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第366章 从0到1的震撼宣言(2/2)

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王先生也表示赞同:“更重要的是,它提供了一种标准化、可复用的‘知识载体’。老包他们和红星所,这件事做得漂亮。”

演示获得了满堂彩。

二维卡技术虽然原理不复杂,但其展现出的工程实用性和解决实际痛点的能力,给所有代表留下了深刻印象。

它像一把钥匙,打开了人与计算机交流的想象空间。

接下来,是红星所的展示。

宋颜教授走到另一张工作台前。

台上放着一个比饭盒略大的金属外壳装置,正面是两排数字按键,从0到9,加上加减乘除、等号、清零等功能键,上方则是一个长方形的显示窗口,里面安装着橘红色的辉光数码管,这是目前能稳定供货的最好的显示器件。

这就是“红星一号”计算器原型机,为了这个机器,吴国华、诸葛彪等人加班加点,连续两天两夜,才在今早,将长光所送来的芯片安装上去。

宋颜教授的声音清晰而坚定,带着抑制不住的自豪:“各位,这就是我们‘星河计划’在集成电路领域的第一个阶段性成果,‘红星一号’电子计算器。”

他轻轻按下电源开关,计算器内部传来细微的“嗡”声,显示管亮起,显示出“0”。

“手指在键盘上依次按下:“1、2、3、4、5、6、7、8、9、0”,显示管上的数字随之跳动,最终稳定显示“”。

十位数,一个不少。

台下已经有人小声数了起来。

“加法。”宋颜教授按下“+”,然后输入“”,再按下“=”。显示管短暂闪烁后,迅速显示出结果:“”。

“减法。”他清零后,输入“”,减“”,等于“”。

“乘法。”乘以87,等于。

“除法。”除以123,等于……

每一步操作都干净利落,结果准确。

虽然速度比不上后世的计算器,但在1963年的春天,在这个房间里,这个能够靠自身内部电路完成十位数四则运算的金属盒子,无异于一个奇迹。

演示完基本运算,宋颜教授打开了计算器的后盖,露出内部结构。

主体不是密密麻麻的电子管或晶体管搭成的丛林,而是四块比指甲盖略大、封装在黑色陶瓷基座中的方形芯片,通过纤细的金属引线焊接在一块陶瓷电路板上。

旁边还有几块较小的芯片和分立元件,构成电源、显示驱动等外围电路。

“大家看到的这四块黑色陶瓷封装体,就是我们自主设计、基于5微米工艺试制的集成电路芯片。”宋颜教授用镊子小心地指着,“它们共同构成了‘红星一号’的计算核心。”

他转身,示意谢凯展示意图板。

板上清晰地画出了“红星一号”的系统架构和四块核心芯片的功能划分。

“由于当前工艺水平和集成度的限制,我们采用了模块化设计思想,将计算器的核心功能分解到四块芯片上,以降低单芯片的设计与制造难度,同时积累模块化协作的经验。”

他指向第一块示意图:“这是‘输入编码与控制芯片’,计算器的指挥中心。它负责扫描键盘,将按键动作转换成二进制代码;产生系统所需的各种时钟时序信号;对简单的操作指令进行译码,并驱动其他芯片协同工作。内部集成了振荡器、计数器、解码器和控制逻辑,大约集成了350个晶体管。”

“第二块,是‘数据存储芯片’,担任记忆角色。主要包括操作数寄存器和累加器。用户输入的数字、运算中的中间结果和最终结果,都存储在这里。主要由大量的D触发器构成,单个芯片集成了超过320个晶体管。”

“第三块,是‘算术逻辑单元芯片’,计算器的大脑。它执行所有算术运算。我们内部采用BCD码进行运算,所以在基本加法器之外,还集成了专门的BCD校正电路。乘法和除法功能,我们通过‘连续的加法或减法配合移位’来实现,这需要额外的控制逻辑。这块芯片最复杂,集成了约580个晶体管。”

“最后是‘输出解码与显示驱动芯片’。它的任务是将运算结果翻译成能驱动辉光管显示的信号,并提供足够的驱动电流和电压。这块芯片相对固定,集成了约150个晶体管。”

宋颜教授顿了顿:“这四块芯片,分工协作,通过我们定义的总线协议进行通信,共同完成了大家刚才看到的计算功能。总晶体管数约1400个。虽然分立设计,但这是我们第一次真正将一套完整的数字逻辑系统,用集成电路的形式实现出来,并且证明了它的可行性。”

会场里鸦雀无声,所有人都被这清晰的技术剖析和实实在在的成果震撼了。

四块小小的芯片,替代了以往可能需要成千上万个分立元器件才能实现的功能,其意义不言而喻。

然而,宋颜教授的下一句话,让所有人的呼吸都为之一窒。

“但是,”他提高了声调,从助手手中接过一个更小的、单独封装在透明保护盒里的芯片。

这块芯片看起来比之前四块中的任何一块都要小,封装也更加精致。

“这四块分立芯片的设计,是基于当前工艺稳定性的理性选择。而在同步进行的‘极限探索’中,我们的设计团队,完成了另一项工作。”

示意图展示了这块小芯片的结构,明显复杂得多,各种功能区块被巧妙地整合在一个方框内。

“我们设计并试制了‘红星一号’的‘单片集成版本’。”宋颜教授声音激动,“我们将输入编码、控制、存储、运算、输出驱动等所有核心功能,全部集成在了这一块芯片上。初步测试表明,其逻辑功能与四片方案完全等价。”

他顿了顿,报出一个数字:“这块单片芯片,集成了超过1600个晶体管。”

“嘶——”台下响起一片倒吸冷气的声音。

1600个晶体管!集成在一片小小的硅片上!

这个数字所代表的集成度,已经触摸到了国际先进门槛。

尽管这只是实验室的试制品,良率、可靠性还有很长的路要走,但它证明了方向是可行的,证明了中国的工程师和科学家们,有能力向集成电路的顶峰发起挑战。

最后,宋颜教授激动的宣布:“红星一号的成功,标志着我们在集成电路领域,取得了从0到1的突破!在这个领域,我们和所有西方国家处于同一起跑线!”

钱先生带头鼓起了掌。

紧接着,掌声如暴风骤雨般席卷了整个机房,持续了将近一分钟。

许多老专家的眼眶都有些湿润。

他们见过太多的艰难,太多的“不可能”。

而今天,更年轻的科研人用实实在在的芯片,告诉他们。

路,走通了第一步。

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