第四十五章 新版素子傳送模塊

　　對(duì)于素子傳送模塊這部分的電路，在時(shí)光旅行膠囊中幾乎找不到可以參考的資料，因?yàn)闀r(shí)光旅行膠囊只有進(jìn)行時(shí)間上的傳送而沒有進(jìn)行空間上的傳送，所以現(xiàn)在只能全靠自己的本事了。我再一次把這部分的電路認(rèn)認(rèn)真真地看來一遍，我已經(jīng)記不得這是我第幾遍看這部分電路了，之前無論看多少遍都覺得這部分電路已經(jīng)完美，沒有再修改的必要了，但不知道為什么，現(xiàn)在的我再看的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)，其實(shí)我可以設(shè)計(jì)得更好。

　　我盡力去遺忘現(xiàn)有的設(shè)計(jì)資料，因?yàn)橹挥羞@樣，我才能真正意義上構(gòu)思出全新的設(shè)計(jì)方案。這次設(shè)計(jì)我打算以穩(wěn)定性為重點(diǎn)，來展開設(shè)計(jì)。我閉上雙眼，在腦海中想象素子傳送模塊的全新設(shè)計(jì)框架，包括需要哪些功能，要使用什么類型的芯片，以及最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

　　腦補(bǔ)完大致的框架后，我便在工作站上打開了原理圖設(shè)計(jì)軟件，新建一個(gè)工程文件去設(shè)計(jì)一個(gè)全新的素子傳送模塊。我直接調(diào)用現(xiàn)有的庫文件，從中挑選出我所需要的最新款的芯片，直接拉到原理圖內(nèi)。因?yàn)橹匾暦€(wěn)定性，每一個(gè)阻容器件的參數(shù)都經(jīng)過縝密的計(jì)算，不敢有半點(diǎn)馬虎。我一直不停地畫著原理圖，手速甚至已經(jīng)跟不上大腦思考的速度，我已經(jīng)構(gòu)想到了很遠(yuǎn)的部分，可自己卻還在畫前幾秒想到的原理圖。靈感就噴泉一樣噴涌而出，根本停不下來。

　　經(jīng)過這么多個(gè)月的研究。現(xiàn)在所使用到的芯片我都已經(jīng)了如指掌，芯片手冊(cè)的大部分內(nèi)容皆諳熟于心，省去了翻閱的時(shí)間，大大縮短了作業(yè)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。原理圖就像蜘蛛織網(wǎng)一樣，由里到外，一點(diǎn)一點(diǎn)地繪制而成。

　　然而一切并沒有那么順利，繪制到大概三分之一位置的時(shí)候，我的靈感就枯竭了，我坐在屏幕前深思熟慮。這時(shí)我才注意到，現(xiàn)在已經(jīng)是凌晨3點(diǎn)了。即便靈感繼續(xù)涌現(xiàn)，也不可能在一天之內(nèi)完成的。正所謂身體是革命的本錢，想到郝工的事后，我決定還是先去睡覺，明天再繼續(xù)奮斗。

　　我連洗漱都懶得做了，拖著僵硬的身軀直接就倒在了便攜式折疊床上。

　　第二天早晨一醒來就跟打了雞血似的，睜開眼睛就清醒了，飛快的洗漱之后，連早餐也懶得吃了，直接坐到工作站前，繼續(xù)昨天的繪圖。人在疲憊的時(shí)候工作果然會(huì)事倍功半，昨晚深夜的時(shí)候效率越來越低，睡一晚上后，靈感就繼續(xù)噴涌而出，這張蜘蛛網(wǎng)般的原理圖也被越織越大，一頁接著一頁的增加，工程文件也一點(diǎn)一點(diǎn)的增大。每次沉浸在電子的世界里，總是覺得時(shí)間過得特別的快，我感覺才畫了沒多久，卻已經(jīng)12點(diǎn)了。由于早上沒有吃飯，饑餓的感覺迫使我停止了手頭的工作，我覺得此時(shí)我需要補(bǔ)充大量的糖分，補(bǔ)充足夠的葡萄糖后我的大腦才能繼續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　我沒有選擇去小倩那里蹭飯，因?yàn)榱侠頇C(jī)器人做飯也需要一點(diǎn)時(shí)間，現(xiàn)在的我連一點(diǎn)時(shí)間都不想浪費(fèi)，爭(zhēng)分奪秒地小跑向了負(fù)一樓的食堂，隨便點(diǎn)了些看上去比較甜的食物。饑餓的時(shí)候無論吃什么東西都覺得特別好吃，我如狼似虎地吞咽著，短短幾分鐘后就連盤子都舔干凈了。

