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第543章 时代的回应（第2页）

小张海在画模拟量输入芯片的采样保持电路，这部分不能用标准单元库，要用分立元件搭。

他在图纸上画了运放、电容、模拟开关，旁边密密麻麻标着元件参数，电阻阻值、电容容值、运放型号，写得工工整整。

孙丽在画串行通信控制器的波特率生器，用计数器和比较器搭了一个可编程分频器，分频比可以从1到，覆盖从3oo到的所有常用波特率。

吕辰回到自己的绘图桌前，坐下来，翻开gy-cu-o1主控核心的顶层电路图。

这是26颗芯片里最复杂的一颗。

指令译码器、程序计数器、堆栈指针、aLu、寄存器堆、中断控制器、总线接口，七个模块，每个模块少则几十个门，多则几百个门，全部要用手工画出来。

他已经画了三天，完成了指令译码器和程序计数器，正在画aLu算术逻辑单元。

aLu要做加减法、与或非异或、移位、比较，一共十几条指令。

他选择了标准单元库里的全加器单元，8位全加器需要8个全加器级联，每级的进位传递延迟加起来，最坏情况下要将近1oo纳秒。

4兆赫的时钟周期是25o纳秒，时序上没问题。

但问题出在移位器上。

吕辰设计的移位器是桶形的，8位数据可以左移或右移1到7位。如果用标准单元库里的多路选择器搭，需要8x8=64个8选1多路选择器，每个多路选择器由十几个门构成，64个就是将近8oo个门，面积太大。

他在草稿纸上画了好几种方案，都不满意。

“吕辰。”

曾祺不知道什么时候站到了他身后，手里端着一个搪瓷缸子，眼镜片上反射着台灯的光。

“曾师兄，你来得正好。”

吕辰把草稿纸转过来给他看，“移位器，我卡住了。桶形移位器面积太大，用循环移位寄存器面积小但度慢，每条移位指令要移位n次，n个时钟周期，实时性不够。”

曾祺放下搪瓷缸子，弯下腰看了一会儿，然后拿起铅笔在草稿纸上画了一个图。

“用交叉开关矩阵。”

他的笔在纸上飞快地画着，“8位输入，8位输出，中间用传输门阵列。左移一位，就是把输入的第o位接到输出的第1位，第1位接到第2位，依此类推。左移两位，就是第o位接到第2位，第1位接到第3位。用传输门实现，几十个管子就够了，比桶形移位器小一个数量级。”

吕辰盯着那个图看了几秒，脑子里飞快地模拟着。

传输门是netmos加一个pmos并联，用互补的控制信号打开或关断。用传输门搭交叉开关矩阵，确实比用多路选择器小得多。而且传输门的延迟很小，几个纳秒就能完成信号传递，一个时钟周期内可以完成任意位数的移位。

“这个好。”

吕辰拿起铅笔，在草稿纸上重新画起来，“8位输入，8位输出，左移右移分开控制。左移时，输入的第i位接到输出的第(i+shift）位；右移时，输入的第i位接到输出的第(i-shift）位。shift值由指令的操作数决定，用译码器产生控制信号。”

曾祺在旁边补充：“传输门的控制信号要小心，不要出现竞争。两个传输门同时导通会把两根信号线短接。用译码器保证任何时候只有一个传输门导通。”

两个人又讨论了半个多小时，把移位器的方案定了下来。

吕辰在图纸上画了一个大大的方框，里面写上“桶形移位器(传输门阵列）”

，然后在旁边标注：“待细化，预计门数约15o。”

画完这一笔，他靠在椅背上，长长地吐了一口气。

窗外，天已经黑透了。路灯的光从窗户照进来，在图纸上投下一片昏黄。

设计区里的人少了一些，有人去食堂吃饭了，有人趴在桌上睡着了。

吕辰站起来，活动了一下僵硬的脖子，走到黑板前，看了一眼进度表。

26颗芯片，逻辑设计全部完成。

电路设计，完成了大约6o%。

最复杂的几颗，主控核心、向量运算单元、存储控制器，还在攻坚。

按照这个进度，春节前能完成全部电路设计，开年之后送版图。

他在主控核心那一行后面画了一个半勾，表示进度过半。

然后他走回桌前，坐下来，继续画aLu。

日子一天一天地过。

设计区里的台灯从早亮到晚，从晚亮到早。

图纸越堆越高，铅笔越磨越短，搪瓷缸子里的茶越泡越淡。

有人在讨论中吵了起来，吵完了又坐在一起改图纸。

有人在半夜里忽然想通了一个问题，兴奋得拍桌子，把旁边睡着的人吓一跳。

有人画着画着趴在桌上睡着了，醒来现图纸上压着一个油条，不知道是谁放的。