第574章 火车头试探(1/2)
时间飞快,转眼就到了11月。
昆仑1机的芯片、元器件、机柜均如期交付,板卡也陆续完成设计。
硬件板卡集成小组启动了火车头测试。
红星轧钢厂的防静电车间里,吕辰站在机柜前,手里拿着一个棕色封皮的本子。
他今天负责记录,亲眼看着这台机器活过来。
吴国华手里拿着示波器的探头,蹲在机柜后面,地线夹已经牢牢固定在接地铜排上。
宇文坤德站在配电盒旁边,手里握着一支电笔,大拇指搭在开关上。
旁边的桌子上,摆满了各种工具和元件。
螺丝刀、镊子、万用表、酒精棉签、备用芯片、一小卷细铜线。
昆仑1机的第一块电源板、第一块时钟板和总线背板,已经被小心翼翼地插进了第一台测试机柜的插槽里。
金手指与背板插槽的簧片接触时,发出轻微的“咔嗒”声让人安心,像是骨头归位。
“就这三块。”吕辰看着面前这台孤零零的机柜,“电源、时钟、背板。先让心脏跳起来,其他的等会儿再说。”
吴国华和宇文坤德在做着最后的检查。
示波器的探头点在电源板远端的电源引脚上,屏幕上跳出一条绿色水平线,随后一个方波出现又消失,吴国华微微点了点头。
宇文坤德走到机柜侧面的配电盒前,左手搭在空气开关上,右手拿着电笔点了点几个测试点,确认接线无误。
“上电。”
电磁接触器“嘭”地一声吸合,声音沉闷有力,像一头沉睡的野兽被拍醒。
机柜前面板的几个指示灯相继亮起,绿色的电源正常灯亮得最快,黄色的总线空闲灯闪了两下也稳住了,红色的故障灯没有亮。
示波器屏幕上的波形跳了起来。
先是一个不太干净的尖峰,那是上电瞬间的浪涌,谁家机器都免不了,然后稳定在5伏直流电平上,像一条被拉直的线。
吴国华盯着屏幕看了三秒,然后把时基调大,观察了十几个周期,确认没有异常抖动,才开口:“+5V正常。”
他把探头移到另一根线:“+12V也稳了,纹波在规格内。”
宇文坤德蹲在机柜后面,把万用表的表笔插在电源板的测试点上。
他看表的速度很慢,每一组读数都要默念两遍才往本子上记。
吕辰站在机柜正面,盯着前面板上的指示灯。
电源正常灯亮着,绿色的光在昏暗的车间里显得很踏实。
总线空闲灯也亮着,黄色的,像一盏待机的信号。
故障灯没有亮,这是今天最好的消息。
他从兜里掏出一支烟,点上,吸了一口。
烟雾在洁净室的气流里被迅速抽走,消失得无影无踪,过滤器的嗡鸣声始终没停过。
“行了,先让它跑一个小时。”吕辰看了看手表。
车间里安静下来,只有机柜里散热风扇的低频嗡嗡声,和示波器屏幕上那根稳定的绿色水平线。
宇文坤德蹲在机柜后面,手里的万用表一直没有收起来。
他每隔十分钟测一组数据,记在本子上,字迹工整,每一行都标注了时间和测试点。
他的动作很慢,但很稳,像在给一个病人量体温。
吴国华把探头放在台面上,拧开保温杯喝了一口水,他的眼睛没离开过示波器屏幕。
半个小时过去了,一切正常。
40分钟的时候,宇文坤德忽然开口了。
“吕工,过来看一下。”
语气里,一种“你最好来看看”的意味。
吕辰三步并作两步走到机柜后面。
宇文坤德把万用表的读数转过来给他看。
4.82V。
“这颗芯片离电源入口最远。”宇文坤德用表笔点了点那颗芯片的位置,“标称是5V。跌了将近4%。”
吕辰盯着那行数字看了两秒,没说话。
吴国华已经把示波器探头移了过来。
屏幕上的5V电平线平稳,但仔细看,确实比电源入口处低了大约一格。
“线画细了。”吴国华摇头,语气里带着一种“我就知道”的无奈,“现在的电压还能撑住,指标内。但如果后面加更多芯片,电流再大一点,肯定要跌破4.75伏的红线。”
吕辰翻开本子,用钢笔写了一行字。
他写得很慢,像是在斟酌每一个字:电源板远端压降4%,建议加粗主干道或增加去耦电容。
他在旁边画了一个三角形,表示“需要跟踪,非紧急”。
“先不管。”吕辰合上本子,声音很平静,“能跑就行。继续观察。”
现在不是停下来改板子的时候,火车头测试的目标是让最小系统转起来,证明这条路走得通。
毛病记下来,回头一并改,这是工程,不是实验室里的完美主义。
又过了十几分钟。
示波器的屏幕闪了一下。
吴国华的眼睛猛地瞪大了。
“毛刺!”