　　拖著沉重的身軀，我回到了電路實(shí)驗(yàn)室。要是平日里，我可能會(huì)選擇午休一小會(huì)兒，可今天從早上就處于亢奮狀態(tài)，完全沒有想要休息的意思。我回到工作站前，接著早上的原理圖繼續(xù)繪制。

　　當(dāng)天晚上8點(diǎn)，在H市聽完宣講會(huì)的牛工馬不停蹄的回到了電路實(shí)驗(yàn)室，明明已經(jīng)過了下班的時(shí)間，可他卻趕回來，跟我的狀態(tài)一樣亢奮，激動(dòng)地拉住我說“石工，石工，換芯片，換芯片?！?p>　　“俄州儀器的芯片嗎？”

　　“對(duì)啊，宣講會(huì)結(jié)束后我就馬上找在場(chǎng)的工程師索要了芯片的原理圖庫文件和封裝庫文件，芯片的出廠數(shù)據(jù)手冊(cè)PDF檔也帶回來了?！?p>　　“噢，那正好，我現(xiàn)在正在構(gòu)思新的素子傳送模塊方案，我看看哪些能替換的都給替換成俄州儀器的芯片。”

　　“噢，新的方案已經(jīng)有啦，不錯(cuò)嘛，我本來還想著就替換舊方案上的芯片先試試?！?p>　　“我是覺得既然要優(yōu)化，就大面積優(yōu)化，以前看了很多遍都覺得沒有地方可以優(yōu)化了。當(dāng)我把設(shè)計(jì)重心轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定性上后，就豁然開朗了。等我新方案設(shè)計(jì)完給你看看，如果可以就畫PCB了?！?p>　　“嗯，好，那你先畫你的新方案，反正樣片還沒那么快能到。”

　　“順利的話明天就能畫好原理圖了?！?p>　　“可以啊，小伙子，這部分原理圖的舊方案我可是構(gòu)思了5個(gè)月啊?！?p>　　“哈哈，靈感來了，停不下來啊?！?p>　　“哈哈哈哈，那你繼續(xù)，我就不打擾你了。”

　　牛工開心的離開了電路實(shí)驗(yàn)室，估計(jì)是就這么回家了。我暫時(shí)停止了原理圖的繪制工作，轉(zhuǎn)而開始閱讀俄州儀器最新推出的通信芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)。我先是只看了每種芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)的前幾頁，前幾頁有大致描述芯片的功能、特點(diǎn)及應(yīng)用，對(duì)于能否運(yùn)用在素子傳送模塊上，可以很直觀的看出。全部篩選下來，發(fā)現(xiàn)有3款芯片的功能似乎符合自己的需求，所以對(duì)這3款芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)又進(jìn)行了詳細(xì)的研究，每一份數(shù)據(jù)手冊(cè)都是上千頁，因此看起來花費(fèi)了大量的時(shí)間。

　　經(jīng)過一輪細(xì)致的閱讀后，每一個(gè)引腳的功能、工作電壓、最大輸出電流、IO口工作模式、數(shù)據(jù)傳輸速率、內(nèi)部時(shí)鐘頻率、AD轉(zhuǎn)換精度、串口類型、芯片工作溫度、封裝類型等等，所有的信息都被保存到了大腦中，方便隨時(shí)調(diào)用。

