己干。”

钱兰点头：“这个思路可行，状态机不复杂，几十个门就能搞定。而且以后升级也方便，换个状态机就行，不用改主控。”

诸葛彪想了想：“我试试，Io芯片加快传输状态机，希望能行。”

正说着，曾祺也推门进来了。

他手里拿着厚厚一沓图纸，往桌上一放，图纸的边角都已经卷了，上面密密麻麻画满了门电路符号和连线。

他拉过一把椅子坐下：“我昨晚过了一遍板卡，现一个问题，主控核心有4o条硬件指令，指令译码器的逻辑至少需要七八百个门。放在五微米工艺下，面积倒是不大，但关键是指令译码的延迟。我算了一下，最坏情况下，译码路径要经过四五个门级，加上布线延迟，怕是会过时钟周期。”