他的声音拔高了半度,整个人从靠着的姿态一下子直起来,手指已经搭在了示波器的旋钮上。
吕辰凑过去看。
时钟信号线上,那本该是整齐方波的地方,在正常的边沿旁边,偶尔会出现一个尖锐的毛刺,像一根针扎在波形上。
幅度大约1.8伏,持续时间极短,短到示波器的光标都很难锁住。
“哪来的?”吕辰皱眉。
吴国华把示波器的时基调大,开始扫描更长时间窗口。
屏幕上的波形缓缓移动,像一条缓慢流淌的河。
毛刺出现的频率不高,大约每两三秒一次,间歇性出现,没有规律。
宇文坤德走到机柜前面,弯下腰,凑近时钟板的位置。
这块板子上有一颗KL-CLK时钟分配芯片,旁边围着几只晶体和几个电容。
他看了几秒,又抬起头看了看从背板下来的那几束线缆。
他的眼睛眯了起来。
“线走得太近了。”他指着从背板下来的几条数据线,“时钟线跟数据线在背板上并行走了一段。间距——”
他没有说完,但意思已经很明显了。
吴国华拿起逻辑分析仪的探头,夹在了那条时钟线和最近的一条数据线上。
分析仪的屏幕上一行行数字跳出来,速度很快,但他一眼就捕捉到了规律。
“确认了。串扰。”吴国华把屏幕转向吕辰,用手指点着上面的几行数据,“每当数据线从0翻转到1的时候,时钟线上就会出现一个毛刺。时序刚好卡在那个点上。”
他声音凝重:“这个毛刺幅度1.8伏。TTL电平里,2伏就算高电平了。虽然还没到阈值,但如果再多一点干扰,或者温度升高、芯片老化,它就会变成真正的误触发。”
宇文坤德直起腰,目光从线缆移到吕辰脸上,没有催促,只是在等一个决定。
吕辰盯着屏幕看了几秒。
加屏蔽地线要改板卡设计,加大间距也要改板卡设计,这些都是下一版的事。
现在要做的,是确认这个毛刺会不会让今天的测试跑不下去。
“频率高吗?”他问。
吴国华又看了一眼分析仪:“不高。平均两三秒一次。没有造成实际的逻辑错误,至少目前没有。”
“那就先记着。”
吕辰翻开本子,又写了一行:
时钟与数据线串扰,毛刺1.8V,间距不足,需加地线隔离或加大间距。
旁边画了两个三角形,优先级更高。
他合上本子:“电压和时钟能撑住就继续。今天的任务是让最小系统转起来,毛病先记着,回头一并改。”
吴国华点了点头,把探头的夹子重新夹稳。
宇文坤德把手从万用表上移开,站直了身子,活动了一下有些僵硬的腰。
一个小时跑完了。
电压最低点4.80V。
时钟毛刺最大幅度1.9V。
没有造成实际故障。
吕辰合上本子,伸了个懒腰。
他看着机柜上那些还在亮着的指示灯:“加I/O板。让指令跑起来。”
吴国华从防静电盒里取出一块I/O板。
这块板子比电源板小一圈,正面只有几颗芯片插座和一小排指示灯,背面是一排金手指。
他双手握住板卡边缘,对准抽屉里的插槽导轨,轻轻推了进去。
“咔嗒”。
板卡到位,锁紧机构弹起,声音清脆,让人安心。
吕辰走到工作台前,从抽屉里拿出已经烧录好测试程序的二维卡。
那张浅黄色的卡片不大,打满了密密麻麻的孔,在灯光下看像某种密码本。
他在读卡机前面蹲下来,把卡片塞进读卡槽,推到底,然后按下了启动按钮。
读卡机开始工作,探针矩阵扫描电路,一行行微指令被读入,转化成电信号,沿着数据总线送进板卡。
机柜上的指示灯开始闪烁。
黄色的总线空闲灯灭了,绿色的运行灯亮了起来。
吕辰站起来,盯着前面板。
测试程序很简单,读拨码开关的状态,然后点亮对应的指示灯。
拨码开关就装在I/O板的前面板上,8个拨码,8个指示灯,一一对应。
他拨动了第一个开关。
指示灯没有亮。
等了两秒,还是没有亮。
吴国华已经走到I/O板前面,把示波器探头点在输出引脚上。
屏幕上的波形跳出来,信号有,但幅度只有1.2伏,远低于TTL高电平的2伏阈值。
“输出驱动不够。”吴国华的声音有些发紧,“要么驱动芯片选型不对,要么插座虚接!”
宇文坤德把板卡抽了出来。
翻过来看背面,芯片插座的每一个引脚上,紧固的螺丝闪着银光,他用指甲刮了过去。
一连串清脆的“叮叮”声响起,声音圆润,没有破音。
没有虚焊。!
他又翻回去看正面的芯片插座,一颗一颗检查,手指轻轻按压。
按到第三颗的时候,芯片动了一下。
“没卡到底,虚接!”
把芯片从插座里拔出来,用酒精棉签擦了擦引脚,其实引脚看着不脏,但这是规矩,又重新插进去,用力压到底。
这一次,芯片稳稳地卡在插座里,没有丝毫晃动。
他把I/O板重新插回机柜,锁紧。
动作一气呵成,像是在灶台前颠了一万次勺。
吕辰再次拨动拨码开关。
指示灯亮了。
明亮的绿色,在车间里格外醒目。
吴国华没有笑,但他的肩膀松了下来。
他继续拨动剩下的七个开关,每个开关对应的指示灯都依次亮了起来,没有延迟,没有闪烁,没有迟疑。
“I/O板通了。”
吕辰翻开本子,写:
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