　　由于一時(shí)間所接受的信息量太大，大腦有些缺氧，出現(xiàn)了頭暈的癥狀?？戳讼聲r(shí)間，已經(jīng)凌晨4點(diǎn)了，看來這是身體給我發(fā)出的警告信號(hào)，如果再不休息，明天估計(jì)得出事。我遵從身體的指示停止了工作，累趴在了折疊床上。

　　翌日，牛工叫醒了睡夢(mèng)中的我，應(yīng)該是因?yàn)樽蛱旃ぷ魈玫木壒剩裉焖搅嗽缟?點(diǎn)，要不是牛工看不下去，把我給叫醒了，還真指不定什么時(shí)候能起得來。一醒來我就帶著朦朧的嗓音對(duì)牛工說“我看完你帶來的資料了，其中有3款芯片可以用。分別是CC6500RTKR、BQ9830YMA-95、OPA5137Z，可以替換舊圖里位號(hào)為U143、U197、U204這3片?！?p>　　牛工回答說“很好，和我想的一樣。你剛才還在睡覺的時(shí)候，我就已經(jīng)把舊圖的替換好了。”

　　“不愧是牛工，牛啊?！?p>　　“但是比起舊圖，我更期待你現(xiàn)在畫的新圖，加上最新的芯片后說不定實(shí)驗(yàn)就能成功了。”

　　“呵呵呵，別太期待了，說不定效果還比舊圖更差呢。”

　　“不管怎樣，試過才知道，你趕緊起來繼續(xù)畫圖吧，等實(shí)驗(yàn)成功后再讓你睡個(gè)夠?！?p>　　“好?！?p>　　我緩慢地坐起身，戀戀不舍地離開了我的便攜式折疊床。反正都這個(gè)點(diǎn)了，我就懶得再去吃早飯了，洗漱完后就返回電路研究室?；氐诫娐费芯渴液蟀l(fā)現(xiàn)牛工已經(jīng)不見了，估計(jì)去忙別的事情去了。這樣也好，一個(gè)人在實(shí)驗(yàn)室里更能集中精力工作。

　　我的思維和我的雙手都沒有停下來的意思，要不是膀胱的逼迫和饑餓感的騷擾，我可以像個(gè)雕像一樣在屏幕面前坐上一整天，不動(dòng)如山。即使知道久坐對(duì)身體不好，可現(xiàn)在的我又哪里管得了那么多，一心只想快點(diǎn)完成自己的作品，生怕拖延一會(huì)兒，靈感就馬上消失了。在我又持續(xù)奮戰(zhàn)了一整天后，終于完成了新版的素子傳送模塊原理圖，我把自己畫的原理圖欣賞了一遍又一遍，像是在欣賞藝術(shù)品一樣，愛不釋手。在確認(rèn)沒有發(fā)現(xiàn)問題后，我發(fā)郵件給了程矢，連同工程文件一起發(fā)給他，請(qǐng)求他按照原理圖進(jìn)行仿真測(cè)試，仿真時(shí)所使用的示例代碼讓他自己去找小倩索要。素子傳送模塊的原理圖還算比較復(fù)雜的，要進(jìn)行全面仿真測(cè)試估計(jì)得要花上幾天時(shí)間，前提還是程矢沒有別的事情要處理，在此期間，我的唯一任務(wù)就是盡快完成PCB圖的繪制。之前學(xué)習(xí)過了程矢繪制的PCB圖后，我覺得現(xiàn)在的我一定也能設(shè)計(jì)出那種藝術(shù)品等級(jí)的PCB圖。

　　根據(jù)克洛諾斯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸，我先預(yù)設(shè)好PCB板的形狀和尺寸，然后將原理圖所用到的所有器件導(dǎo)入進(jìn)PCB工程文件中，確認(rèn)好所有器件導(dǎo)入成功后，接下來便是擺件的工作。所謂擺件，就是將原理圖中導(dǎo)入進(jìn)來的所有器件擺放在預(yù)設(shè)的板子的正反面，擺件工作看似簡(jiǎn)單，實(shí)際上卻對(duì)后面的走線造成極大的影響，合理的擺件能夠使走線更加輕松，信號(hào)間干擾減小，節(jié)省板子空間。擺件的技術(shù)考驗(yàn)的是工程師是想象力和經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)再怎么牢固，對(duì)擺件這塊也不是很有幫助。

