接下来的三天,团队进入疯狂工作状态。
701房间,时钟树组。王建国带着五个工程师,正在验证“有限毛刺”方案的可行性。白板上写满了公式,地上扔着几十张草稿纸。
“老王,这个毛刺宽度仿真结果出来了,”李敏盯着屏幕,“最坏情况85ps,满足100ps的要求。但频率……每小时会出现13次,略高于1次的上限。”
“13次?”王建国挠头,“能不能再优化?”
“已经优化到极限了,再优化就要加面积。”
“加多少?”
“5。”
王建国看向陈永仁。陈永仁盯着仿真波形,突然说:“不用加面积。13次和1次,实际系统能感知到差别吗?”
李敏想了想:“理论上能,但实际基站环境噪声很大,这点差别可能被淹没。”
“那就用实测数据说话,”陈永仁拍板,“做个蒙特卡洛仿真,模拟实际环境的各种噪声源,看看毛刺被淹没的概率。”
“那得算到什么时候?蒙特卡洛要跑上千次仿真!”
“跑,”陈永仁斩钉截铁,“用服务器集群,并行跑。我要看到统计结果,而不是理论最坏情况。”
李敏吐吐舌头,去调服务器了。陈永仁走到窗边,看着外面淅淅沥沥的雨——深圳进入雨季了。他已经三天没出酒店门,连现在是白天黑夜都靠看窗外判断。
走廊里传来小杨的大嗓门:“张哥!这个fifo的深度仿真通过了!最多能容忍五个时钟周期的相位差!”
然后是张文龙冷静的声音:“好,但还要做功耗仿真。fifo每次读写都要耗电,在低流量模式下能不能自动休眠?”
“已经在做了……”
陈永仁笑了笑。虽然累,但这种所有人朝着一个目标狂奔的感觉,很久没有过了。在联发科,项目是项目,工作是工作。在这里,项目是使命,工作是战斗。
晚上十点,陈永仁回到自己房间。房间乱得像个垃圾场:床上摊着电路图,桌上摆着三台电脑,地上散落着零食包装袋。他老婆要是看到,肯定要骂死他。
洗澡时,热水冲在疲惫的身体上,蒸汽弥漫。陈永仁闭上眼睛,脑子里却还在转着技术问题:时钟树、adc、接口时序……这三个模块虽然各自解决了,但集成在一起会不会产生新的问题?
突然,一个念头像闪电般劈进脑海。
“等等……时钟树允许偶尔毛刺,adc允许通道失配,接口允许相位差……这些不完美的模块,为什么要用完美的同步机制来管理?”
他猛地睁开眼睛,水花四溅。
“如果……如果每个模块都有自己的时钟域呢?时钟树用主时钟,adc用独立的采样时钟,接口用弹性时钟?模块之间用异步fifo通信?”
这个想法太大胆了。传统芯片设计,最忌讳的就是多时钟域,因为时钟域交叉(cdc)问题会带来无穷无尽的麻烦。但反过来想,如果每个模块都不完美,为什么要强迫它们同步?让它们各走各的,在边界处做数据同步,不是更自由吗?
陈永仁澡也不洗了,裹着浴巾就冲出来,在湿漉漉的洗手台镜子上用马克笔画框图。
“时钟树模块,负责产生主时钟,允许偶尔毛刺。” “adc模块,用独立的锁相环产生采样时钟,故意让四个通道失配。” “基带处理模块,用主时钟。” “射频模块,用射频专用时钟。” “所有模块之间,用异步fifo连接……”
画着画着,他的手在颤抖。这不是小修小补,这是架构级的颠覆。如果成功,芯片的鲁棒性会大幅提升;如果失败,三个月的努力全部白费。
墙上的时钟指向十一点。陈永仁犹豫了三秒,然后抓起房间电话,拨了林辰的房间号。
“林总,抱歉这么晚打扰。我有一个疯狂的想法,可能需要推翻现有的架构。”
电话那头沉默了两秒:“来我房间,现在。”
705房间,作战指挥中心。
林辰穿着睡衣,头发乱糟糟的,但眼睛很亮。何庭波也被叫来了,她还保持着职业女性的体面,但眼角的皱纹显示出疲惫。
陈永仁用白板讲解他的“异步校准”架构。讲完后,房间里安静得能听到空调的出风声。
“你确定吗?”何庭波先开口,声音很轻,“多时钟域设计,cdc问题你怎么解决?亚稳态会导致数据错误,这是芯片设计的大忌。”
“传统cdc问题确实麻烦,”陈永仁承认,“但我研究过一种新型的异步fifo设计,用格雷码做指针,配合两级同步器。理论上亚稳态概率可以降到10-12以下,对于基站芯片的误码率要求来说,可以接受。”
“理论上?”何庭波挑眉,“流片验证过吗?”
