第263章(第1頁)

周煜提出的問題,像一記重錘,敲在了所有人的心頭。

用分立元件堆砌出來的“cpu”,在低速運行時尚能勉強工作,一旦試圖提升頻率,各種不确定性就像幽靈一樣冒出來,讓整個系統變得不可控。這就像一個蹒跚學步的嬰兒,你非要他去跑百米沖刺,結果隻能是摔得一塌糊塗。

“問題出在信号的同步和穩定性上。”鄭昊指着那塊“土制cpu”闆,沉聲說道,“每一個晶體管都有自己的開關延遲,每一個焊點都有微小的電阻和電容效應。當這些成千上萬個微小的延遲和效應疊加起來,就會導緻時鐘信号和數據信号之間産生偏差,從而引發邏輯錯誤。”

“我們嘗試過縮短導線長度,優化布局,甚至用上了當時能找到最好的屏蔽措施,但效果甚微。”孫宇補充道,他的臉上寫滿了疲憊和無奈。

實驗室裡一片寂靜。大家你看看我,我看看你,眼神中都帶着一絲迷茫。這條“土法煉鋼”的路,似乎走到了盡頭。

“難道,我們真的要放棄總線架構,轉回單闆機嗎?”一個小張喃喃自語,聲音裡帶着不甘。

鄭昊沒有回答,他走到黑闆前,陷入了沉思。他知道,放棄總線架構,意味着他們将失去未來拓展的潛力,也意味着之前所有的努力都将白費。

他腦海中飛速閃過前世關于集成電路設計、時序分析、以及各種容錯機制的知識。這些知識,在現在這個連像樣的示波器都稀缺的年代,顯得如此遙遠和不切實際。

“我們不能放棄。”鄭昊突然開口,聲音不大,但卻像一道閃電,劃破了實驗室裡的沉悶。

所有人都看向他。

“我們之前的思路,是試圖用分立元件去‘模拟’一個完整的集成電路cpu。”鄭昊在黑闆上畫了一個大大的方框,裡面寫着“cpu”,“但這條路,在當前條件下,是行不通的。”

他擦掉了那個方框,重新畫了幾個小方框,并用線連接起來。

“既然我們造不出一個完整的‘大腦’,那我們就先造出它的‘神經元’和‘神經節’!”鄭昊的眼神再次變得明亮起來,他想到了一個大膽而又符合實際的方案。

“我們不強求用分立元件去實現整個cpu的複雜邏輯,那太過龐大和脆弱。我們把cpu最核心的功能,再次進行拆解!”

他指着黑闆上的小方框:“我們可以用分立元件,或者我們能搞到的最簡單的ttl邏輯門芯片,去實現最基本的運算單元,比如一個8位的加法器,一個簡單的寄存器組,一個程序計數器”

“這些單元,它們的規模相對較小,邏輯結構相對簡單,用分立元件搭建起來,它的穩定性更容易控制。”

“然後呢?”周煜的眼睛亮了起來,他似乎捕捉到了鄭昊的思路。

“然後,我們不把它們全部集成在一塊闆子上,而是将它們做成一個個獨立的、可插拔的‘功能模塊’!”鄭昊在黑闆上畫出幾個獨立的模塊,每個模塊都帶有一排插針。

“比如,一個‘加法器模塊’,一個‘寄存器模塊’,一個‘指令譯碼模塊’,一個‘程序計數器模塊’。這些模塊之間,通過我們設計好的‘内部總線’進行連接!”

他看向孫宇和錢浩:“孫宇同志,錢浩同志,你們要負責設計這些模塊的物理接口和電路布局,确保它們之間的信号傳輸穩定可靠。這些模塊的規模小了,信号傳輸距離短了,串擾和延遲的問題就會大大減輕!”

他又看向周煜的團隊:“周煜同志,你們要負責設計這些模塊之間的‘内部總線協議’。它比整個系統總線要簡單得多,隻負責模塊内部的數據傳輸和控制信号。同時,你們還要負責設計一個‘微程序控制器’,它不需要是完整的cpu,隻需要通過一系列簡單的控制信号,去協調這些功能模塊的工作,讓它們按照指令的順序,一步一步地完成運算!”