“状态不多，十几个。用标准单元库里的触发器搭就可以，不需要单独的芯片。”
讲完算法设计，陈教授把七张图摊在桌上，排成一排。
从左到右，图像采集、预处理、特征提取、位置计算、运动控制、超声焊接——六个方框，箭头从左往右，整整齐齐。
“整体架构是一个四级的流水线专用处理器。每一级由一块专用芯片实现，数据在芯片之间直接传递，没有中间存储，没有数据搬移，没有微程序解释执行的开销。”
会议室里安静了几秒。
吕辰盯着那些图纸，脑子里飞快地转着。
图像预处理芯片，约5000个门。焊盘特征提取芯片，约8000到个门。位置偏差计算芯片，约1000个门。运动控制芯片，约到个门。超声焊接控制芯片，约5000个门。加起来，三万到四万个门。
在五微米工艺下，每平方毫米大约能集成200到300个门。
四万个门，挑战不小！
吕辰端起搪瓷缸子想喝水，发现水已经凉了。
他把缸子放下，开口说：“陈教授，这个架构，可行。”
陈教授看着他，没有说话，等着他往下说。
“功能划分清晰，每块芯片只做一件事，专芯专用。最复杂的运动控制芯片约两万门，在五微米工艺下面积约80平方毫米，虽然已经接近工艺的极限，但这是专用芯片，可以挑战一下。”
他顿了顿，又说：“但我有几个问题。”
“你说。”
“第一，行缓存的面积。您刚才说每行256个像素，每个8位，两行就是4096位。这是寄存器，不是存储芯片。4096位寄存器，面积不小。能不能用存储芯片来做行缓存？”
陈教授想了想：“可以。但存储芯片的读写时序和寄存器不一样，需要加控制逻辑。不过面积能省不少。这是一个好建议，回头细化的时候可以优化。”
吕辰点了点头，继续问。
“第二，连通域标记的优先级编码器。256个并行比较，一个时钟周期出结果，这个逻辑的扇入扇出会不会太大？时序能收住吗？”
陈教授拿起铅笔，在纸上画了一个树状结构图。
“用二叉树结构。第一级128个比较器，第二级64个，第三级32个，依此类推。七级就能出结果。每一级的扇入扇出控制在4以内，时序没问题。”
吕辰看着那个树状图，心里踏实了。
“第三，运动控制芯片的PID算法。Kp、Ki、Kd三个系数，是固定的还是可调的？”
“可调的。”陈教授说，“不同型号的压电陶瓷微动台，响应特性不一样。系数存在寄存器里，出厂时校准。甚至可以在键合过程中动态调整，适应不同工况。”
吕辰点了点头，表示没有问题了。
钱兰这时候开口了。
“陈教授，我还有一个问题。您这个方案，需要多少存储？不是寄存器，是真正的存储。”
陈教授想了想：“行缓存可以用存储芯片做，256乘8乘2等于4096位，约0.5KB。特征提取芯片的累加器，32个域，每个域三个16位累加器，共1536位，约0.2KB。其他零散的，加起来不到1KB。”
他看着钱兰：“1KB的存储，在五微米工艺下，面积大概多大？”
钱兰在笔记本上算了一下：“存储芯片的密度比寄存器高得多。1KB，约8000位，面积大概10到15平方毫米。可以接受。”
陈教授点了点头，把桌上的图纸收拢，摞成一摞。
“好。方案我讲完了。你们觉得，能不能干？”
吕辰没有立刻回答，而是看向钱兰和诸葛彪。
钱兰合上笔记本，点了点头：“把二维问题变成一维流水线，这个思路，简直太好了。每块芯片的规模都在可接受范围内。能干。”
诸葛彪也点了点头，但他又举起手：“陈教授，我还有一个问题。”
“说。”
“逻辑设计、版图绘制、仿真验证，这些工程上的事，我们来。但是图像处理芯片里的滤波算法、连通域标记的等价合并、PID参数整定，这些数学上的东西，得请你们帮忙。”
陈教授点点头：“没问题，这本就是理论组的事。”
吕辰感叹道：“五块芯片，每块都要从零开始设计，逻辑图、版图、仿真、流片、测试。工作量不小。”
陈教授端起搪瓷缸子喝了一口水，水已经凉了，他也没在意。
“工作量是大，但这个项目是总装给的军令状，拖不得。”
他放下缸子，目光从三个人脸上扫过。
“咱们要在两个月之内拿出逻辑设计，春节之前版图画完，开年就送中试线。”
吕辰在笔记本上写下这几个时间节点，然后在旁边画了一个倒计时。
“陈教授，数学模型什么时候能给我们？”
“一个月。”陈教授说。
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