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用全新的工艺,重构一款近两年前上市的处理器,很难吗?

难,但好像也不那么难。

之所以用“好像”这个词,是因为在弯大礼堂内近五百号人的认知里很难的东西,在讲台上那位的讲解中、粉笔下和黑板上,变得出乎预料的简单……

重构指令预取队列,建立“提前预取3条指令”的队列逻辑。优化分支预测算法,预期将准确率从原版的百分之四十提至百分之五十五,确保有效预取命中率达百分之七十以上;

优化内存访问,将原版的四周期,设计为3.5时钟周期的读周期时序,在原版1MB寻址空间内实现百分之十四的吞吐量提升,定义地址生成与锁存逻辑,支持ALE信号优化;

对工作模式进行扩展,在原本最小/最大模式上,新增 “混合模式”,定义单处理器驱动16位外设的控制逻辑,可以直接驱动单色显示MDA和多色显示CGA;

优化中断控制器,重构中断响应通路,将响应时间从200ns压缩至160ns,适配工控和终端等实时控制系统的需求;

分配晶体管资源,增强预取队列、优化ALU、降低漏电流,确保架构层面平衡性能与功耗;

如何编写ALU、寄存器堆、指令译码器、预取队列、地址锁存器、中断控制器等模块的RTL代码;

通过门级电路优化,实现关键路径复用、并行化设计,解决3.5周期读操作的时序瓶颈,避免时钟skew;

通过“门控时钟”减少闲置模块开关、“低功耗单元库选型” 降低动态功耗;采用高阈值电压单元优化静态漏电流;

实现I/O接口电路适配,建立混合模式下的驱动逻辑,确保与256KB以上静态随机存取存储器及外设的兼容性……

工艺参数确认…器件结构优化…晶体管密度规划…时钟发生器…电源管理…I/O 驱动电路……

如何搭建验证平台…测试用例设计…静态时序分析…动态功耗仿真…静态功耗分析…时序收敛……

从下午两点多点开始,到差一分钟五点,曲卓用了差不多一百七十分钟的时间,和满满当当的八面黑板,从处理器架构、数字电路设计,到工艺与器件、模拟电路设计,布局规划、单元摆放、时钟树综合、布线,再到验证平台的搭建,时序与功耗设定……

用预期8100枚晶体管搭建起执行单元,预期枚晶体管搭建起总线接口单元,3200枚晶体管的中断控制器,2800枚的电源与时钟管理,1500枚的混合模式控制器,1300枚的测试与调试接口,4000枚的I/O接口电路……

预期总计共枚晶体管,在8086的基础上以CMOS工艺进行了完整的重构和全面升级……

全程捞干货,对所有关键问题都给出了明确的设计指导,关键点也全都进行了虽快,但详细的阐述。

讲的太快,知识点太密集,以至于台下所有人根本来不及在笔记本上记录。

好在,曲某人有先见之明,提前让工作人员多搬来几块黑板,所有关键内容,都完整的保留了下来。

每个人除了集中注意力努力的听,唯一能做到只有瞅空隙在本本上简写记下遇到的问题。

曲某人开讲前说了,不要因为一个人的不解,影响了所有人的节奏。有问题不急,后面会留出专门的时间给大家答疑……

当曲卓终于停下滔滔不绝,再次抬腕看表,确定自己在五点前完成了全部讲解,做到了开始前夸下的海口,才拿起讲台边早已凉透的水杯,一口气干了半杯。

曲卓喝水的时候,台下小五百号人总算从长时间持续的专注状态中抽离出来,疲惫感不可抑制的弥散全身。

年纪大的几位,脑子已经有昏沉感了……

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