第564章 汪教授的怒火

吕辰、诸葛彪、钱兰三人带着汪涵教授，从第八组的设计室出来，下到一楼，往星河cAd的机房走。

钱兰在前面引着，吕辰、诸葛彪在左右护着，汪涵教授把黑皮本子夹在腋下，背挺得很直。

他一句话没说，但吕辰看得出来，这位老教授心里压着一股火。

双轨对比的结果，手工版的问题固然不少，但cAd版的问题同样扎眼。

那些问题，关键路径绕远、特殊结构不智能、冗余过孔过多、缺乏模拟直觉，每一条都像是打在汪涵教授脸上的巴掌。

星河cAd是他的成果，他带着人，没日没夜的不知熬了多少夜，白了多少头发。

现在被人一条一条地挑出毛病，搁谁心里都不好受。

机房的门口，两个穿着防静电工装的年轻技术员正蹲在地上拆一个纸箱，里面是一台刚送来的磁带机。

看见吕辰等人过来，他们站起来，让开门口。

“汪教授，您请。”钱兰推开门。

机房里的温度比走廊低了好几度，空调吹出来的风带着一股干燥的凉意。

墨绿色的机柜在日光灯下泛着冷光，指示灯一排一排地闪烁着，绿的、黄的、红的，像是某种沉默的语言。

墙上挂着一块大白板，上面用红蓝铅笔写着各台机器的任务分配和当前状态，密密麻麻。

汪涵教授走到管理员终端前，转身看着吕辰。

“调出来吧。让我看看，你们说的那些问题，到底长什么样。”

吕辰在终端前坐下，手指在键盘上敲了几行命令。

屏幕上跳出一个文件列表，他选了一个文件名，“GY_cU_01_cAd_LAYoUt”，回车。

屏幕上开始加载版图数据，绿色的字符在黑色背景上交织，像奔腾的瀑布。

吕辰站起来，把位置让给汪涵教授。

汪涵教授拉过椅子坐下，眯着眼睛看屏幕。

他手指在键盘上飞速敲击，一会看单元库调出某个标准单元，一会又查逻辑、看版图。

屏幕上一会是字符，一会是短线连接的线路，一会是看整体，一会又显示局部。

他看了大约十分钟，停在了16位加法器的进位链位置，输入打印。

绘图机启动，不一会儿，16位加法器就画了出来。

汪教授拿起图，那条线，从芯片的一端绕到另一端，歪歪扭扭，绕过了一大堆标准单元，总长目测接近3毫米。

汪涵教授盯着那条线看了几秒，声音里但带着一种承认事实之后的平静。

“这条线，确实绕远了。”

诸葛彪把烟从耳朵上取下来，在指间转了一圈。

“汪教授，这不是您算法的问题，是咱们当初定的目标就有问题。”

他用手指在图纸上点了一下那条进位链的位置。

“您当初写布线微程序的时候，目标函数是‘总连线长度最短’和‘布线率最高’。这个目标，对普通信号线是对的，但对关键路径，不对。”

他转过身，看着汪涵教授。

“关键路径要的不是总长最短，是单条路径延迟最小。总长最短，可能让一百条普通线各短了0.1毫米，但让一条关键路径长了1毫米。算总账是赚了，但时序收不住了。”

汪涵教授盯着图纸又看了一会儿。

“你说得对。”他点了点头，“目标函数要改。”

钱兰接了一句：“不只要改目标函数。布线的时候，算法不知道哪条线是关键路径，哪条线不是。得在布线之前，先把关键路径标记出来。”

汪涵教授转过头看着她。

钱兰继续说：“设计师在做逻辑设计的时候，心里是有数的。这条加法器进位链，从仿真就能看出来是时序关键。他可以在布局阶段就把这条路径标记为‘关键路径组’，告诉布线器‘这几条线，优先级最高，不惜代价拉直’。”

汪涵教授拿出笔记本，写了一行伪代码，思路清晰地表达了出来：

“设计师标记关键路径组→布局器优先放置相关单元，缩短距离→布线器为这些路径分配最短走线，允许绕过标准单元、允许牺牲周边线长→布线完成后自动检查延迟，不达标则局部重布。”

