進入八月下旬，秋老虎威力正盛。
辦公室裡，風扇嗡嗡地轉著，把熱風從這頭推到那頭，聊勝於無。
呂辰翻著一份《崑崙1機介面通則》，搪瓷缸子裡的茶換成了綠豆湯，這可是李懷德給大家的福利。
門被推開了，曾祺走了進來，手裡拿著一卷圖紙。
“呂辰，你看一下。”
“怎麼了？”
曾祺把圖紙展示了一下，露出裡面密密麻麻的版圖線條。
“雙軌對比的結果出來了，問題不小。”
呂辰心裡咯噔了一下。
雙軌對比，是工業計算機26顆晶片版圖設計的最後一道關口。
他們用兩種方式獨立完成了26顆晶片的版圖設計，全手工繪製一套，星河CAD自動生成一套。
兩套版圖放在一起審視，互相暴露對方的缺陷。
這個想法是呂辰在兩個月前提出的，當時大家都覺得是好事，兩塊版圖一比對，取長補短，最後融合出一版最優的送流片。
但“問題不小”三個字從曾祺嘴裡說出來，呂辰知道，事情沒那麼簡單。
呂辰接過報告，翻開第一頁。
是一張彙總表，左邊列著“手工版問題”，右邊列著“CAD版問題”，中間是“對比結論”。
每一行都用紅筆標註了嚴重程度，有的一級，有的二級，有的三級。
他掃了一眼，眉頭就皺了起來。
手工版的問題列了六類，每一類下面都有好幾個具體的案例。
CAD版的問題也列了六類，數量不比手工版少。
他把報告合上，抬起頭看著曾祺。
“明早開會吧，我把諸葛師兄和錢師姐請回來一起會診。”
他想了想：“此外，我會把汪教授也請來，星河CAD的微程式是他寫的，這些問題得讓他看看。”
曾祺點了點頭，轉身出去了。
第二天一早，呂辰到辦公室放下帆布包，就往第八組的設計室走。
來到設計室，裡面已經坐滿了人，氣氛凝重。
曾祺坐在靠窗的位置，面前攤著厚厚一沓對比報告，手裡握著一支紅筆，在紙上寫寫畫畫。
諸葛彪叼著一根菸，靠在繪圖桌旁邊，眯著眼睛看牆上掛著的兩張版圖，左邊是手工版，右邊是CAD版，兩張都是A0幅面，硫酸紙，線條密得像蛛網。
吳國華站在兩張版圖中間，手裡拿著一根細長的金屬棒，正點著圖上某處，跟旁邊的大張海說著甚麼。
呂辰走到自己的工位坐下，看著陸續進來的人。
除了第八組的骨幹，其他組的負責人也來了，自動化控制中心的李師兄也來了，謝凱也帶著兩名驚雷設計室的人來旁聽，連6305廠的設計中心都打發了幾名設計師過來。
把設計室坐得滿滿當當。
錢蘭推開人群走進來時，身後跟著頭髮花白的汪涵教授。
他是星河計劃理論組副組長、微程式設計院理事會成員，星河CAD微程式的主要開發者。
“汪教授，您來了。”呂辰迎上去。
汪涵教授擺了擺手，帶著一股子學術圈裡才有的較真勁：“你讓人叫我，我就來了。聽說你們搞了個雙軌對比，手工畫了一套，CAD畫了一套，拿來比比？我倒要看看，我的微程式到底輸在哪兒。”
呂辰笑了笑：“不是輸贏的事，是取長補短。您坐。”
錢蘭帶汪涵教授在前排坐下。
汪涵教授從兜裡掏出一個黑皮本子，翻開空白頁，把鋼筆帽擰開，擱在本子旁邊，表情認真。
“開始吧。”呂辰走到黑板前，把位置讓給曾祺。
曾祺走到兩張版圖前面，拿起金屬棒，點著左邊那張手工版。
“各位，我先說手工版的問題。”
這些天他帶著第八組的人一張圖一張圖地比對，每一處差異都記錄在案，每一類問題都歸納總結，現在說出來，像是在唸一份已經背熟的稿子。
“第一類問題，也是最嚴重的問題之一，時鐘樹嚴重不平衡。”
他用金屬棒在手工版的GY-CU-01主控核心版圖上畫了一個圈。
“手工版的時鐘線，由設計師憑經驗手畫。從時鐘源到各觸發器的走線長度差異很大。”
他點著圖上的一處：“比如這條線，從時鐘源出發，繞了半個晶片才到達目標觸發器。”
