周一，吕辰到计算机所领取了任务。
同时提交了芯片的设计方案，经过理论组的研究讨论，编程机最终采用了五芯片架构，通过总线连接，总线协议完全遵循昆仑工程的规则。
控制核心单独一块芯片，负责取指令、译码、执行控制流，是整个系统的大脑。
单独放一块芯片，可以集中优化控制逻辑，不受其他功能干扰。
运算核心又是一块芯片，加减乘除、逻辑运算都在这里完成。
与控制核心分离，让运算单元“专芯专用”，提高效率。
吕辰觉得这有点cpU中“ALU独立”的雏形了。
键盘输入管理用一块芯片，实行 I/o分离。
这个能理解，键盘扫描是典型的“慢速外设”，需要不断轮询或中断。
单独用一块芯片处理，可以让控制核心不用被键盘拖累。
输出和显示管理一块，让显示驱动独立。
荧光管阵列需要动态扫描刷新，占用的时间和逻辑不少。
单独一块芯片处理显示，符合“外设卸载”的工程原则。
最后是实行存储分离，因此暂存存储器是块独立的芯片。
这个年代毕竟寄存器数量有限，需要一个专门的“暂存区”来放中间数据。
用一块芯片做SRAm阵列，比用寄存器堆划算得多。
这个方案的妙处有三。
首先就是模块化设计，让芯片各司其职，五块芯片通过数据总线、地址总线、控制总线连接，形成一个完整的微型计算机系统。
控制核心是“大脑”，运算核心是“算盘”，键盘和显示是“手脚”，暂存是“草稿纸”。
分工清晰，逻辑严密。
其次是降低了单芯片复杂度，提升良率。
在当前五微米工艺下，做一块大芯片的良率可能只有20%，但做五块小芯片，每块良率能做到70%以上，五块拼起来的总成本反而更低。
最后就是为后续的升级留下了余地。
以后工艺进步了，可以把控制核心和运算核心集成到一块芯片上，但键盘和显示芯片可以继续用老的，暂存芯片可以换容量更大的。
模块化设计的可扩展性，就这样埋下了。
从计算所回来之后，吕辰直接把钱兰和诸葛彪请到办公室。
“任务下来了，编程机正式立项。咱们得把这五块芯片的事定下来。”
钱兰抬起头：“五块？”
“对。”吕辰从包里拿出设计任务，放在桌上，“控制核心一块，运算核心一块，键盘输入管理一块，输出显示管理一块，再加上存储芯片一块。一共五块。”
诸葛彪凑过来看了一眼：“控制核心和运算核心分开？那数据怎么传？”
“总线。数据总线、地址总线、控制总线。控制核心发指令，运算核心算数，键盘和显示各管各的，暂存数据放在存储芯片里。这个是昆仑工程定义的，完全遵循就好。”
钱兰翻了翻任务表，眉头微皱：“存储芯片放在存储组做，我还是不放心。”
吕辰看着她：“你的意思是？”
钱兰斟酌着说：“这五块芯片，控制核心、运算核心、键盘、显示，这四块咱们自己设计，自己流片。但存储芯片靠别人给。万一他们那边卡了壳……”
诸葛彪若有所思：“有道理。备份一下？”
钱兰点点头：“我想亲自带人设计一块存储芯片。哪怕容量小一点，速度慢一点，只要能用，咱们手里就有个底牌。存储组那边做出来了，咱们用他们的；做不出来，咱们自己顶上。”
吕辰笑道：“钱师姐，你这是要把自己累死。”
钱兰道：“累不死，第八组30个人呢，分一两个人给我就行。”
吕辰点点头：“那咱们先把分工定下来。控制核心我来牵头，运算核心和键盘输入管理彪子你来，钱师姐你负责输出显示管理和暂存。”
诸葛彪把烟掐了：“行，运算核心和键盘输入都只需要在红星二号上扩展，相对轻松。”
钱兰也点点头：“存储芯片和显示驱动，两边不冲突。显示驱动相对简单，主要是字符发生器和扫描刷新，我带着人做就行。”
三个人又讨论了半天，把每块芯片的基本功能、接口定义、需要用到哪些标准单元，一项一项列了出来。
中午吃完饭回来，三人直奔第八组。
第八组的办公室，已经坐满了人。
三十来个年轻人，有趴在桌上画图的，有围在一起讨论的，有几个正对着黑板上的公式发呆。
靠窗的一张桌子旁边，坐着一个戴眼镜的年轻人，头发梳得一丝不苟，正低头看着什么。
听见脚步声，他抬起头，看见吕辰，站起来笑了笑。
“彪子、兰姐、吕辰，你们来了？”