他写完，盯着看了两秒，然后点了点头。

“这个可以做。”

诸葛彪把烟叼在嘴角，含混地说：“还有串扰的问题。cAd版没自动加屏蔽地线，相邻线间距全按同一规则。您那个布线算法里，串扰约束只有一条‘间距不小于最小间距’。但敏感信号和普通信号，不能一个待遇。”

汪涵教授又写了一行伪代码：

“敏感信号标记→布线时自动增加间距、两侧插入地线、禁止临近大电流开关信号。”

他写到一半，停下来，想了想，又加了一行：

“布线完成后自动运行串扰分析，高风险区域局部重布。”

他把这行字又看了一遍，然后抬起头，看着吕辰。

“你说的敏感信号，具体指哪些？”

吕辰走到白板前，拿起红笔，写了几行字。

“时钟信号。时钟沿的抖动和毛刺直接影响全系统时序，必须隔离。”

“复位信号。复位线上的毛刺可能导致系统误复位，整机死机。”

“模拟信号。Adc、dAc的输入输出，对噪声极其敏感。”

“高速并行总线。数据总线的相邻线串扰会导致数据错误。”

他放下笔，转过身。

“这四类信号，只要设计师在原理图上做了标记，布线器就应该特殊对待。”

汪涵教授把这四类信号抄在黑皮本子上，钢笔沙沙地响。

这时，钱兰走到白板前面，拿起蓝笔，在上面写了几个字：电源网格。

“手工版IR drop超标的问题，cAd版虽然没有手工版那么严重，但汪教授，您的电源网格综合，是基于平均电流估算的。”

她在白板上画了一个简图。

“每个门区域的电流消耗不是恒定的。输出缓冲器翻转的时候，电流尖峰可能达到平均值的十倍。您用平均值算出来的电源线宽度，在峰值电流的时候不够。”

她转过身，看着汪涵教授。

“要基于瞬态电流波形来设计电源网格。门级仿真的时候，记录每个门区域的电流随时间变化的波形，找出峰值。然后根据峰值电流来算电源线宽度。”

汪涵教授的眉头皱了一下：“门级仿真的数据量很大。16位加法器同时翻转，几千个门在同一时刻产生电流尖峰。要把所有这些数据都存下来，存储柜不够用。”

钱兰想了想：“不需要存全部波形。只存每个门区域的峰值电流，以及峰值出现的时间窗口。布线器根据这个来加宽电源线、插入去耦电容。”

汪涵教授在黑皮本子上记了一笔，又抬起头：“去耦电容的插入，你刚才也提到了。这个可以自动化。在高电流跳变区域附近，自动添加片上去耦电容。电容的值根据电流尖峰的幅度和持续时间来算。”

他在本子上写了几行公式，然后合上本子。

“电源网格的问题，不只是自动加宽走线。还要把分析结果可视化。设计师不能只看一串数字，他要能看见哪儿是灾区。”

他顿了顿：“升级2.0的时候，我尝试写过热力图的代码，但当时觉得算得太慢，跑一颗芯片要三四个小时，就没有加上去。”

他沉默了两秒：“现在看，慢也得跑。设计师看见热力图，就知道这里要加宽电源线。”

吕辰问道：“汪教授，这个热力图，能不能做到交互式的？设计师改了电源网格之后，热力图实时刷新，不用重新跑几个小时？”

汪涵教授想了想：“实时刷新做不到，计算量太大。但可以做到‘增量更新’。设计师只改了一小块区域，系统只重新算那一块，其他区域用缓存数据。这样十几分钟就能出结果。”

他顿了顿，又补了一句：“但这需要改存储结构，原来的数据格式不支持增量更新。”

吕辰点了点头：“那就改。存储结构是底层的事，现在不改，以后改更麻烦。”

汪涵教授看了他一眼，没说话，但在本子上又记了一笔。

诸葛彪把烟点着了，吸了一口，慢慢吐出来。

“汪教授，还有一个事儿，可制造性规则自动检查与修复。手工版有锐角、接触孔尺寸不一致；cAd版虽然避免了基础错误，但对金属密度、拐角圆滑度这些‘软规则’没做优化。”