　　就擺件而言，在大學(xué)時(shí)期我的水平和程矢是不相上下的，然而我在魔方研究所的這段時(shí)間里，程矢對(duì)PCB布線的研究已經(jīng)大有提升，單從經(jīng)驗(yàn)上看就已經(jīng)超過我了。理論上來說這次的PCB圖layout交給程矢會(huì)比較合適，可是程矢已經(jīng)有郝工的工作在身，還得幫我仿真，不可能再給他增加負(fù)擔(dān)了。雖然經(jīng)驗(yàn)不足，但是我對(duì)自己的想象力還是很有自信的。

　　我閉上雙眼，背靠在椅子上，雙手架在了椅子兩邊的扶手上，微微仰起頭，緩慢地深呼吸幾下后。我的大腦變成了一片黑暗，就像繪制PCB圖的軟件背景一樣。在黑暗中慢慢浮現(xiàn)出了板子的框架，板子的旁邊又出現(xiàn)了所用到的的元器件，都是我所熟悉的元器件。元器件先是集中在一團(tuán)里，然后突然就像爆炸一樣的散亂開來，各自飛向了PCB板子的正面和背面。當(dāng)所有的元器件在腦海中已經(jīng)都鑲嵌在板子上的時(shí)候，元器件自動(dòng)發(fā)生了位移，就如同自己產(chǎn)生了意識(shí)一般，在做微小的位置調(diào)整。一切都調(diào)整完畢后，元器件不再移動(dòng)，并且漸變成了紅和藍(lán)兩種顏色，貼在正面的是紅色，貼在背面的是藍(lán)色。緊接著板子從二維的狀態(tài)變成了三維狀態(tài)，在我腦海的想象中旋轉(zhuǎn)了起來，旋轉(zhuǎn)的速度非常的緩慢，這給我了足夠的時(shí)間去分析這樣的布局是否合理。在一段時(shí)間的深思熟慮后，我對(duì)極個(gè)別的器件做了調(diào)整，最后決定就以這樣的擺件布局作為新素子傳送模塊PCB圖的第一版。

　　在大腦沒有忘記剛才所想象的擺件布局之前，我爭(zhēng)分奪秒的在工作站上畫圖，期間大腦中浮現(xiàn)的圖像不斷與實(shí)際繪制的PCB圖進(jìn)行對(duì)比。差不多每隔5秒，腦海中就會(huì)閃現(xiàn)出想象的PCB圖畫面，只有頻繁的閃現(xiàn)才能盡可能長(zhǎng)時(shí)間保留這種臨時(shí)想象的畫面。我的大腦進(jìn)入了高度緊張的狀態(tài)，我可以感覺得出自己身體的部分機(jī)能進(jìn)入了待機(jī)模式，體溫在逐漸的下降，而呼吸卻在逐漸地加快，身體里的血液正加速向大腦供氧。

　　這種高度集中的狀態(tài)一直持續(xù)將近了1個(gè)小時(shí)，才把大腦中的圖像完美的復(fù)制到了工作站上。擺件完成后，我依舊沒有任何放松的意思，趁著現(xiàn)在狀態(tài)好，我緊接著繼續(xù)布線的作業(yè)。一個(gè)好的擺件可以大大降低布線的難度，可即便如此，素子傳送模塊這樣比較復(fù)雜的板子也沒那么容易布線。我將板子設(shè)置為24層板，頂層和底層用作擺放元器件，中間的22層走超高速信號(hào)線，每隔一層都會(huì)穿插一層電源層或地層，電源層和地層按照習(xí)慣我都設(shè)置為了內(nèi)電層。新版的素子傳送模塊用到的電源分為模擬電源和數(shù)字電源，按照電壓級(jí)別的不同又分割為很多塊。地則分為數(shù)字地、模擬地、功率地、信號(hào)地、機(jī)殼地。由于所用到的電源和地的種類繁多，設(shè)計(jì)起來比較困難，就我的經(jīng)驗(yàn)來看，將電源層和地層設(shè)置為內(nèi)電層是合理的做法。

