上午的全體會議結束後,整合組全體成員留下,繼續開會。
會議室裡的人少了一大半,只剩下整合組的五十多號人。
陳茂林坐在主席臺的位置上,他是系統整合組的組長。
旁邊坐著呂辰、汪涵、秦無功,以及各小組的骨幹。
陳茂林敲了敲桌子,會議室裡安靜下來。
“上午的會,大家聽了。總的任務,清楚了。現在,我們開整合組的第一次全體會議,討論具體實施方案。”
他站起來,走到黑板前,拿起粉筆,畫了一個大大的機櫃示意圖。
“我先說板卡整合的總體思路。”
他在機櫃裡畫了一排排的方框,表示板卡。
“我的設想是,板卡採用抽屜式結構。每塊板卡裝在一個金屬框架裡,兩側有導軌,可以像抽屜一樣抽出來。”
他在機櫃前面畫了一個把手。
“板卡前面板有把手和指示燈。板卡插入機櫃後,透過板卡邊緣的金手指與背板連線。背板上整合了資料匯流排、地址匯流排、控制匯流排、時鐘、電源。”
他在背板上畫了幾條粗線,表示匯流排。
“這個結構的好處是,板卡更換方便。哪塊板卡壞了,抽出來,換一塊新的插進去,幾分鐘就能搞定。”
臺下眾人點頭。
秦無功站起來,走到黑板前。
他接過粉筆,在陳茂林的圖基礎上,加了幾條藍色的線。
“我補充一點。”
他畫了幾條水管,從機櫃背部連線到板卡抽屜的後端。
“機櫃採用水冷加風冷混合方案。每臺機櫃背部安裝水冷板,冷卻水透過地下管道迴圈。水冷板與板卡抽屜的後端接觸,帶走熱量。”
他又在板卡抽屜裡畫了幾個小風扇。
“但是,水冷只能帶走機櫃背部的熱量,板卡前端和晶片周圍的熱量,需要風冷來輔助。因此,每個板卡抽屜內部必須加裝風扇,從機櫃前面進風,後面出風。”
他在風扇上畫了幾個箭頭,表示氣流方向。
“風扇的供電和控制訊號,透過板卡邊緣聯結器從背板獲取。板卡插入後,風扇自動通電運轉。板卡拔出後,風扇斷電停止。”
他放下粉筆,轉過身。
“這個方案,我們已經做了驗證。效果不錯。”
陳茂林聽完,在筆記本上記了幾筆。
然後他抬起頭,看著呂辰。
“呂工,硬體組有甚麼想法?”
呂辰站起來,走到黑板前。
他沒有立刻畫圖,而是站了一瞬,像是在組織語言。
然後他拿起粉筆,在黑板上寫了一個詞:插座。
“各位,我有一個想法。”
他轉過身,看著臺下。
“晶片不能直接插在板卡上。”
會議室裡安靜了一瞬。
“為甚麼?”坐在前排的一個計算機所的工程師問。
呂辰拿起粉筆,在黑板上畫了一個晶片的示意圖,然後在晶片下面畫了一個板卡。
“晶片的引腳是金屬的,板卡上的電路是銅的。如果直接把晶片插進板卡的過孔裡,用螺絲擰緊,電氣連線是沒問題。”
他頓了頓。
“但是,晶片和板卡的熱膨脹係數不一樣。晶片是陶瓷封裝的,板卡也是陶瓷的,按理說應該匹配。但問題是,板卡上的銅電路在釉層下面,陶瓷基板本身沒有彈性。擰螺絲的時候,如果扭矩控制不好,輕則接觸不良,重則陶瓷開裂。”
他畫了一個放大圖,顯示螺絲擰緊時,引腳和過孔壁的接觸點。
“而且,晶片拔出的時候,引腳和過孔壁會摩擦。插拔幾次後,過孔壁的金屬鍍層可能被磨掉,接觸電阻增大,訊號衰減。”
臺下有人在小聲議論。
“還有,”呂辰繼續說,“每顆晶片的引腳數量不一樣。KL-VU有170多個引腳,KL-SRAM只有三十幾個。如果每顆晶片都要單獨設計板卡上的過孔陣列,板卡種類就會爆炸。現在已經有23種板卡了,再細分下去,管理和維護都是災難。”