这是曾祺，比吕辰大两届的师兄，北大数学系的，是星河计划尖兵组的元老，也是第八组有组长。
话不多，但脑子特别清楚，逻辑性强，带队伍也有一套。
“曾师兄。”吕辰走过去，“人都到齐了？”
“齐了。”曾祺扫了一眼屋里，拍了拍手，“大家停一下，来活了。”
屋里安静下来，所有人都看向吕辰三人。
吕辰走到屋子中间，清了清嗓子：“各位，咱们第八组接下了一个活，编程机项目。这个项目是‘昆仑工程’的一部分，具体干什么，曾师兄应该已经跟你们说过一些。今天咱们把任务分下去。”
他拿起粉笔，在黑板上画了一个草图。
“整个系统，需要五块芯片。控制核心一块，运算核心一块，键盘输入管理一块，输出显示管理一块，存储芯片一块。”
他在五块芯片下面各画了一条线。
“控制核心，我来牵头。运算核心和键盘输入管理，诸葛师兄牵头。输出显示管理和存储芯片，钱兰师姐亲自负责。”
他看着所有人：“这五块芯片，从哪儿开始做？从标准单元库下手。咱们的第一卷单元库，有四百二十七个单元，与非门、或非门、触发器、计数器、译码器，全都有。咱们要做的，就是把这些单元像搭积木一样拼起来。”
他顿了顿：“单元库里有的，直接用。单元库里没有的，自己设计，画版图，然后补充进单元库。这是规矩。”
曾祺点点头，转过身看着屋里那些人：“那咱们分一下组。”
他开始点名。
“第一小队，控制核心。周建国、大张海、高函、赵保成、孙明樟、罗燕。你们六个，跟着吕工。”
被点到名的几个人点点头，往吕辰那边靠了靠。
“第二小队，运算核心。陈晓、周敏、陆明远、吴大志、孙小军、赵亮。你们六个，跟着诸葛师兄。”
“第三小队，键盘输入管理。小张海，郑强、刘伟、王军、李华、张明。你们六个，也跟着诸葛师兄。”
“第四小队，输出显示管理。孙丽、李娟、王芳、赵敏、陈红、周梅。你们六个，跟着钱师姐。”
“第五小队，存储芯片。刘刚、杨光、王磊、李勇、张峰、赵雷。你们六个，也跟着钱师姐。”
三十个人，五个小队，每队六人，整整齐齐。
曾祺自己没给自己安排位置，吕辰看了他一眼：“曾师兄，你呢？”
曾祺笑了笑：“我查缺补漏。哪个组遇到难题，我过去帮忙。方案衔接、接口定义、总线协议，我来盯着。”
吕辰心里赞了一声。这个安排，有水平。
分队完毕，众人各自找地方坐下。
吕辰带着第一小队的六个人，占了一张大绘图桌。
他拿出一个纸，开始细讲：“控制核心，是整个系统的大脑。它要做几件事：第一，取指令，从存储芯片里把微程序指令读出来。第二，译码，分析这条指令要干什么。第三，发控制信号，告诉运算核心、键盘、显示，该干活了。”
他拿起铅笔，在纸上画了一个简单的框图。
“内部架构，我打算用累加器结构。程序计数器、指令寄存器、累加器、状态寄存器、微程序控制器。微程序控制器是关键，它里面有一个控制存储器，放着咱们的微程序。开机就加载，一直运行。”
周建国举手：“吕工，微程序控制器怎么做？”
吕辰说：“用只读存储器阵列。把微程序固化在里面，一次写好，永远不变。这个可以用存储芯片的技术来做，但容量不需要太大，几十个字就够了。”
大张海问：“那咱们现在干什么？”
这一个组里就有两个张海，为了区分，分别在名字前面加上大小。
吕辰说：“先做逻辑设计。把控制核心拆成一个个模块：程序计数器、指令寄存器、累加器、算术逻辑单元、微程序控制器。每个模块，先看单元库里有没有现成的。有，直接用；没有，自己画版图。”
他顿了顿：“模块设计完了，拼起来，仿真。仿真过了，送流片。”
六个人点点头，开始翻单元库手册。
隔壁桌，第二小队的人围在一起，诸葛彪正对着运算核心的草图讲解：“运算核心，主要做算术逻辑运算。加法、减法、与、或、异或、移位。咱们翻翻单元库手册，用加法器、乘法器、逻辑门，拼成一个运算单元。”
陈晓问：“诸葛师兄，运算核心要不要有自己的寄存器？”
诸葛彪彪点点头：“要。至少四个通用寄存器，用来放操作数和中间结果。这个可以用触发器阵列做，单元库里有。”
他顿了顿：“加法器用全加器级联，八位加法器需要八个全加器。单元库里有FA型，直接用。寄存器用Fd型触发器，也是现成的。咱们先把逻辑图画出来，然后过一遍。”
