第151章 核心唤醒，ARM与DSP共舞(1/1)

首发：~第151章 核心唤醒，ARM与DSP共舞

凌晨的喧嚣尚未完全散去，但启明芯深圳研发中心那间灯火通明的soc验证与测试中心内，短暂的兴奋和如释重负之后，一种更加专注、也更加炽热的气氛迅速弥漫开来。初步上电成功只是万里长征的第一步，真正决定“蜂鸟一号”价值的，是它那颗集成了应用处理与基带通信能力的复杂“心脏”，能否按照设计预期，强劲而高效地跳动起来。

陈家俊几乎一夜未眠，但他此刻精神却异常亢奋。他快速地与各个测试小组的负责人确认了下一步的验证计划，声音因为激动和疲惫带着一丝不易察觉的沙哑，但指令却清晰明确：“电源稳定，jtag通路正常！level 0诊断程序准备！小张，arm内核的唤醒和内存测试，你们先上！”

负责应用处理器子系统验证的小张（如今的他早已褪去了刚加入公司时的青涩，成长为能够独当一面的资深嵌入式软件架构师）和他带领的两名年轻工程师立刻行动起来。他们的目标，是首先验证“蜂鸟一号”的“主脑”——那颗经过精挑细选和深度功耗优化的arm946e-s内核，以及与之相连的、如同“神经网络”般的内存系统，是否能够正常工作。

“加载level 0诊断固件……”负责操作jtag调试器的工程师手指在键盘上快速敲击，一行行指令输入，一个极其精简、仅包含最核心硬件初始化和内存测试功能的固件镜像文件，开始通过调试接口，被缓缓写入到连接在测试母板上的外部引导flash中，或者直接加载到芯片内部有限的sram里。

所有人的目光再次聚焦在调试软件的控制台输出窗口和连接着内存总线的逻辑分析仪屏幕上。

“固件加载完成，设置启动向量……”工程师报告。

“执行启动！”陈家俊下令。

控制台窗口沉寂了片刻，随即，一连串代表着生命迹象的字符开始滚动输出：

[boot] hummingbird-1 soc booting [cpu] arm946e-s core detected freq: 120mhz (target) [cache] l1 i-cache\/d-cache initializing ok [mmu] mmu initialization ok [bus] axi bus matrix initializing ok [sdram] sdram controller initializing micron mt48lc16m16a2 (32mb) detected [sdram] setting timing parameters for 100mhz ok [sdram] running memory pattern test (walking ones)

屏幕上，代表着内存地址和测试图案的十六进制数字飞速滚动。逻辑分析仪的屏幕上，代表着地址线、数据线和控制信号的波形密集而有序地跳动着，没有出现明显的毛刺或异常。

时间仿佛再次凝固。内存测试是验证芯片核心数字通路稳定性的关键一环，任何微小的设计缺陷或制造瑕疵，都可能在这一关暴露无遗。

“walking ones passed!”

控制台上终于跳出了第一行测试通过的信息！

“running memory pattern test (checkerboard) passed!” “running memory pattern test (random data) passed!” “running memory bandwidth test”

片刻后，带宽测试结果也显示出来，读写带宽均略高于设计时钟频率下的理论峰值，这意味着内存控制器的工作效率非常高。

“内存测试全部通过！带宽达标！”调试工程师兴奋地转过头，对着陈家俊和林轩的方向用力挥了一下拳头！

“好！”陈家俊一直紧握的拳头也猛地一攥！这意味着“蜂鸟一号”的“主脑”不仅成功苏醒，而且其连接身体各处的“神经网络”（内存系统）也畅通无阻，工作状态极佳！

林轩站在不远处，脸上露出了赞许的微笑。他知道，这个结果的背后，不仅仅是前端设计团队的努力，更离不开后端物理设计团队和“盘古”eda工具的功劳。正是“盘古”p&r引擎在布局布线阶段对关键时序路径的精准优化，以及对高速内存接口信号完整性的细致处理，才确保了如此优异的实测性能。自研eda带来的优势，正在第一个核心模块的验证中就得到了体现！

