第601章 三轮训三联动（1 / 2）
线材车间的“现场课”，讲了将近两个小时。
从线材车间出来，已经是中午了。
四个人在食堂匆匆扒了一碗面条，就往微程序设计室走。
房间里，靠墙摆着两台午马机，连着二维卡读卡机，用于校验微程序，屏幕上滚着绿色的字符。
另一边摆着五台编程机，每台编程机连着二维卡制卡机。
另一面是一整墙顶天立地的柜子，里面放满了微程序二维卡，以及一本本的电路图、逻辑图。
孔宝祥走到一台午马机前，敲了一行命令。
屏幕上跳出一个文件目录，密密麻麻列着几百个文件名。
“线材车间的微程序组，一共包含67条微程序。”他敲了另一行命令，屏幕上开始滚动一行行绿色的字符，每一条都有编号、功能描述和实现方式。
他用手指点着屏幕。
“先说微程序的作用。工业计算机的每条指令，底层都是一段微程序。你们可以理解成，指令是给工程师看的，微程序是给机器看的。工程师写一条‘MOV’，机器要执行十几条甚至几十条微程序，取数据、送数据、存数据、更新指针，一条一条来。”
他点着屏幕上的一行。
“比如这条，M01，加热炉出钢控制。它的作用是：当加热炉的钢坯加热到设定温度，且轧机准备好接料时，发出出钢指令。实现方式很简单，读取温度传感器的值，与设定值比较；读取轧机状态信号，确认准备好标志位为真；两个条件都满足，输出一个脉冲信号给推钢机。”
大张海凑过来看了一眼屏幕，皱了皱眉。
“温度比较的阈值，是固化的还是可调的？”
“可调。”孔宝祥把屏幕往下翻了几行，“这里是参数区，炉温上限、下限、出钢节奏，都可以在线修改。改完了不用重启，系统自动加载新参数。”
他继续往下讲。
“微程序怎么配置？不是67条全用上。不同的钢种、不同的规格，需要的微程序组合不一样。轧螺纹钢和轧盘条，控制逻辑差别很大。所以我们要为每种产品规格做一个‘微程序配置文件’，就像菜单一样。工人选‘螺纹钢12毫米’，计算机自动加载对应的微程序组合。不用每次重新配。”
苏明华听得很认真。
“特殊部分怎么办？有些产线有独特的设备，比如有些厂在风冷线后面加了一台在线测径仪。这个测径仪的控制逻辑，你们的微程序库里没有。”
孔宝祥站直身子：“从控制电路中提取逻辑。测径仪的控制电路，不管用什么元件搭的，它的逻辑无非是‘采样—比较—输出’。我们把它的输入输出信号摸清楚，画出真值表，写出逻辑表达式，然后转成微程序。这个过程有标准流程，不难。”
“怎么保证新加的微程序不冲突？”大张海问。
“地址分配。”孔宝祥在屏幕上调出一张表格，“微程序存储器有预留空间。每个功能模块的地址范围是固定的，只要不超出这个范围，就不会冲突。我们还有一个‘冲突检测’工具，加载之前自动扫描一遍，发现地址重叠会报警。”
他把表格放大，让三个人都能看清。
“这是微程序存储器的地址分配表。基础控制模块占0x0000到0x1FFF，工艺参数模块占0x2000到0x2FFF，特殊功能模块占0x3000到0x3FFF。新加的微程序，只能放在0x3000之后，不会和基础模块冲突。”
大张海点了点头，在本子上记了一笔。
孔宝祥关了屏幕，转过身。
“微程序的‘现场课’，主要就这些。核心是三点：第一，每条微程序做什么、怎么做，心里要有数；第二，不同产线配不同的微程序组合，像配菜单一样；第三，特殊部分可以从控制电路里提取逻辑，转成微程序，有预留空间、有冲突检测，不会打架。”
他顿了顿，又补了一句。
“到了产线上，我们可能会遇到我没有讲到的情况。到时候电话打回来，要能准确描述问题，提出微程序的设计思路，确保北京这边能24小时之内，做出新的二维卡寄到现场，甚至最小作战单元就能现场制作二维卡加载新的微程序。”