他把粉筆放下,轉過身。
“所以,我建議,統一晶片插座。”
他在黑板上畫了一個插座的結構圖。
“插座是一個獨立的零件,固定在板卡上。它有一排排的簧片,用來夾住晶片的引腳。插座底部有安裝腳,插入板卡的過孔,用螺絲固定。”
他畫了一個晶片插入插座的示意圖。
“晶片壞了,拔出來,換一顆新的插進去。插座壞了,換一個插座。板卡上的過孔,只和插座的安裝腳打交道,不和晶片直接接觸。”
他頓了頓。
“這樣一來,板卡上的過孔陣列就可以標準化。比如,64腳的插座,過孔陣列固定。不管上面插的是KL-MC還是KL-CACHE,板卡上的佈線是一樣的。板卡種類可以大大減少。”
臺下安靜了一瞬。
然後,坐在前排的一個計算機所的工程師舉手了。
他是計算機所的板卡設計師,姓李,四十出頭,戴一副厚眼鏡,表情不太好看。
“呂工,我提個意見。”
呂辰看著他:“李工,您說。”
李工站起來,走到黑板前,拿起粉筆畫了一個板卡的示意圖。
“你的想法是好的,但有一個現實問題。”
他在板卡上畫了幾十個插座,每個插座周圍畫了密密麻麻的走線。
“板卡上的空間本來就緊張。你加一個插座,插座本身佔面積,插座的安裝腳佔面積。原本能放16顆晶片的板卡,放了插座之後,可能只能放12顆。效能直接打八折。”
他轉過身,看著呂辰。
“而且,插座的成本不低。簧片要鍍金,彈簧要熱處理,外殼要精密注塑。一萬多顆晶片,就要一萬多個插座。這筆預算,誰出?”
臺下有人點頭。
呂辰沒有立刻回答。
他走到黑板前,拿起粉筆,在李工的圖旁邊畫了一個對比圖。
左邊是“直接插晶片”,右邊是“用插座”。
“李工說得對。插座佔用面積,這是事實。效能會下降,這也是事實。”
他頓了頓。
“但是,崑崙1機不是造出來就完了。它要跑十年、二十年。這十年裡,晶片會老化、會故障。沒有插座,換一顆晶片要多久?”
他在直接插晶片的圖下面寫了一行字:擰幾十個螺絲,小心再小心,十分鐘。
在插座圖下面寫了一行字:一摁一扳,三秒鐘。
“十分鐘和三秒鐘,在實驗室裡也許沒甚麼區別。但崑崙1不能停機。故障板卡必須在最短時間內修復。插座雖然佔面積,但它換來的是可維護性。”
他轉過身,看著臺下。
“而且,插座標準化之後,板卡種類可以減少。李工,你算過沒有,如果沒用插座,我們需要多少種板卡?”
李工愣了一下,然後說:“當前的設計,按晶片型別分,12種晶片,每種對應1-2種板卡,一共23個型號。”
“用了插座呢?”呂辰問。
李工想了想:“如果按插座規格分,比如24腳、40腳、64腳、128腳、256腳,五種規格。每種規格的板卡,走線是通用的。板卡種類可以壓縮到5-8種。”
“那就對了。”呂辰說,“15-20種板卡,壓縮到5-8種。標準化帶來的好處,遠遠超過了插座佔用的那點面積。”
會議室裡安靜了一瞬。
又一個計算機所的工程師舉手了,姓王,是板卡組的副組長。
“呂工,插座標準化好是好,但板卡設計要全部重來。”
他的聲音裡帶著一絲無奈。
“我們花了七個月,畫了527塊板卡的電路圖,下週就要送掐絲琺琅生產線了。你現在說要改,意味著七個月的活白乾了。板卡要重新設計,重新畫圖,重新驗證。工期至少推遲兩個月。”
他頓了頓。
“1970年9月底之前,整機要跑起來,一天不拖。你這一改,還趕得上嗎?”