“我在联发科做过小规模测试,在018微米工艺上验证过。但全芯片规模……没有。”
林辰一直没说话,在白板前来回踱步。走了三分钟,他停下来:“永仁,这个架构最大的好处是什么?”
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“容错性,”陈永仁毫不犹豫,“每个模块可以独立优化,独立工作。时钟树偶尔毛刺,不影响adc采样;adc通道失配,不影响基带处理。模块之间的异步fifo就像缓冲带,把局部问题局限在局部。”
“最大的风险呢?”
“集成验证复杂度指数级增加。多时钟域仿真,需要验证所有可能的时钟相位关系。而且,异步fifo的面积和功耗会比同步接口高10左右。”
林辰看向何庭波:“何总,你怎么看?”
何庭波苦笑:“林辰,你知道这个决定意味着什么吗?如果成功,我们是天才;如果失败,我们是罪人。芯片流片失败,几百万美金打水漂,海思项目可能被砍,我们几个职业生涯都可能完蛋。”
“我知道,”林辰平静地说,“但如果不改,按现有架构,我们有多大把握成功?”
“七成,”何庭波说,“那三个问题的解决方案都有妥协,集成后可能产生新问题,但总体可控。”
“如果采用异步架构呢?”
陈永仁接过话:“如果解决cdc问题,成功概率六成。但如果再给我一周时间,完善异步fifo设计,概率可以提到七成五。”
“六成和七成五,差别不大啊,”何庭波说,“为什么要冒险?”
林辰突然笑了:“何总,你记得1994年,任总决定做程控交换机的时候吗?当时公司账上只有三百万,一个流片失败就破产。成功率多少?五成都不到。但任总说:如果因为怕失败就不做,华为永远只能做代理。”
他走到窗前,看着深圳的雨夜:“海思的使命,不是做出一个能用的芯片,是做出一款能改变游戏规则的芯片。同步架构是追赶,异步架构是超越。我们敢不敢赌这一把?”
房间里再次沉默。窗外的雨声清晰可闻。
何庭波深吸一口气,从包里掏出烟——她戒烟三年了,但此刻需要一支。点燃,吸了一口,咳嗽起来。
“咳咳……林辰,你今年二十五岁,赌输了,还有大把时间从头再来。我四十五了,陈总四十二了,张总四十了。我们输不起。”
“所以更要赌大的,”陈永仁突然开口,声音很坚定,“何总,我在联发科八年,做了六款芯片,款款成功,但也款款平庸。为什么?因为不敢冒险,因为要保证成功率。但这次,我想做点不一样的。”
他看着白板上那个疯狂的架构图:“这个架构如果成功,不只是性能提升,是设计理念的革新。以后的通信芯片,可能都会采用这种异步容错架构。我想参与创造历史,哪怕只有六成把握。”
何庭波看着烟头明灭的火光,良久,把烟按灭在烟灰缸里。
“好,赌了。但林辰,我需要你立军令状。如果流片失败,你、我、陈总,三人引咎辞职。”
“可以。”林辰毫不犹豫。
“还有,这一周你要协调所有资源,支持陈总完善异步架构。其他组的工作不能停,同步架构方案作为备份,万一异步方案验证不通,我们还有退路。”
“明白。”
陈永仁眼眶发热:“何总,林总,谢谢。”
“别谢,压力现在全在你身上了,”何庭波站起来,“去吧,去干活。我去跟任总汇报——这么大的架构变更,必须他批准。”
她走到门口,回头:“对了,明天早上六点,我要看到详细的方案文档和风险评估报告。你俩别想睡觉了。”
门关上。房间里剩下林辰和陈永仁。
“永仁,怕吗?”
“怕,”陈永仁诚实地说,“但更兴奋。林总,我有个请求。”
“说。”
“把张文龙和吴瀚也叫来,这个架构需要他们参与。射频和数字部分的异步接口,得他们自己设计。”
“现在就叫。”
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