他走到白板前，拿起粉笔，在上面写了几行字。

“禁止小于135度的锐角拐弯，遇到锐角自动切成两个135度角或者弧线。”

“拐角处自动加粗，线宽增加50%，长度是线宽的两倍。”

在金属密度不均匀的地方自动插入tal，让密度均匀化，目标密度50%±10%

接触孔尺寸标准化，同一工艺节点下，所有接触孔直径偏差不超过±0.05微米

他在每一条后面都画了一个问号，看着汪涵教授。

“这些，cAd能不能自动做？”

汪涵教授盯着那几行字看了几秒，然后站起来，走到白板前，拿起粉笔，在诸葛彪的字下面加了几行。

“锐角检测。布线完成后自动扫描所有拐角，发现＜135°的自动修正。”

“拐角加粗。在金属拐角处自动添加一个补丁图形，增加线宽。这个补丁的形状和尺寸做成参数化单元，dRc自动认。”

“tal填充。先计算局部金属密度，低于45%的区域自动添加方块形dummy，尺寸和间距可配置。填充后重新检查密度，迭代直到达标。”

他放下粉笔，转过身，看着吕辰。

“这些东西，技术上都能做。但有一个前提。”

他竖起一根手指。

“要有足够精确的工艺模型。拐角加粗多少？tal的最小尺寸是多少？接触孔的标准化公差是多少？这些参数不是我能定的，是6305厂工艺线给的。他们没有，我写不了。”

吕辰点了点头：“这个我去协调。6305厂那边一直在收集工艺数据，应该已经积累了不少。我下周去找他，把参数表格要过来。”

汪涵教授没再说什么，坐回终端前。

钱兰走到白板前，拿起粉笔，又加了一行字：混合信号与定制模块的“保留区”设计。

“汪教授，双轨对比的时候我发现，cAd版在存储阵列、锁相环、模拟比较器这些定制模块上表现很差。自动布线破坏了它们的对称性和匹配性。”

她在白板上画了一个简图，一个大方框，里面画了几个小方框，小方框周围画了一圈虚线。

“我的想法是，引入定制模块边界锁。设计师可以把一块区域标记为保留区，自动布线只允许指定引脚连接，不触碰内部结构。”

她顿了顿，又在旁边画了一个图。

“在保留区内，设计师手工画关键匹配线，比如差分对、电流镜。cAd自动完成外围连接和填充。”

“对于存储单元、运放、比较器这些常用定制模块，建立专用器件库。设计师输入尺寸参数，系统自动生成版图，不需要手工画，也不需要cAd乱布。”

汪涵教授听完，沉默了几秒。

“保留区的想法，技术上可以实现。布线器在布局阶段，把标记为‘保留区’的区域当成障碍物，走线不进去。只从边界上的指定引脚引出连接线。”

他在黑皮本子上飞快地写了几行：

“文件格式要加一个新属性，REGIoN_tYpE，可设为coRE、bLocKAGE、RESERVEd。布线器遇到RESERVEd，跳过内部，只处理边界引脚。”

他写完，抬起头看着钱兰。

“但专用器件库的事，不是我能做的。那需要有人专门画参数化单元的版图，不同工艺节点要重新画。6305厂那边现在5微米和2微米两套工艺，每套都要做。”

钱兰点了点头：“这个我来组织人做。”

汪涵教授继续在本子上写，写完又停下来，看着白板上那满满一板的字。

时钟树综合、串扰感知布线、电源网格热力图、可制造性规则、保留区设计、专用器件库……

每一项都是一座山。

他把钢笔帽拧上，面无表情道：“吕辰，我问你一个事。”

“您说。”

“你们说的这些东西，全部做出来，需要多长时间？”

“如果人手够，两年。”

“两年？”汪涵教授哼了一声，“我程序设计院现在满打满算才几个人，我们要支持昆仑1的微程序库，要帮全国各单位定制算法，要做指令集，你让我这几个人再去搞3.0，你以为我们是生产队的驴？”