金屬棒移到另一處：“這條線就在旁邊，距離很近。兩條線的走線長度相差了2.3毫米。”
他把金屬棒放下，轉身看著臺下。
“用星河CAD模擬後發現，手工版的時鐘偏斜達到了800皮秒。設計指標是200皮秒以內，超標4倍。”
他頓了頓，補了一句：“而且不只是GY-CU-01，其他晶片也存在同樣的問題。GY-CU-02的時鐘偏斜620皮秒，GY-CU-R的時鐘偏斜710皮秒，幾乎所有手工版的大晶片，時鐘偏斜都超標。”
臺下嗡嗡聲起來了。
諸葛彪把煙從嘴裡拿下來，彈了彈菸灰，斜眼看著呂辰，嘴角帶著一種“我可逮著機會了”的笑意。
“呂辰，GY-CU-01是你親自畫的吧？”
呂辰點了點頭，沒說話。
諸葛彪嘿嘿笑了起來：“你這手工畫的時鐘線，一根繞了半個晶片，一根就在旁邊，這偏斜不超標才怪。你看看CAD那邊，”
他用下巴朝右邊那張CAD版努了努：“你看人家這H樹，整整齊齊，從時鐘源出發，走線長度基本相等，分叉點都在中間，到了末端，各分支延遲差不到100皮秒。”
呂辰端起搪瓷缸子喝了一口水，表情沒甚麼變化，但嘴角微微抽了一下。
“繼續。”他說。
曾祺點了點頭，金屬棒移到手工版的另一處。
“第二類問題，訊號線間距不一致，串擾嚴重。”
他點著資料匯流排的一組相鄰線。
“手工版的資料匯流排，相鄰線間距不統一。這裡，間距是線寬的1.5倍；這裡，間距只有1.2倍；這裡，間距又變成了1.8倍。”
他轉過身：“原因可能是手抖，也可能是疏忽。而且手工版沒有在敏感線之間加遮蔽地線。”
他翻過一頁報告，唸了一組數字。
“提取寄生引數後，手工版相鄰線的耦合電容比CAD版大了40%。串擾毛刺幅度達到了邏輯閾值的60%。”
他加重語氣：“最嚴重的地方，兩根線畫得太近，模擬的時候看不出來，但提取RC引數後，毛刺幅度達到了2.5伏。這個電壓，已經足以讓後面的觸發器誤翻轉。”
臺下安靜了一瞬。
謝凱帶來的一名設計師舉手問：“2.5伏的毛刺，那基本上就是邏輯錯誤了？”
“對。”曾祺點了點頭，“如果不改，流片回來，這塊晶片在特定條件下會隨機出錯，而且極難復現。”
汪涵教授在黑皮本子上記了幾筆，鋼筆沙沙地響。
“第三類問題，電源網格過細，IR Drop超標。”
曾祺的金屬棒移到電源線的區域。
“手工版按最小線寬畫電源線，靠增加走線密度來降低電阻。但主幹道的寬度不夠。”
他在圖上點了點幾個關鍵位置。
“CAD版的自動電源網路綜合，會根據電流密度自動加寬主幹道，並且新增了電源條。對比模擬發現，手工版區域性的IR Drop達到了15%，CAD版不到5%。”
他翻開報告，唸了一個具體的案例。
“GY-CU-03的VDD線，有一段只畫了20微米寬。模擬顯示，峰值電流1.2安培時，這段線上的壓降達到了0.6伏。到晶片遠端，供電電壓只剩4.4伏。”
他放下報告，看著臺下。
“4.4伏，已經低於晶片的正常工作電壓下限。某些閘電路的延遲會增加30%以上，時序根本收不住。”
有人插了一句：“這不光是時序的問題，邏輯功能都可能出錯。電壓低於閾值，與門變與非，與非變或非，整個邏輯都亂了。”
曾祺點了點頭，繼續說。
“第四類問題，金屬拐角存在銳角與缺口。”
他用金屬棒點著手工版上一個拐角處。
“手工版在走線拐彎的地方，有人畫出了小於90度的銳角。而且拐角內側的線寬明顯變細。”
他放大了一張區域性圖，那是一張掃描後的版圖照片，拐角處線條急劇收窄，幾乎要斷掉。
“CAD版的自動佈線只允許135度或90度拐角，並且在拐角處自動加粗。手工版的DRC人工檢查雖然透過了，但還是有遺漏。”
