第082章 ARm
大佬陳這邊如何焦頭爛額暫且不提,李軒發(fā)現(xiàn)自己大哥比以前成熟了很多之后,就安心的把事情的后續(xù)處理交給他來(lái)完成。
中大的東方電子實(shí)驗(yàn)室和東方半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)正式開(kāi)展運(yùn)行,開(kāi)始接受課題申請(qǐng)。當(dāng)然,除了接受申請(qǐng)之外,實(shí)驗(yàn)室也會(huì)根據(jù)東方電子的委托,發(fā)布一系列定向科研項(xiàng)目。
東方電子委托發(fā)布的第一個(gè)研究項(xiàng)目是關(guān)于mos6502處理器的設(shè)計(jì)課題。東方電子公司剛剛與美國(guó)mos科技公司達(dá)成協(xié)議,在支付了一筆授權(quán)費(fèi)之后,成功取得了6502處理器全部專利的深度授權(quán),可以在基于mos6502cpu的基礎(chǔ)上,研發(fā)更適用于自己的cpu。
東方電子的委托課題就是希望,能在基于原6502cpu的內(nèi)核,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),使新處理器更適合游戲運(yùn)行。這個(gè)項(xiàng)目被蔡康博士,也就是李軒第一次去參加趙教授周末沙龍時(shí),那個(gè)理著一個(gè)中分頭的黑瘦男子,他的設(shè)計(jì)方案一眼被李軒相中,成為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室第一個(gè)開(kāi)張的項(xiàng)目。
6502處理器是東方電子公司第一代街機(jī)板所采用的處理器,但它并不是一款專為游戲設(shè)計(jì)的處理器。蔡康博士設(shè)計(jì)的新方案,在保留6502cpu內(nèi)核的基礎(chǔ)上,集成了一系列適合游戲運(yùn)行的外圍組件,包括一個(gè)中斷控制器、一個(gè)內(nèi)存管理單元、一個(gè)計(jì)時(shí)器、一個(gè)八位并行i/o端口,以及一個(gè)可編程的聲音發(fā)生器。
新的處理器有64kb的邏輯尋址空間和2mb的物理尋址空間。由于6502是八位元處理器,內(nèi)部寄存器的寬度也為八比特,而地址總線的寬度要更大一些。所以為了能訪問(wèn)整個(gè)地址空間,蔡康特地為新處理器設(shè)計(jì)了分段尋址模式,采用一個(gè)內(nèi)存管理單元把內(nèi)存劃分為多個(gè)8kb的區(qū)段。
至于在cpu中直接集成一個(gè)可編程的聲音發(fā)生器,則可以讓游戲主板的后續(xù)設(shè)計(jì)直接取消音效芯片,可以進(jìn)一步降低硬件的成本。
蔡康的設(shè)計(jì)方案有諸多值得稱道指出,這也是李軒一眼相中的原因。李軒也通過(guò)這個(gè)方案了解了這位蔡博士的專業(yè)能力,這樣的人才東方電子自然不會(huì)錯(cuò)過(guò),公司有關(guān)部門(mén)會(huì)對(duì)蔡康的情況進(jìn)行細(xì)致的了解后,針對(duì)他的需求做出一個(gè)詳細(xì)的挖角方案。
東方電子公司現(xiàn)階段的科研能力幾乎為零,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室初步篩選后提交給東方電子的所有申報(bào)課題,都需要李軒親自來(lái)把關(guān),他急需迅速擴(kuò)充公司的科研隊(duì)伍。
香港的電子人才匱乏,現(xiàn)有的優(yōu)秀人才基本都集中在中大、港大、理工學(xué)院這三所院校,東方電子通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作基本能一網(wǎng)打盡。公司已經(jīng)開(kāi)始把目光投到香港以外的地方,重點(diǎn)是臺(tái)灣、新加坡、英國(guó)和美國(guó)這四個(gè)地方。
香港因?yàn)榈胤姜M小,電子工業(yè)在最近四五年才迅速崛起,早期有志從事電子業(yè)的香港學(xué)生許多只能外出謀求發(fā)展。但從小吃粵菜、講粵語(yǔ)的他們,在講普通話的臺(tái)灣、新加坡,以及講英語(yǔ)的美英不一定都能適應(yīng)。
如果有香港的公司愿意提供同等的待遇和發(fā)展條件,相信有在外謀生的港籍工程師愿意,返回到他們更熟悉和親切的城市來(lái)工作。這些工作東方電子公司人事部和公關(guān)部正在有條不紊的展開(kāi)。
李軒最近這段時(shí)間,大部分精力都放在與東方半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室主任,趙偉明教授合作成立的一個(gè)risc(精簡(jiǎn)指令集)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目組上。趙偉明教授七十年代初返回香港任教前,在美國(guó)rca公司全程參與了被譽(yù)為risc處理器鼻祖的rca1802的研制,對(duì)近幾年剛剛提出的risc概念并不陌生。