臺下嗡嗡聲起來了。
這個問題,比技術問題更棘手。
呂辰沉默了幾息。
然後他走到黑板前,拿起粉筆,畫了一條時間軸。
“王工說得對,改板卡設計,確實要花時間。”
他在時間軸上標了幾個點。
“但是,不改,花的時間更多。”
他轉過身,看著臺下。
“你們想想,如果沒有插座,板卡裝到機櫃裡之後,發現某顆晶片壞了,怎麼辦?”
他在時間軸上畫了一個叉。
“換晶片,要擰螺絲。擰螺絲,可能擰壞陶瓷板卡。板卡壞了,整塊板卡要拆下來返修。返修一塊板卡,少則一天,多則三天。”
“五百多塊板卡,一百萬顆安裝腳,一萬多顆晶片。按千分之一的故障率算,至少會有十幾塊板卡在聯調階段出問題。一塊板卡返修三天,就是四五十天。”
他放下粉筆。
“改設計,花兩個月。不改,聯調的時候花的時間更長。”
“而且,改了之後,崑崙1是‘可維護’的機器。不改,它永遠是‘一次性’的機器。”
會議室裡安靜了幾秒。
王工張了張嘴,沒說出話來。
李工低下頭,在筆記本上寫著甚麼。
陳茂林敲了敲桌子。
“呂辰,你的方案,我原則同意。但有一個問題。”
他看著呂辰,目光認真。
“插座的機械結構,誰設計?誰製造?誰測試?”
吳國華舉手支援呂辰:“插座的結構,紅星所牽頭設計。”
哈工大的工程師,包教授的弟子朱光譜也舉手支援呂辰:“製造方面,哈工大協調長春機床廠的精密加工車間負責。測試方面,哈工大負責,高低溫、振動、插拔壽命,都可以做。”
呂辰感激的點了點頭,他頓了頓,雙說道:“插座不是一次性設計,我們可以先做幾塊樣板,裝在一個小機櫃裡跑起來,驗證可行性。沒問題了,再推廣到全部板卡。”
陳茂林點頭同意:“這個思路好。先做樣板,驗證可行,再全面鋪開。不冒進,也不保守,”
他看向全場。
這時,諸葛彪舉起了手:“李工畫電路圖畫了七個月,這個事依我看,可以換了思路!”
眾人都看著他。
諸葛彪笑了笑,拿起煙點了一支,走到黑板前,拿起粉筆,在上面寫了三個字:午馬機。
“李工,你知不知道,紅星所的晶片設計是怎麼做的?”
李工愣了一下:“聽說過。用午馬機叢集,叫星河CAD。”
“對,不止是星河CAD,我們還研發了繪圖儀。”諸葛彪說,“晶片的邏輯圖、版圖,全部在午馬機上設計。設計完了,用繪圖儀直接畫在硫酸紙上,精度零點一毫米,比手工畫快五倍,改起來也方便。哪裡畫錯了,改幾個座標就行,不用擦掉重畫。”
他在黑板上畫了一個簡圖,一臺午馬機,連著一臺繪圖儀,硫酸紙從繪圖儀裡緩緩吐出。
“星河CAD是程式設計院和理論組搞的,用在晶片設計上。但板卡電路圖,比晶片版圖簡單多了。晶片版圖涉及數百個標準單元庫,上萬個閘電路,精度是微米級的,板卡電路圖是毫米級的。晶片版圖都能在午馬機上畫,板卡電路圖算甚麼?”
