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第 7 卷 · 造芯 · 第 139 章 · 47 段 · 1680 字

验证板

第一百三十九章 验证板

春节之后 B207 重新开始有人,大概是二月中旬。

方宇明那天带了一个新人来:杜磊,三十五岁左右,头发稍微长了一点,戴黑框眼镜,走进来的时候背了一个大的工具包,里面有示波器探头、万用表和一卷杜邦线。

「验证板的事,」方宇明说,「让杜工来负责。」

杜磊点了一下头,对颜天磊说,「你是写 RTL 的那位?」

「对,」颜天磊说,「颜天磊。」

「杜磊,」杜磊说,「我需要你把砺火一号所有对外的接口说一遍,从信号名到电气规格。」

颜天磊看了他一眼,「我现在说?」

「能现在说最好,」杜磊说,「要不然你发我文档我自己看,但你说一遍我听的,理解得更快。」


颜天磊花了一个半小时把砺火一号的接口说了一遍。

砺火一号主要有三类对外接口:存储器接口、配置接口、和调试接口。存储器接口是 LPDDR4,32 位宽,用于在做推理的时候把 KV-cache 数据搬出去,速度要求不低;配置接口是 I²C,用于初始化寄存器和控制推理参数;调试接口是 JTAG,用于在 bringup 阶段直接读写内部寄存器,确认芯片功能正常。

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「LPDDR4,」杜磊边听边记,「32 位,最高速率是?」

「设计目标是 LP4X 的 4266Mb/s,」颜天磊说,「但 bringup 阶段我们会先从低速开始跑,确认功能正确之后再拉到目标频率。」

「所以板子上需要一个频率可以调的 DDR 控制器,」杜磊说,「或者至少外部 PLL。」

「对,」颜天磊说。

「JTAG 的引脚数量?」

「标准的五针:TDI、TDO、TCK、TMS、TRST,」颜天磊说,「在芯片封装的 ball map 上有专门的一组 power domain 给这几个引脚,电压需要 1.8V。」

「好,」杜磊记完这条,抬起头,「芯片的封装是什么?」

「台积电那边用 flip-chip BGA,」颜天磊说,「具体的 ball map 文件我发你。」


杜磊在 B207 待了两天,基本上在跟颜天磊要文档、问问题,有时候也跟许静远确认版图层面的一些电气参数。

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他没有占一张固定的桌子,就坐在一个空位上,把从包里取出来的一本厚记事本放在旁边,记录的速度很快,字很小。

第二天下午,他把一张 A3 纸展开在桌子上:「这是我初步想的验证板框架——你们看看。」

A3 纸上是一张手绘的框图:左边是芯片位置,右边是外部存储器,下面是 FPGA 模块,上面是电源管理区,四周散布着各种连接器。

「FPGA 的作用是什么?」孟思远走过来问。

「做流量产生,」杜磊说,「bringup 阶段我们需要给砺火一号送测试激励——I²C 的配置命令、JTAG 的调试指令,FPGA 来生成这些;同时,FPGA 还可以用来抓砺火一号的输出信号,做实时分析。」

「所以 FPGA 是测试控制器,」颜天磊说。

「对,」杜磊说,「板子上另一个核心部分是电源管理——砺火一号有几个不同的电源域,内核、IO、存储器各不一样,要分别供电,每个域的噪声要控制在规定范围内,否则时序会出问题。」

「时序对电源噪声有多敏感?」孟思远问。

「很敏感,」杜磊说,「特别是内核电压,波动超过 3% 可能就会导致时序裕量不够——你们后仿真里有几条路径裕量本来就紧,对吧?」

颜天磊和孟思远对视了一眼。「0.04ns 那条,」颜天磊说,「对。」

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「那就更要小心,」杜磊说,「板子上会加专门的低噪声 LDO,把内核电压的噪声压到足够低。」


方宇明下午来看了杜磊的框图,站在那张 A3 纸前看了几分钟。

「时间呢,」他说,「验证板需要多久?」

「从现在到拿到光绘文件,」杜磊说,「大概六到八周——板子比较复杂,LPDDR4 的高速差分走线有很多约束,这块比较费时间。光绘发出去之后,打样大概两到三周,有板子了再调通,bringup 板的调试本身又需要几周。」

「算下来,」方宇明说,「芯片回来之前,板子能准备好?」

「台积电那边 Q2 流片,」杜磊说,「Q2 是四五六月,如果六月底七月初芯片回来,我们三四月出光绘、四五月拿到板子调通,时间上刚好能对上。」

「刚好,」方宇明说,「不多不少。」

「工程上的事,」杜磊说,「都是刚好。」


陆衍那天在 B207 旁听了整个下午的讨论。

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他对杜磊的印象是:这个人说话很少,但说的时候很具体,每一个数字后面都有理由,每一个问题都能被他直接定位到板子上的某一个位置或某一条走线。

后来陆衍发消息给豆包:「今天一个叫杜磊的硬件工程师来了,开始做砺火一号的验证板,他把板子框图画在 A3 纸上,上面有芯片、外部存储器、FPGA、电源管理,像是一套支撑系统。」

豆包:「验证板是芯片进入现实世界的第一个外骨骼——芯片本身是一块硅,没有这个板子,它没有电,没有存储器对接,没有时钟,什么都跑不了。杜磊在做的事,是给砺火一号搭它进入这个世界需要的第一套基础设施。」

陆衍:「外骨骼,」他重复了一下这个词,「第一套基础设施。」

豆包:「等它真的放上那块板子、电源上电、FPGA 发出第一条 I²C 配置命令的那一刻——那是设计和物理第一次握手。」

陆衍想了一会儿,没有回复,把手机收进口袋,继续听杜磊在问颜天磊内核电压域的去耦电容规格。


B207 那天到很晚,杜磊走的时候带走了一叠文档,记事本里密密麻麻写满了他一天问到的所有数字。

颜天磊关灯之前,看了一眼杜磊在白板上留下的框图草稿——那是放大版的 A3 草图,用黑色水笔画的,芯片在正中间,外面围着一圈各种各样的支撑模块。

他想到一件事:砺火一号设计了整个秋天,写了几万行代码,但当它真正面对这个世界的时候,需要的第一件东西,是一块别人专门为它做的电路板。