他站起来，手指在桌面上敲了两下。

“吕辰，我跟你交个底。你要我做的这些东西，需要的是专门的人，算法工程师、计算几何专家、图形学程序员、数据库工程师。这些人，我一个都没有。”

他看着吕辰：“你让我写微程序，我能写。你让我写解析器、编译器，我也能写。但你让我搞计算几何、搞图论算法、搞大规模数值优化，我不是干这个的。我手底下那些人也不是干这个的。”

他顿了顿，声音低了一些。

“你要我做，可以。拿人来。”

机房里的空气凝滞了几秒。

诸葛彪把烟掐灭在烟灰缸里，走过来拍了拍汪涵教授的肩膀。

“汪教授，您别激动。我们不是在逼您。这些问题，是大家坐下来一起想的。能做多少做多少，做不了的，咱们想办法。”

汪涵教授没理他，看着吕辰。

吕辰沉默了几秒，然后说：“汪教授，您说个数。要多少人？”

汪涵教授竖起两根手指。

“200。再给我200个人，我保证把星河cAd3.0做出来，你们说的这些，一件不落。”

吕辰还没开口，诸葛彪先倒吸了一口凉气。

“200百？汪教授，您这不是要人，是要一个研究所。”

汪涵教授看着他，表情没有任何变化。

“你以为这些东西是好做的？时钟树综合要搞h树平衡算法，串扰感知布线要解电磁场方程，电源网格热力图要跑瞬态电流仿真，可制造性规则要跟工艺线的统计数据对接，保留区设计要改文件格式和布线器核心架构。哪一样是三五个人能啃下来的？”

他掰着手指头数。

“算法组，至少40人。写时钟树综合、串扰感知、热力图核心算法的。”

“图形组，至少30人。做版图浏览器、问题可视化、交互式编辑的。”

“数据库组，至少20人。改存储结构、支持增量更新、做数据版本管理的。”

“测试组，至少20人。写测试用例、跑回归验证、做性能分析的。”

“架构组，至少10人。定总体方案、写接口规范、协调各组进度的。”

“应用组，至少30人。做用户体验、写培训文档、搞技术支持的要算在里边？还要跟6305厂对接工艺参数、跟各设计组对接需求……”

他放下手，看着诸葛彪。

“两百个人，我还觉得紧。”

诸葛彪张了张嘴，没说出话来。

钱兰在旁边轻声说了一句：“汪教授，200个人，星河计划那边能批吗？现在形势不太好，各单位都在压缩。”

汪涵教授看了她一眼，没说话。

吕辰有点麻爪，200个人，一个工程师的工资、津贴、住房、医疗、子女入学……

加上设备、耗材、机时、软件工具的采购和开发，一年下来不是小数目。

但他也知道，汪涵教授说的没错。

星河cAd是芯片设计的基础工具，已经证明了价值，虽然有这样那样的问题，但它的效率是手工的十倍以上。

现在要搞3.0，要解决手工版和cAd版各自暴露出来的问题，200个人，真的不算多。

他想了想：“汪教授，200个人的事，我去找刘教授谈。今天之内给您答复。”

说完，他转身出了机房。

来到刘星海教授的办公室，吕辰敲了敲门框，里面传来一声“进来”。

刘星海坐在办公桌后面，面前摊着一本打开的黑皮本子，手里握着一支钢笔，正在写什么。

他抬起头，看见吕辰：“怎么了？脸色不太好看。”

吕辰在他对面坐下，把事情从头到尾说了一遍。

双轨对比的结果，手工版的问题、cAd版的问题，汪涵教授在机房发的那通火，还有那200个人的需求。

他说的很客观，没有添油加醋，也没有隐瞒什么。

刘星海教授听完，沉默了一会儿：“星河cAd，是我们在不会到会这个阶段交的答卷。能用，有缺点，效率不高，但能用。”

他看着吕辰：“3.0，是要解决好不好的问题。时序收敛、信号完整性、电源完整性、可制造性、混合信号支持，这些不是锦上添花，是芯片设计从手工走向自动化的必经之路。”