李工的眼睛亮了一下。
諸葛彪繼續說:“程式設計院的汪涵教授就在這裡。汪教授,板卡電路圖的繪圖微程式,你們能不能寫?”
汪涵教授手裡夾著一支沒點的煙,靠在椅背上,眼睛半閉著,像是在養神。
聽見諸葛彪叫他,他慢慢睜開眼睛,坐直了身子。
他走到黑板前,拿起粉筆,在黑板上畫了一個簡圖。
“板卡電路圖,本質上是一堆元件符號和連線。元件有固定的符號,電阻是一條鋸齒線,晶片是一個矩形,四周有引腳。連線是直線或折線,連線元件的引腳。”
他在圖上標了幾行字。
“這個繪圖微程式,技術上沒有難度。元件庫可以事先定義好,電阻、電容、晶片插座、聯結器,每種元件的圖形符號、引腳位置、預設引數,全部存在庫裡。設計師呼叫元件,在螢幕上指定位置,系統自動畫出元件符號和引腳。”
“連線就更簡單了。設計師點一下元件A的引腳,再點一下元件B的引腳,系統自動畫出一條直線。如果直線需要轉折,輸入個座標點,自動插入轉折點。”
他放下粉筆,轉過身。
“而且,設計師在午馬機上畫圖,畫的是資料,元件的位置座標、連線的起點和終點。這些資料存下來,隨時可以修改。改一個元件的座標,系統自動重新畫圖。改一條連線的走向,系統自動重新佈線。”
他看著李工。
“李工,你們現在改圖紙,是不是要用橡皮擦掉,重新畫?擦不乾淨還要換一張硫酸紙重新描?”
李工點了點頭,表情有些苦澀。
“那可不是。改一處,擦半天。擦完了還有印子,畫上去墨洇不開。有時候一處改了,相關的走線全要改。一張圖紙改三五次就廢了,要重新畫。”
汪涵笑了:“這個微程式寫出來,你們在午馬機上改圖紙,只需要敲幾個數字。元件的位置從()改到(),敲幾個鍵的事。改完了一鍵生成新圖紙,繪圖儀能自己畫出來。不需要橡皮,不需要硫酸紙,不需要描圖員。”
會議室裡安靜了一瞬。
然後李工開口了,聲音裡帶著一絲期待:“汪教授,這個微程式……多久能寫出來?”
汪涵想了想:“兩週。”
“兩週?”李工的眉頭皺了一下。
“兩週寫出第一版,能完成基本的元件放置和連線功能。”汪涵不急不慢地說,“你們先用起來,發現問題隨時改。功能的優先順序你們定,先把最常用的元件庫建起來,把最常用的走線規則寫進去。不常用的功能後面慢慢加。”
他頓了頓,看著諸葛彪。
“諸葛工,你這個思路挺好。晶片設計能用計算機輔助,板卡設計為甚麼不能?而且板卡電路圖的複雜度比晶片版圖低兩個數量級,晶片版圖都能跑,板卡電路圖算甚麼?”
諸葛彪點了點頭,看著李工。
“李工,有了這個繪圖微程式,你們畫圖就不用從頭改。只需要把現有圖紙的元件佈局和走線資訊,錄入到午馬機裡。錄入的時候就在調整,插座放哪裡,走線怎麼走。原來的圖紙不用廢,作為參考。”
他又掏出煙點了一支:“而且,板卡種類壓縮到5到8種之後,你們不需要再畫527塊板卡。每類畫一種,其他的都是修修補補。工作量就減少了。”
李工靠在椅背上,看著天花板,沉默了好一會兒。
然後他坐直了身子,看著臺下板卡設計組的幾個人。
那幾個人也在看他,有人微微點了點頭。
李工把煙掐滅在菸灰缸裡。
“呂工,諸葛工,汪教授,這個事……我們幹。”
板卡的事告一段落,大家又討論其他組的事,陳茂林提議編寫一份《崑崙1機硬體整合介面規範》,得到所有人支援。