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第302章 集中在一起

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";如果采用moS结构,我们可以将每个晶体管的尺寸缩小到100微米以下,";一位工程师建议。

";不,我们应该尝试cmoS结构,";李长生说,";虽然工艺更复杂,但功耗更低,稳定性更好,更适合大规模集成。";

经过反复讨论和修改,一套完整的基本逻辑单元设计图终于确定下来。李长生亲自将这些设计转化为光刻掩模版,用于后续的芯片制造。

";开始第一批芯片的生产,";李长生下令道,";每种逻辑门电路各生产100片,良品率要求达到50%以上。";

芯片制造是一个极其精细的过程,要经过清洗、氧化、光刻、刻蚀、扩散、金属化等数十道工序,每一道工序都可能出现问题。为了确保万无一失,李长生亲自参与了整个生产过程的监督和调试。

";光刻对准误差超出了0.5微米,必须重新校准,";他检查第一批样品时发现问题,立即要求停机调整。

";金属层沉积不均匀,必须改进真空度控制,";他又指出另一个问题。

在李长生近乎苛刻的要求下,芯片制造团队一次次调整工艺参数,一步步提高产品质量。终于,在第七次尝试后,一批合格的基本逻辑芯片诞生了。

";看,";李长生将一枚芯片放在显微镜下,向赵刚展示,";这是我们自己制造的与非门芯片,每个芯片上集成了16个独立的与非门电路,可以用于逻辑运算。";

赵刚惊讶地看着显微镜下那个只有指甲盖大小的芯片:";这么小的东西,里面真的有16个电路吗?";

";不仅如此,";李长生自豪地说,";未来我们会把成千上万个这样的电路集成在一起,做成更强大的芯片。";

基本逻辑单元成功后,李长生开始着手更复杂的电路设计——寄存器、计数器、加法器等计算机的核心功能模块。这些电路的复杂度成倍增加,对设计和制造的要求更高。

";这个4位加法器的设计有问题,";李长生检查设计图时皱起眉头,";进位处理不够优化,会导致运算速度变慢。我们应该采用超前进位设计。";

他拿起铅笔,在图纸上迅速勾画出一个新的电路结构,然后向工程师解释其工作原理。

";这样设计,可以将加法运算时间缩短30%以上,";他指着改进后的图纸说。

就这样,一个接一个的功能模块被设计出来,经过优化,然后投入生产。每一次成功都为团队注入新的信心,每一次失败都成为宝贵的经验。

进入十月,随着基本功能模块的陆续完成,李长生开始了第三代计算机的整体架构设计工作。与传统的电子管或晶体管计算机不同,这台计算机将完全基于集成电路芯片,体积更小,功耗更低,速度更快,可靠性更高。

";我们的目标是什么级别的计算机?";赵刚在一次规划会议上问道。

";至少要达到每秒执行10万次基本运算的水平,";李长生回答,";相当于当前世界上最先进的大型计算机的性能,但体积只有它的二十分之一。";

根据这一目标,李长生设计了一个包含中央处理器、内存、输入输出控制器等核心部分的完整计算机系统。

中央处理器由算术逻辑单元、控制单元和寄存器组成,能够执行基本的数学和逻辑运算;内存系统采用新型的半导体存储技术,比传统的磁芯存储器速度快十倍;输入输出控制器则负责与外部设备的数据交换。

";系统太复杂了,";一位系统工程师担忧地说,看着密密麻麻的设计图,";我们真的能做出来吗?";

";能,一定能,";李长生坚定地说,";我们已经攻克了最难的部分——光刻机和集成电路,剩下的就是细致的工程实现问题了。";

为了确保设计的可行性,李长生采用了一种模块化的方法,将整个系统分解为相对独立的功能块,每个功能块先单独设计、测试,然后再整合到一起。这种方法大大降低了系统的复杂度,提高了开发效率。

";今天我们测试的是算术逻辑单元,";在一次子系统测试中,李长生对在场的工程师说,";它是中央处理器的核心部件,负责执行所有的数学和逻辑运算。";

几位工程师小心翼翼地将一块电路板连接到测试仪器上。这块电路板上集成了数十枚自主研发的芯片,构成了一个完整的算术逻辑单元。

";开始测试,";李长生下令道。

测试仪器开始向电路板输入一系列预设的测试数据,电路板迅速处理这些数据,并将结果返回给测试仪器。一台连接着的显示器上,不断闪现着测试进度和结果。

";前50组测试通过,";一位工程师报告道,";计算结果与预期完全一致。";

李长生点点头,继续观察着测试过程。突然,显示器上闪过一条错误信息。

";出错了,第67组测试失败,";工程师紧张地说。

李长生立即走过去,仔细查看错误报告:";是乘法运算出现了问题,结果偏差超过了允许范围。";

他思索片刻,然后取出设计图纸,逐步追踪乘法器的工作流程。

";找到了,";他指着图纸上的一处说,";部分积加法器的进位处理有问题,可能是第三组加法器的芯片存在缺陷。";

在李长生的指导下,工程师们更换了可能存在问题的芯片,重新连接电路,再次启动测试。

";所有测试通过!";半小时后,工程师兴奋地宣布。

就这样,一个个子系统被设计、制造、测试、完善,最终集成到一起。

……

兵工厂外围,一辆迷彩军用卡车缓缓驶入大门,车轮碾过青石板路面,发出沉闷的声响。

";停车检查!";哨兵举起手中的步枪,厉声喝道。

车上下来一名身着便装的男子,递过一份盖着鲜红印章的证件。

哨兵接过仔细查看,脸色立刻变得恭敬起来。

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