6305廠的一名設計員道：“這種情況，刻蝕之後，拐角處會形成縮頸。流片回來，基本可以肯定是根斷線。”
臺下有人倒吸了一口涼氣。
汪涵教授的鋼筆停了一下，然後又繼續寫。
“第五類問題，缺少虛擬填充。”
曾祺點著手工版的大塊空白區域。
“手工版在這些空白區域沒有加dummy metal。化學機械拋光之後，這些地方會凹陷。”
他在空中畫了一個剖面圖。
“凹陷的後果是，在後續光刻時，這些區域的焦深會偏差，影響圖形精度。小範圍還好，但大面積的空白區域，會直接影響整顆晶片的良率。”
“第六類問題，接觸孔尺寸不一致。”
他的金屬棒點著接觸孔的區域。
“手工版不同模組的接觸孔直徑存在0.1到0.2微米的偏差，而且位置也有偏移。CAD版全部呼叫標準單元庫，尺寸、間距完全一致。”
他翻開報告最後一頁：“對比發現，手工版的部分接觸孔，刻蝕後沒有完全開啟。接觸電阻比正常值大了兩個數量級。”
他把報告合上，放下金屬棒，轉過身。
“手工版的問題，就這些。”
設計室裡安靜了幾秒。
呂辰坐在靠牆的位置，手指在桌面上輕輕叩著。
GY-CU-01是他親手畫的，時鐘線繞了半個晶片，電源線只畫了20微米寬，這些毛病都是他犯的。
他端起搪瓷缸子，喝了一口已經涼透的茶，苦得要命。
汪教授道：“說說CAD版的問題。”
曾祺點了點頭，走到右邊那張CAD版前面，拿起金屬棒。
“手工版的問題不少，但CAD版的問題也不少。”
他在CAD版上點了幾下。
“第一類問題，也是CAD版最核心的一個問題，關鍵路徑佈線繞遠，延遲反而比手工版更大。”
他點著16位加法器的進位鏈。
“CAD版的自動佈線，為了繞開障礙物，把進位鏈的走線繞了很遠。從輸入到輸出，總長度達到了3毫米。”
金屬棒移到手工版上對應的位置。
“手工版這邊，設計師會手動推擠其他走線，給進位鏈讓路，讓它走直線。總長度只有1.8毫米。”
“對比模擬發現，CAD版進位鏈的延遲比手工版大了25%。時序收斂更困難。”
他頓了頓，補了一句：“而且這個問題不是個例。好幾顆晶片的關鍵路徑，CAD版都有繞遠的情況。”
諸葛彪嘿嘿笑了一聲：“CAD這是笨，它不知道哪條路要緊。它只知道‘從這裡到那裡有一條路可以走’，至於這條路彎了幾個彎、繞了多遠，它不在乎。”
汪涵教授手裡的鋼筆停了，抬起頭看了諸葛彪一眼，沒說話，低下頭繼續寫。
曾祺繼續說：“第二類問題，CAD版對特殊定製結構不智慧。”
他點著CAD版上的儲存陣列區域。
“儲存陣列的位線，CAD也做了自動佈線，導致位線長度不一致。位線長度不一樣，讀放大器就會失調。”
金屬棒移到手工版。
“手工版這邊，設計師手動匹配了位線長度，誤差控制在1%以內。”
“對比發現，CAD版的儲存單元讀視窗變小，噪聲容限下降。如果直接用這版流片，儲存晶片的良率會很不好看。”
吳國華補充了一句：“這個問題在KL-SRAM的設計上我們也遇到過。當時手工匹配位線，花了兩天時間。CAD版自動佈線，十分鐘就跑完了，但結果不能用。”
汪涵教授的鋼筆在紙上頓了一下，留下一個墨點。
他用手背擦了擦，繼續寫。
“第三類問題，CAD版存在過多冗餘過孔，增加了寄生電容。”
曾祺點著CAD版上密密麻麻的過孔。
“CAD版為了可靠性，在每個接觸孔旁邊自動加了冗餘過孔。這本來是一件好事，但問題是，它不加區分，所有孔都加。”
他翻開報告，唸了一組資料。
“冗餘過孔導致節點的寄生電容增加了15%。某些關鍵路徑的延遲比手工版大了，功耗也更高。”