　　根據(jù)以往的設(shè)計(jì)習(xí)慣，在PCB布線的時(shí)候，我會(huì)先從主要的芯片開始布線，而主要芯片往往有上百個(gè)引腳，我會(huì)先從電源和地的引腳開始布線。把所有的電源和地都布置完成后，再回頭處理信號(hào)線。其中布置電源線和地線就是很大一門學(xué)問了，根據(jù)計(jì)算可以知道每一路將會(huì)走的電流大小，根據(jù)電流大小和板材銅厚可以計(jì)算出所需要的線寬尺寸，布線的時(shí)候必須嚴(yán)格按照合理的線寬尺寸來作業(yè)。而地線的布線規(guī)則更為復(fù)雜，各個(gè)種類的地要嚴(yán)格區(qū)分，不然會(huì)產(chǎn)生各種意想不到的故障，尤其是信號(hào)地，根據(jù)信號(hào)頻率不同來選擇是單點(diǎn)接地還是多點(diǎn)接地，同時(shí)跟地線的長(zhǎng)度也有關(guān)聯(lián)。地線如果能設(shè)計(jì)的好，就能盡可能提高板子的抗噪聲能力，降低EMI和EMC，提高板子功能的穩(wěn)定性，這一點(diǎn)也是這套新素子傳送模塊所追求的。

　　這種24層板子的PCB布線顯然不是一兩天之內(nèi)能搞定的事情，不過反正要等程矢的仿真結(jié)果，也要等牛工拿到樣片，所以我也就沒有必要那么急?？墒敲髦獰o需著急，亢奮的狀態(tài)并沒有讓我停下來的意思。我不斷的連著粗細(xì)不同、色彩斑斕的各種線條，線條折來折去，縱橫交錯(cuò)，相互疊加，與之前看程矢繪制的PCB圖有種異曲同工之妙。如果把工程師比作畫家的話，那么擺件就是畫底稿，連上各種顏色的線條就像是給底稿上色一般。藝術(shù)家們?cè)陟`感來臨時(shí)的感受應(yīng)該和我現(xiàn)在的感覺是一樣的，處于極度亢奮的狀態(tài)，精神高度集中，手速跟不上思考的速度，恨不得自己再多幾雙手。

　　即使擺件做得再好，面對(duì)這種比較復(fù)雜的板子，在布線的過程中還是遇到了不少問題。線沒有地方可以走，或是繞來繞去不好看，我就重新調(diào)整了元器件的位置，往往調(diào)整一個(gè)元器件會(huì)影響到一大片的元器件，所以不得不進(jìn)行大面積的調(diào)整，這也是PCB布線耗時(shí)的一個(gè)地方。這幾天不知道是沒有人進(jìn)來實(shí)驗(yàn)室，還是我根本就沒有察覺，反正我覺得我一個(gè)人閉關(guān)在實(shí)驗(yàn)室里畫圖，沒有受到任何外界干擾。

　　經(jīng)過幾天的不懈努力，新版的素子傳送模塊PCB圖終于大功告成。保存好工程文件，郵件發(fā)送給牛工叫他審閱后，我累趴在了折疊床上，我覺得我需要用一整天的時(shí)間來補(bǔ)覺。整個(gè)人就像高速運(yùn)轉(zhuǎn)了幾天的電機(jī)，突然斷電停止了運(yùn)行。體溫就如同被噴了急冷劑一樣瞬間冷卻，大腦也不再充血，進(jìn)入了睡眠模式。

　　這一覺，我做了一個(gè)很長(zhǎng)的夢(mèng)，夢(mèng)見的是朱雀和年輕時(shí)的袁天罡、李淳風(fēng)。以前的夢(mèng)做的都很模糊，連人物的臉都看不清，甚至一醒來就忘了，而這次出現(xiàn)在我夢(mèng)中的人卻是清晰可見，五官分明。醒來之后仍記憶猶新，就像是親身經(jīng)歷過的一樣。