第一百三十六章

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    周煜提出的问题，像一记重锤，敲在了所有人的心头。
    用分立元件堆砌出来的“CPU”，在低速运行时尚能勉强工作，一旦试图提升频率，各种不确定性就像幽灵一样冒出来，让整个系统变得不可控。这就像一个蹒跚学步的婴儿，你非要他去跑百米冲刺，结果只能是摔得一塌糊涂。
    “问题出在信号的同步和稳定性上。”郑昊指着那块“土制CPU”板，沉声说道，“每一个晶体管都有自己的开关延迟，每一个焊点都有微小的电阻和电容效应。当这些成千上万个微小的延迟和效应叠加起来，就会导致时钟信号和数据信号之间产生偏差，从而引发逻辑错误。”
    “我们尝试过缩短导线长度，优化布局，甚至用上了当时能找到最好的屏蔽措施，但效果甚微。”孙宇补充道，他的脸上写满了疲惫和无奈。
    实验室里一片寂静。大家你看看我，我看看你，眼神中都带着一丝迷茫。这条“土法炼钢”的路，似乎走到了尽头。
    “难道，我们真的要放弃总线架构，转回单板机吗？”一个小张喃喃自语，声音里带着不甘。
    郑昊没有回答，他走到黑板前，陷入了沉思。他知道，放弃总线架构，意味着他们将失去未来拓展的潜力，也意味着之前所有的努力都将白费。
    他脑海中飞速闪过前世关于集成电路设计、时序分析、以及各种容错机制的知识。这些知识，在现在这个连像样的示波器都稀缺的年代，显得如此遥远和不切实际。
    “我们不能放弃。”郑昊突然开口，声音不大，但却像一道闪电，划破了实验室里的沉闷。
    所有人都看向他。
    “我们之前的思路，是试图用分立元件去‘模拟’一个完整的集成电路CPU。”郑昊在黑板上画了一个大大的方框，里面写着“CPU”，“但这条路，在当前条件下，是行不通的。”
    他擦掉了那个方框，重新画了几个小方框，并用线连接起来。
    “既然我们造不出一个完整的‘大脑’，那我们就先造出它的‘神经元’和‘神经节’！”郑昊的眼神再次变得明亮起来，他想到了一个大胆而又符合实际的方案。
    “我们不强求用分立元件去实现整个CPU的复杂逻辑，那太过庞大和脆弱。我们把CPU最核心的功能，再次进行拆解！”
    他指着黑板上的小方框：“我们可以用分立元件，或者我们能搞到的最简单的TTL逻辑门芯片，去实现最基本的运算单元，比如一个8位的加法器，一个简单的寄存器组，一个程序计数器……”
    “这些单元，它们的规模相对较小，逻辑结构相对简单，用分立元件搭建起来，它的稳定性更容易控制。”
    “然后呢？”周煜的眼睛亮了起来，他似乎捕捉到了郑昊的思路。
    “然后，我们不把它们全部集成在一块板子上，而是将它们做成一个个独立的、可插拔的‘功能模块’！”郑昊在黑板上画出几个独立的模块，每个模块都带有一排插针。
    “比如，一个‘加法器模块’，一个‘寄存器模块’，一个‘指令译码模块’，一个‘程序计数器模块’。这些模块之间，通过我们设计好的‘内部总线’进行连接！”
    他看向孙宇和钱浩：“孙宇同志，钱浩同志，你们要负责设计这些模块的物理接口和电路布局，确保它们之间的信号传输稳定可靠。这些模块的规模小了，信号传输距离短了，串扰和延迟的问题就会大大减轻！”
    他又看向周煜的团队：“周煜同志，你们要负责设计这些模块之间的‘内部总线协议’。它比整个系统总线要简单得多，只负责模块内部的数据传输和控制信号。同时，你们还要负责设计一个‘微程序控制器’，它不需要是完整的CPU，只需要通过一系列简单的控制信号，去协调这些功能模块的工作，让它们按照指令的顺序，一步一步地完成运算！”
    “这……这不就是把CPU给‘模块化’了！”周煜恍然大悟，他激动得一拍桌子，“我们把一个复杂的CPU，拆解成若干个简单功能模块，每个模块用分立元件实现，模块之间再通过内部总线连接！这样既能保证模块的稳定性，又能实现CPU的功能！”
    林教授也露出了笑容，他抚摸着自己的胡须，连连点头：“妙啊！这真是柳暗花明又一村！郑组长，你把‘模块化’的思想，从系统层面，深入到了芯片层面！”
    “这大大降低了单个模块的实现难度，也降低了我们对元器件性能的严苛要求。”孙宇也激动地说道，“而且，如果某个模块出现故障，我们也可以像换灯泡一样，直接更换故障模块，大大提高了可维护性！”
    “这简直是‘搭积木’造CPU！”小张和小李兴奋得脸都红了。
    郑昊看着大家重新燃起的希望，心里也松了口气。这个方案，其实就是RISC（精简指令集计算机）思想

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