risc(精簡(jiǎn)指令集)是相對(duì)于cisc(復(fù)雜指令集)而言的。電子計(jì)算機(jī)從誕生之后,經(jīng)過(guò)幾十年的改型、換代發(fā)展之后,其指令集越來(lái)越龐大,而為了實(shí)現(xiàn)這些指令操作造成cpu的設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜。
但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,大部分占用cpu和其他計(jì)算機(jī)資源的運(yùn)算,是指令集中占比很小的那一部分常用簡(jiǎn)單指令,而剩下占絕大部分比重的復(fù)雜指令實(shí)際用到的概率很小,這也造成了cpu中為之設(shè)計(jì)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)利用率很低。
面對(duì)這種情況,計(jì)算機(jī)專家們開(kāi)始研究對(duì)指令集進(jìn)行必要的精簡(jiǎn),使每條指令都能簡(jiǎn)化和歸一化,用執(zhí)行一串連續(xù)的、簡(jiǎn)單的、密集編碼的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)復(fù)雜操作,從而替代指令集中那些使用頻率稀少的復(fù)雜指令,來(lái)簡(jiǎn)化處理器的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度。
前世李軒的正職是一位嵌入式系統(tǒng)底層程序的設(shè)計(jì)師,最熟悉的指令集架構(gòu)莫過(guò)于arm,這是二十一世紀(jì)最流行的risc架構(gòu)之一。
搭載arm芯片架構(gòu)的設(shè)備數(shù)量,是英特爾的25倍。全世界99%的智能手機(jī)和平板電腦都采用arm架構(gòu)。約有43億人每天都會(huì)觸摸一臺(tái)搭載arm芯片的設(shè)備,占全球總?cè)丝诘?0%。
但這款由英國(guó)acorn公司研發(fā)的指令集架構(gòu),在最初歲月里卻生存的異常狼狽和艱辛。acorn公司最初研發(fā)電腦時(shí),曾向英特爾公司索取80286的相關(guān)技術(shù)資料,遭到對(duì)方拒絕,于是決定開(kāi)發(fā)一款全新的低價(jià)處理器。
1985年arm1發(fā)布,arm1的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,僅有個(gè)25,000晶體管,第二年,改良版的arm2也出來(lái)了。arm2是一款集成了3萬(wàn)個(gè)晶體管的32位元處理器,工作時(shí)鐘為8mhz。但它的運(yùn)算能力,比集成了13萬(wàn)個(gè)晶體管,最大時(shí)鐘頻率為20mhz的80286更為出色。
但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有多少人留意到這枚新問(wèn)世卻注定要名垂千史的偉大芯片,所有業(yè)內(nèi)人士的目光都聚集在1985年10月17日發(fā)布的80386處理器上。acorn公司arm2的性能雖遠(yuǎn)超16位元286,但相比于同樣32位元的386處理器卻顯得很寒酸,沒(méi)能給英特爾公司造成一絲的波瀾。
等acorn公司推出arm3時(shí),英特爾的80486又已經(jīng)面世,兩者性能依舊沒(méi)有太多可比性。深陷財(cái)務(wù)危機(jī)與技術(shù)瓶頸的acorn公司,直到1993年才迎來(lái)了真正的天賜良機(jī)。ti公司(德州儀器)當(dāng)時(shí)正在說(shuō)服一家不知名的芬蘭通信公司nokia,與它一同進(jìn)軍剛剛興起的通信移動(dòng)市場(chǎng)。
當(dāng)時(shí)的ti公司在dsp領(lǐng)域已經(jīng)取得了領(lǐng)袖地位,但并不熟悉cpu業(yè)務(wù),在屈指可數(shù)的可以被操控的公司中,它最終選擇了acorn公司。
正是在ti公司雪中送炭的鼎力支持下,acorn公司在1993年成功開(kāi)發(fā)出了,公司成立以來(lái)最重要的一顆處理器內(nèi)核arm7。arm7的功耗非常低,適合手持式應(yīng)用,制造成本也很便宜,利**速擴(kuò)大市場(chǎng)。
ar公司最初定下的設(shè)計(jì)理念——“l(fā)ow-cost,low-powerandhigh-performance”(低價(jià)、低功耗、高性能)。這個(gè)理念也與21世紀(jì)智能手機(jī)的需求不謀而合,但卻是intel在一開(kāi)始就強(qiáng)加給arm的。
正是為了避開(kāi)英特爾80×86在cisc領(lǐng)域無(wú)可動(dòng)搖的霸主地位,acorn公司只能選擇可以用更少的芯片資源,更少的開(kāi)發(fā)人員,卻能實(shí)現(xiàn)一個(gè)性能相對(duì)較高的處理器芯片的risc技術(shù)。