他走拿起钢笔，在黑皮本子上写了一行字。

“200个人，我给。星河计划下一批人才招募，编制还没用完。我会去跟国防科委对接，以星河cAd系统研发为课题，面向全国高校和科研院所定向招聘。算法、图形、数据库、编译器方向，200人，分批到位，一年内招满。”

他在本子上又写了一行字，然后抬起头看着吕辰。

“你回去跟汪教授说，人我给他。但有一条……”

他想了想：“算了，我跟一起去。”

两人一前一后出了办公室，往机房走。

汪涵教授站在白板前，白板上又多了几行字，是他在这段时间里想到的新功能。

听见脚步声，他转过头，看见刘星海，愣了一下。

“刘教授。”

刘星海走到他面前，伸出手。

汪涵教授握住他的手，两个人的手掌都很瘦，指节分明，握在一起的时候，像两根老树根纠缠在一起。

刘星海笑呵呵道：“老汪，年轻人办事，难免经验不足。不过冲劲是有的，出发点也不错，就是有些毛躁，咱们多教育就是了，你别往心里去。”

他顿了顿：“200个人，我给你。一年之内，分批到位。”

汪涵教授的手微微抖了一下。

他松开手，然后说了一句让在场所有人都没料到的话。

“老刘，话都说到这份了，就别说什么年轻人急躁，赤子情怀我也有，咱们要做就做彻底一点！”

他站起来，走到白板前，拿起笔，在最下面写了一行字：图形化交互与问题可视化。

“星河cAd 2.0，还是命令行为主。设计师敲命令、看文本输出、自己算、自己猜。设计师不是程序员，他不应该看那些数字。”

他在白板上画了一个方框，代表屏幕。

“3.0，我要做一个图形化版图浏览器。支持缩放、层切换、测量距离、高亮显示特定线网。所有分析结果，时序违例路径、串扰高风险区、IR drop热点，用不同颜色叠加在版图上显示。”

他在方框里画了几个色块，绿的、黄的、红的。

“设计师打开版图，一眼就能看见哪里有问题。红色的区域，说明时序违例；黄色的线，说明串扰风险；暗红色的块，说明IR drop超标。”

他转过身，看着刘星海。

“还要做一个问题导航功能。系统自动列出所有警告和违例，设计师点一下，版图自动定位到对应位置，旁边弹出一个对话框，给出建议修复操作，建议加宽电源线至40微米’、‘建议在相邻线间插入地线’、‘建议将拐角改为135度’。”

他顿了顿，声音提高了一些。

“还要支持双版图比对。设计师可以同时加载手工版和cAd版，并排显示，或者叠加对比。系统自动计算差异区域，标出哪里手工版画得好、哪里cAd版画得好。”

他放下笔，拍了拍手，转过身，看着刘星海和吕辰。

“也别缝缝补补了，要做，就做让人看得见、摸得着、喊得动的cAd。你们把硬件解决了，软件就没问题。但你们要把人给我。”

刘星海看着他，摇了摇头。

“我说了，200个人，一年之内到位。”

他声音低了一些。

“老汪，星河cAd 3.0的事，不是程序设计院一家的事。集成电路实验室要派人参与需求定义，6305厂要提供工艺参数和测试反馈，计算机所要配合做文件格式和接口规范。这是全星河计划的会战，不是你一个人的事。”

他看着汪涵教授，目光里带着一种只有老一辈知识分子之间才懂的东西。

“你放手去做。缺什么，直接找我。”

汪涵教授站在那里，看着刘星海，嘴唇动了动，想说什么，没说出来。

他转过身，走到白板前面，看着那满满一板的字。

时钟树综合、串扰感知布线、电源网格热力图、可制造性规则、保留区设计、专用器件库、图形化交互、问题导航、双版图比对……

“老刘，你放心。这套系统做出来，中国芯片设计，就再也不用靠手工画了。”

刘星海没说话，只是拍了拍他的肩膀。

吕辰站在机房门口，看着白板上那行字，心里有一种说不清的踏实。

200个人，星河cAd 3.0，从今天起，不再是想法了。