孙丽在画串行通信控制器的波特率发生器，用计数器和比较器搭了一个可编程分频器，分频比可以从1到，覆盖从300到的所有常用波特率。
吕辰回到自己的绘图桌前，坐下来，翻开GY-CU-01主控核心的顶层电路图。
这是26颗芯片里最复杂的一颗。
指令译码器、程序计数器、堆栈指针、ALU、寄存器堆、中断控制器、总线接口，七个模块，每个模块少则几十个门，多则几百个门，全部要用手工画出来。
他已经画了三天，完成了指令译码器和程序计数器，正在画ALU算术逻辑单元。
ALU要做加减法、与或非异或、移位、比较，一共十几条指令。
他选择了标准单元库里的全加器单元，8位全加器需要8个全加器级联，每级的进位传递延迟加起来，最坏情况下要将近100纳秒。
4兆赫的时钟周期是250纳秒，时序上没问题。
但问题出在移位器上。
吕辰设计的移位器是桶形的，8位数据可以左移或右移1到7位。如果用标准单元库里的多路选择器搭，需要8×8=64个8选1多路选择器，每个多路选择器由十几个门构成，64个就是将近800个门，面积太大。
他在草稿纸上画了好几种方案，都不满意。
“吕辰。”
曾祺不知道什么时候站到了他身后，手里端着一个搪瓷缸子，眼镜片上反射着台灯的光。
“曾师兄，你来得正好。”吕辰把草稿纸转过来给他看，“移位器，我卡住了。桶形移位器面积太大，用循环移位寄存器面积小但速度慢，每条移位指令要移位N次，N个时钟周期，实时性不够。”
曾祺放下搪瓷缸子，弯下腰看了一会儿，然后拿起铅笔在草稿纸上画了一个图。
“用交叉开关矩阵。”他的笔在纸上飞快地画着，“8位输入，8位输出，中间用传输门阵列。左移一位，就是把输入的第0位接到输出的第1位，第1位接到第2位，依此类推。左移两位，就是第0位接到第2位，第1位接到第3位。用传输门实现，几十个管子就够了，比桶形移位器小一个数量级。”
吕辰盯着那个图看了几秒，脑子里飞快地模拟着。
传输门是CMOS工艺里的基本元件，一个NMOS加一个PMOS并联，用互补的控制信号打开或关断。用传输门搭交叉开关矩阵，确实比用多路选择器小得多。而且传输门的延迟很小，几个纳秒就能完成信号传递，一个时钟周期内可以完成任意位数的移位。
“这个好。”吕辰拿起铅笔，在草稿纸上重新画起来，“8位输入，8位输出，左移右移分开控制。左移时，输入的第i位接到输出的第(i+shift)位；右移时，输入的第i位接到输出的第(i-shift)位。shift值由指令的操作数决定，用译码器产生控制信号。”
曾祺在旁边补充：“传输门的控制信号要小心，不要出现竞争。两个传输门同时导通会把两根信号线短接。用译码器保证任何时候只有一个传输门导通。”
两个人又讨论了半个多小时，把移位器的方案定了下来。
吕辰在图纸上画了一个大大的方框，里面写上“桶形移位器(传输门阵列)”，然后在旁边标注：“待细化，预计门数约150。”
画完这一笔，他靠在椅背上，长长地吐了一口气。
窗外，天已经黑透了。路灯的光从窗户照进来，在图纸上投下一片昏黄。
设计区里的人少了一些，有人去食堂吃饭了，有人趴在桌上睡着了。
吕辰站起来，活动了一下僵硬的脖子，走到黑板前，看了一眼进度表。
26颗芯片，逻辑设计全部完成。
电路设计，完成了大约60%。
最复杂的几颗，主控核心、向量运算单元、存储控制器，还在攻坚。
按照这个进度，春节前能完成全部电路设计，开年之后送版图。
他在主控核心那一行后面画了一个半勾，表示进度过半。
然后他走回桌前，坐下来，继续画ALU。
日子一天一天地过。
设计区里的台灯从早亮到晚，从晚亮到早。
图纸越堆越高，铅笔越磨越短，搪瓷缸子里的茶越泡越淡。
有人在讨论中吵了起来，吵完了又坐在一起改图纸。
有人在半夜里忽然想通了一个问题，兴奋得拍桌子，把旁边睡着的人吓一跳。
有人画着画着趴在桌上睡着了，醒来发现图纸上压着一个油条，不知道是谁放的。
吕辰每天早上七点到所里，晚上十一二点回家，中间除了吃饭上厕所，全泡在设计区里。
他画完了ALU，画完了寄存器堆，画完了中断控制器，画完了总线接口。
每一张图纸都要反复检查，每一根线都要确认没有画错。
有时候画到一半发现前面有个地方画错了，又翻回去改，改完了再继续往下画。
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