他抬起頭：“手工版只在關鍵節點加冗餘過孔，其餘地方用單孔。這個‘度’的把握，CAD還做不到。”
“第四類問題，CAD版缺乏對模擬和混合訊號電路的直覺最佳化。”
他點著時鐘驅動器的輸出級。
“CAD版把時鐘驅動器的輸出級佈局得太散，各個緩衝器分散在版圖各處。時鐘邊沿因為走線長度的差異，變得不一致。”
“手工版這邊，時鐘緩衝器集中放置，輸出級緊貼負載。CAD版的時鐘上升時間比手工版長了0.3納秒。”
他轉過身：“0.3納秒，對於4兆赫的時鐘來說，已經是超過一個時鐘週期的十分之一了。”
“第五類問題，CAD版違反了一些常規經驗。”
“CAD版把敏感的復位線，布在了一條大電流開關訊號線的旁邊。兩條線平行走了很長一段。”
他點著復位線的區域：“手工版的設計師，憑藉經驗，會主動避開這種佈局。但CAD不知道。”
他翻開報告，唸了一句：“復位線上的毛刺，幅度達到了邏輯閾值的70%，可能引起誤復位。”
“第六類問題，過度遵守規則，導致面積浪費。”
他用金屬棒在CAD版上畫了一個大圈。
“CAD版把所有線間距統一設為2倍最小間距，不分訊號型別、不分重要性。結果是，晶片面積比手工版大了12%。”
他看著臺下：“手工版會根據訊號型別分級設間距。關鍵訊號線寬、間距大，非關鍵的訊號線擠一擠。CAD沒有這個判斷能力。”
他放下金屬棒，退後一步。
“CAD版的問題，就這些。”
設計室裡徹底安靜了。
汪涵教授放下鋼筆，看著黑板上那兩列問題，表情看不出甚麼，但手指在筆記本的封皮上輕輕摩挲著。
錢蘭翻開報告，總結了一句：“手工版的問題，集中在三點：時鐘不平衡、訊號完整性差、電源網格弱。CAD版的問題，也集中在三點：關鍵路徑繞遠、特殊結構不智慧、面積浪費。”
她合上報告，看著呂辰。
諸葛彪把煙叼在嘴角，眯著眼睛看那兩張版圖，慢悠悠地說了一句：“手工版有時序和可靠性的硬傷，CAD版有面積和關鍵路徑繞遠的毛病。兩條腿走路，是對的。”
呂辰放下笑：“手工版和CAD版，各有優劣。手工版的優勢是‘經驗’，CAD版的優勢是‘規矩’。但經驗和規矩，都不完美。”
他站起來，走到兩張版圖中間。
“我提一個融合方案。”
他轉過身，看著所有人。
“以CAD版為基底。CAD版的佈局規整、DRC乾淨、時鐘樹平衡、電源網格強壯，這些比手工版強。把這些作為基礎，省去從頭開始的時間。”
他豎起第二根手指。
“在CAD版的基礎上，用手工最佳化關鍵路徑和特殊結構。16位加法器的進位鏈，用手工版的經驗，在CAD版裡手動拉直。儲存陣列的位線，用手工匹配。時鐘驅動器的輸出級，用手工集中佈局。”
他豎起第三根手指。
“用手工版的佈線智慧和經驗規則，去修正CAD的自動佈線約束檔案。把手工版裡那些‘不成文的經驗’，變成CAD能理解的約束。以後跑自動佈線，就不需要再手工改一遍了。”
他放下手，看著曾祺。
曾祺點點頭：“這個融合方案可行，我帶著人先做。以CAD版為底，手工改關鍵路徑。改完再跑一遍驗證，確認沒有問題再送流片。”
錢蘭道：“今天手工版暴露出來的六個問題，我會將其錄入《常見缺陷清單》，以後手工畫版圖，這六條是紅線。”
她頓了頓：“CAD版暴露出來的六個問題，我也會整理成一份《常見缺陷清單》，回頭跟微程式設計院對接，看看哪些問題能在演算法層面解決，哪些需要設計師手動干預。”
呂辰最後看向汪涵教授。
“汪教授，雙軌對比的事，還沒完。有些問題，不是靠手工改就能解決的，得從CAD的演算法層面動刀。您跟我們走一趟，去機房看看？”
汪涵教授合上黑皮本子，站起來。
“走。”