陈晓点点头，带着人开始画图。
诸葛彪站在旁边看了一会儿，确认他们上手了，才转身去下一组。
来到第三小队，小张海对着键盘输入管理的草图和其他队员们商量：“键盘输入管理这块，相对简单。主要功能是扫描键盘矩阵，检测哪个键按下了，产生中断信号，把键码发给控制核心。”
诸葛彪插话道：“小张海说的对，这玩意儿说白了就是矩阵扫描加编码。六十四个键，八乘八矩阵，行扫描，列检测。按下去，编码，发中断。”
郑强问：“诸葛师兄，中断怎么处理？”
诸葛彪说：“简单。按一下键，发一个脉冲。控制核心收到脉冲，就知道该读键码了。然后咱们把键码放到数据总线上，控制核心来取。”
正说着，曾祺拍了拍手，大声音强调了一下总线：“昆仑工程的总线协议是现成的。咱们这五块芯片，要完全遵循昆仑工程的标准，将来和昆仑机对接也方便。”
强调完，大家继续讨论。
第四小队那边，孙丽正带着人讨论显示驱动：“显示一行二十四个字符。每个字符，用七段数码管那种思路，但要有字符发生器，能显示字母和数字。”
她翻着资料，“这是红星二号的显示电路，可以参考。”
李娟问：“字符发生器怎么做？”
孙丽说：“用只读存储器。把每个字符的点阵存进去，给字符码，输出对应的段信号。容量不大，几十个字就够了。”
钱兰走过来看了一眼：“思路对。你们先把字符发生器的逻辑图画出来，存储单元用单元库里的Rom阵列。有问题随时找我。”
说完，她走到第五小队那边。
刘刚抬起头：“钱师姐，这个六管单元，咱们是自己画，还是用单元库里的？”
钱兰说：“单元库里有没有现成的？”
刘刚翻着手册：“有触发器阵列，但那是几位拼起来的，不是单个的存储单元。”
钱兰想了想：“那就自己画。六管单元是存储芯片的基础，画好了，后面的阵列就好办。”
她拿起笔，在草图上画了一个简单的结构。
“两个交叉耦合的反相器，存一位。两个门管，控制读写。再加两个管子做缓冲。一共六个管子。”
杨光看着草图：“这个画起来有点复杂。”
钱兰说：“但这是基础。单元设计得好不好，直接影响整个芯片的良率。咱们不着急出结果，先稳扎稳打。单元设计，仿真，优化，反复几遍，直到满意为止。”
刘刚点点头：“明白。”
傍晚的时候，吕辰从绘图桌前站起来，活动了一下脖子。
第一小队的逻辑设计，已经搭出了基本框架。
程序计数器、指令寄存器、累加器、状态寄存器，都有眉目了。
最难的是微程序控制器，控制存储器的设计，还需要再琢磨。
他走到窗边，点了一根烟。
窗外，夕阳把整个研究所染成金黄色。
主楼的灰墙在夕阳下泛着暖光，远处的烟囱冒着白烟。
诸葛彪凑过来，也点了一根烟。
“第一小队怎么样？”
“还行。”吕辰吐了一口烟，“控制核心的框架搭起来了，微程序控制器还得再想想。控制存储器用只读存储器阵列，这个思路对，但具体的微指令格式、控制信号的编码，还得细抠。”
诸葛彪点点头：“控制核心是最难的，全部都要从零设计。像键盘扫描，就是矩阵加编码，没什么难的，明天应该能把逻辑图画完。运算核心难一点，但也就是在hx-2A的基础上拓展。”
吕辰笑了笑：“你那儿简单，钱师姐那儿可不轻松。又要管显示，又要做存储芯片。”
诸葛彪看了一眼钱兰那边，她正趴在绘图桌上，跟第五小队的人讨论着什么，头发垂下来，遮住了半边脸。
“钱师姐心细。”诸葛彪说，“做备份是对的，万一存储组那边掉链子，咱们手里有底牌。”
吕辰点点头。
这时候，曾祺走过来，手里拿着一叠纸。
“吕辰、诸葛，昆仑工程的总线规范我复印好了。各组一份，接口设计都按这个来。”
诸葛彪接过翻了翻：“有昆仑工程在前面趟路，咱们省了不少事。”
曾祺点点头，看了一眼屋里那些还在忙碌的人。
“今天第一天，大家状态不错。”
吕辰点点头：“这批人，底子好，上手也挺快。”
曾祺笑了笑：“都是昆仑工程逼出来的，错不了。”
窗外的夕阳慢慢沉下去，天边泛起暗紫色。
屋里的人还在忙碌，图纸一张一张地画，单元库手册一页一页地翻。
五块芯片，三十个人，刚刚起步。