“主cpu没问题了，接下来，该唤醒我们的‘运算核心’了！”林轩的目光投向了架构图中另一个关键的模块——集成的“天工二代”（tiangong-2）dsp协处理器。

在林轩的架构设计理念中，这颗dsp并非简单的音频处理器，而是一个具备相当通用信号处理能力的、可以高效执行复杂基带算法（如信道均衡、解扩、维特比\/turbo译码等）和多媒体算法（如mp3\/amr\/jpeg硬件加速）的“超级运算核心”。它的性能和功耗，直接关系到“蜂鸟”能否在激烈的市场竞争中脱颖而出。

负责dsp模块验证的，正是之前在“龙芯”ac-3解码项目中立下汗马功劳的工程师小高。此刻的他，脸上也写满了期待。

“加载dsp核心测试程序……”小高在另一台专门连接dsp调试接口的工作站上开始操作。一段段针对性的测试代码被送入dsp的指令内存。

“启动dsp内核！”

与arm内核的平稳启动不同，dsp内核的启动和运行往往伴随着更高的瞬时功耗和更复杂的内部状态切换。所有人的目光都下意识地转向了连接在dsp独立电源域上的高精度电源分析仪。

只见分析仪屏幕上的电流曲线瞬间向上跳动，但峰值仍然被牢牢控制在一个极低的范围内，远低于设计时预留的最坏情况（worst case）功耗预算！

“dsp内核启动正常！动态电流符合预期！”负责电源监控的工程师立刻报告。

紧接着，dsp开始执行测试程序中设定的复杂运算任务，例如进行一次大规模的快速傅里叶变换（fft）或者模拟运行一段关键的turbo码译码核心算法。

调试控制台上，实时的运算结果开始输出，与预期的标准结果完全一致。更令人惊喜的是，运算速度极快！

“fft运算耗时比仿真预测快了8！” “模拟turbo译码核心循环，吞吐量达到xxx mbps，超过设计指标！” “在执行这些复杂运算时，dsp核心功耗仅为xx毫瓦，能效比极高！”

一个个令人振奋的数据不断传来！

“太棒了！”小高激动地喊道，“‘天工二代’果然没让我们失望！这性能，这功耗，绝对是世界一流水平！”

顾维钧和老王也凑近电源分析仪，仔细看着那条平稳而低矮的动态电流曲线，脸上露出了满意的笑容。“林总，您当初坚持要在dsp内部也引入精细化的时钟门控和电压岛（voltage island）设计，现在看来效果太显着了！这功耗表现，简直不像一颗高性能dsp！”

林轩点点头，心中更是笃定。他知道，“天工二代”的成功，不仅仅是dsp团队的功劳，更是“女娲”逻辑综合引擎在其中发挥了关键作用。“女娲”在进行逻辑优化和技术映射时，能够更智能地识别和利用低功耗标准单元，并针对性地优化电路结构，从而在保证性能的同时，将功耗压榨到了极致。这正是自研eda工具带来的“降维打击”效果！

“很好！”林轩的声音带着掩饰不住的喜悦，“arm主脑清醒，dsp核心强劲，而且两者都能在极低的功耗下高效协作！‘蜂鸟一号’最核心的计算平台，已经初步验证成功！这为我们后续集成复杂的通信协议栈和运行丰富的多媒体应用，打下了最坚实的基础！”

他环视着因为接连不断的成功而士气高涨的团队成员，继续说道：“初步的胜利值得庆祝，但这只是开始。接下来，我们要立刻进入下一个阶段——外设接口总动员！确保芯片能够与屏幕、键盘、sim卡、摄像头、存储卡等所有外部设备正常‘对话’！同时，”他的目光投向张建华，“基带物理层的初步测试，也要立刻跟上！我要尽快听到‘蜂鸟’发出第一声来自模拟网络的‘心跳’！”

“是！林总！”陈家俊、小张、张建华等人齐声应道，立刻开始部署新的测试任务。

核心被成功唤醒，arm与dsp在这颗小小的硅片上开始了它们高效而和谐的共舞。启明芯“蜂鸟一号”的验证之路，再次迈出了坚实而关键的一步。虽然前方的挑战依然艰巨，但胜利的天平，似乎已经开始向这支充满创造力和执行力的团队倾斜。