国芯崛起:从香江到硅谷

第81章 “龙芯”硅片归来,性能初探(1/2)

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浅水湾的浪涛拍打着沙滩,太平山顶的杜鹃花开得正艳,香江似乎终于从持续了一年多的金融风暴阴霾中,嗅到了一丝复苏的气息。

股市在经历了惨烈的下跌后开始企稳,楼市虽然依旧低迷,但恐慌性抛售的浪潮已经退去。弥漫在城市上空的焦虑,渐渐被一种更为务实、也更具韧性的氛围所取代。

对于启明芯电子科技有限公司而言,这个春天同样意义非凡。就在“启明二号”(Phoenix)MP3 SoC的设计数据,承载着公司巩固市场霸主地位的希望,被送往台积电最先进的0.35微米生产线后不久,另一项同样耗费了公司巨大资源和团队无数心血的战略级项目——“龙芯一号”(Longxin-1)DVD SoC,也迎来了它决定命运的时刻。

时间回溯到大约六周前,“龙芯一号”的设计团队在顾维钧和陈家俊的带领下,历经九个月的艰苦奋战,终于完成了这款高度复杂的数模混合信号SoC的最终设计定型和验证工作。相比“启明一号”VCD芯片,“龙芯一号”的逻辑门数量增加了近三倍,集成了性能要求更高的MPEG-2视频解码引擎、AC-3音频处理器、精密的光盘伺服控制系统、以及更复杂的系统总线和接口。其设计难度和验证工作量,都远非前者可比。

尽管时间紧迫,挑战重重,但在林轩关键时刻“神来之笔”般的技术指导(尤其是在低成本实现高性能纠错算法和优化模拟前端设计方面)、顾维钧和陈家俊严谨高效的项目管理、以及整个团队夜以继日的拼搏下,“龙芯一号”的设计最终还是按时完成,并被送往了选定的代工厂——这次,他们选择的是韩国三星电子位于器兴(Giheung)的0.5微米逻辑工艺生产线。

这个选择,是林轩和赵晴鸢深思熟虑的结果。一方面,三星为了在代工市场追赶台积电,给出了极具竞争力的价格和产能承诺;另一方面,林轩也希望通过“龙芯一号”这个相对成熟的工艺节点项目,来实际检验三星的制造能力和合作态度,为未来更先进、更核心的芯片(如“启明二号”的部分产能,甚至未来的移动芯片)寻找可靠的第二供应商,降低对单一代工厂的依赖风险。

六周的等待,漫长而又充满期待。DVD市场的潜力,尤其是中国大陆市场的巨大想象空间,已经被林轩反复强调。Pioneer的成功虽然带来了丰厚的现金流,但所有人都明白,单一产品的风险太大,启明芯必须尽快拥有第二个、甚至第三个能够支撑公司持续增长的引擎。“龙芯一号”,正是被寄予厚望的“二号引擎”。

这一天上午,启明芯总部的核心测试实验室内,气氛比上次等待“启明一号”硅片时,似乎更加紧张了几分。不仅仅是因为“龙芯一号”的技术复杂度更高,更因为它关系到公司多元化战略能否成功迈出第一步。

顾维钧亲自带队,陈家俊在一旁协助,几位负责“龙芯”项目的核心工程师都围在一台崭新的、专门为DVD SoC测试而搭建的验证平台前。这个平台比之前的MP3测试平台要复杂得多,不仅连接着示波器、逻辑分析仪、电源分析仪等常规设备,还外接了一台经过改装的、可以精确控制转速和激光头位置的DVD光驱机构,以及一台支持多声道输入的专业级音频解码器和一台高分辨率的监视器。

当印着“Samsung Foundry”和“QiMingXin Longxin-1 ES”字样的防静电包装盒被小心翼翼地打开,露出里面第一批封装好的工程样品(Engineering Samples, ES)时,所有人的目光都聚焦在了那些比“启明一号”略大一些、引脚也更密集的黑色芯片上。

“开始吧。”顾维钧深吸一口气,声音沉稳,但微微颤抖的手指还是暴露了他内心的不平静。

一位年轻的测试工程师小心翼翼地将第一颗“龙芯一号”ES芯片,放置在测试板的ZIF(零插拔力)插座上,轻轻扣下压杆。连接好所有的测试线缆和接口。

“检查电源电压,确认极性无误。”顾维钧一丝不苟地指挥着。 “电源电压正常,3.3V,1.8V核心电压稳定。” “时钟信号输入正常,频率54MHz。” “JTAG调试接口连接正常。”

“好,准备上电!”顾维钧的目光扫过屏幕上的各项参数,确认无误后,下达了指令。

工程师按下了电源开关。

实验室里瞬间安静下来,只剩下仪器设备散热风扇的轻微嗡鸣声。所有人的目光都死死地盯着测试平台上的指示灯和示波器的屏幕。

几秒钟过去了,没有任何异常。电源指示灯稳定地亮起,示波器上捕捉到的芯片复位信号波形正常,静态电流也在预期的微安级别。

“上电初步正常!”工程师报告道,声音中带着一丝如释重负。

“尝试通过JTAG读取Device ID。”陈家俊立刻接续指令。

调试软件的界面上,一行命令被敲下。片刻之后,屏幕上显示出了一串预设的、代表“龙芯一号”身份的16进制编码。

“Device ID读取成功!JTAG通路正常!”

“尝试初始化DDR SDRAM控制器,进行内存读写测试。”

又是一系列复杂的操作和指令。测试程序开始尝试配置芯片内部的内存控制器,并对连接在测试板上的DDR内存颗粒进行读写操作。

“内存读写……基本正常!地址线、数据线没有明显错误!”

这意味着,芯片内部最核心的数字逻辑部分,包括CPU内核(他们最终还是沿用了成熟的ARM7TDMI)、系统总线、以及内存控制器等关键模块,基本工作正常!

“好!非常好!”陈家俊用力地挥了一下拳头,脸上露出了笑容。相比“启明一号”首次上电时的磕磕绊绊,这次“龙芯一号”的初步Bring-up过程显得异常顺利。这不仅得益于团队经验的积累,也侧面印证了三星的制造工艺控制得相当不错。

然而,所有人都知道,这仅仅是开胃小菜。真正的考验,在于DVD的核心功能——音视频解码和光盘读取。

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