从微程序设计室出来，已经下午三点多了。
四个人又往星河CAD的机房走。
机房里比外面凉快了不少，空调出风口呼呼地吹着冷风。
墨绿色的机柜在日光灯下泛着冷光，指示灯一排一排地闪烁着。
大张海走到管理员终端前面，敲了一行命令。
绘图机开始编制一个芯片的内部结构图。
他又输入一个指令，调出工业计算机的芯片指令集。
“工业计算机的指令集，一共48条。数据传输、算术运算、逻辑运算、转移控制、输入输出，五大类。每一条指令，对应芯片内部的一组硬件逻辑。”
他指着屏幕上的列表。
“比如这条，ADD，加法指令。它在芯片内部对应的是一个加法器，一组逻辑门，把两个数加起来。工程师写ADD的时候，他不需要知道加法器长什么样，但芯片设计师必须知道。因为加法器的位宽、延迟、功耗，直接影响指令的执行速度。”
不一会儿，绘图机绘制完成，大张海取下图纸，巨大的绘图纸上，黑色的线条密密麻麻，像一座微缩城市的地图。
他用笑在芯片结构图上画了一个圈，圈住了一小块区域。
“这里是ALU，算术逻辑单元。所有的算术运算和逻辑运算都在这里完成。ADD指令的执行路径是：从寄存器取数→送ALU→加法器计算→结果存回寄存器。这条路径上的每一个环节，都有时序约束。时钟频率10兆赫，每个时钟周期100纳秒。ADD指令要在一个周期内完成，所以从取数到存结果，全部要在100纳秒之内跑完。”
苏明华盯着纸上复杂的结构图，沉默了几秒。
“这些芯片，怎么装到板卡上？”
大张海敲了另一行命令，调出一张板卡的电路图，点击打印。
“芯片装在插座上，插座焊在板卡上，板卡通过金手指插到背板上。每颗芯片的电源引脚、地引脚、数据引脚、地址引脚、控制引脚，都要连接到对应的总线上。这些连接，在电路图里是一条条线，在板卡上是一根根铜箔。”
大张海讲了半小时，绘图机画完。
这张板卡图上，满是密密麻麻的线条和符号，比芯片结构图还要复杂。
他用笑在图上画了一条线，从一颗芯片的引脚出发，穿过密密麻麻的元件，最终到达板卡边缘的金手指。
“这条线是数据总线的一条。它从芯片出来，一经过个缓冲器，然后分成三路，一路去内存芯片，一路去I/O芯片，一路去金手指。走线的时候要注意长度匹配、间距、阻抗控制。线长了信号延迟大，间距小了有串扰，阻抗不匹配有反射。”
大张海转过身。
“芯片的‘现场课’，核心也是三点：第一，指令集是工程师和机器之间的约定，芯片是实现这个约定的硬件；第二，每一条指令在芯片内部都有对应的硬件逻辑，工程师不需要知道，但芯片设计师必须知道；第三，芯片装在板卡上，板卡插在机柜里，机柜连成系统，一层一层往上堆。”
他看着苏明华和孔宝祥。
“我们写微程序、跑现场的时候，心里要有一张图，这条指令在芯片里是怎么跑的，用了哪些逻辑门，花了多少时间。有了这张图，很多问题就不用猜了。”
从星河CAD机房出来，天已经快黑了。
四个人站在机房门口，夕阳从西边的窗户斜射进来，把整条走廊染成一片金黄。
吕辰从兜里掏出烟，给大张海和孔宝祥各发了一根，自己也点了一根。
“今天的三个课，你们也听了。苏明华讲产线，孔宝祥讲微程序，大张海讲芯片。三个人，三个领域，三种思维方式。”
他吸了一口烟，慢慢吐出来。
“你们回去之后，按这个方法，在各自的战队内部推广。大张海，你带着第一战队的人，到大张海那里学芯片；孔宝祥，你带着第二战队的人，到微程序设计室学微程序；苏明华，你带着第三战队的人，到产线上学现场。”