第16章 讨论架构

由于项目的核心的是设计一款专用于无人机集群协同控制的高性能芯片，所以大部分工作都落在电子工程学院这边，但这并不意味着航空学院就只用动动嘴皮子就好了。

他们主要负责通过一个用户的视角设计一个相对友好的框架，将飞控开发常用的一些功能预先编写好，以模块的形式预先插入框架之中。

令人惊奇的是，这个要求居然是吴院长提出来的，陈教授最初本来想开放更多的底层特性出来，从而让用户拥有更多的自主权。

但这个提议被吴院长给驳掉了，有过商业芯片设计经验的他明白，在面向用户的时候，最好把对方当成一个婴儿一般，所有东西都嚼碎了喂过去最好。

陈群教授从自己的角度出发，觉得多开放一些特性，进而能够以自己喜欢的方式实现一些功能更加自由。

但他可是飞行力学的教授，编写飞行器控制的专家，不是人人都具有和他一样的能力的。

事实上，对于一套合格的商业化解决方案，其应当实现的功能是让初学者能够开发曾经老手才能上手的算法，并且能辅助老手以更高的效率实现一些比较困难的特性。

而不是做一个演示算例非常牛逼，但最终只有开发者自己才明白如何完美利用芯片算力的赛博工艺品出来。

就像MATLAB一样，其最初的那些版本BUG频出，性能优化方面也远不如C++等编程语言。

能走到如今这种独霸世界，毫无竞争对手的程度，靠的就是其内部包含的那些丰富无比，即便是完全没接触过编程的人也能轻易玩转的函数库。

两个组在明白要做什么以后便交谈的十分融洽，于是在会上，两位教授便敲定了这个项目申报材料的整体框架以及下一次合稿时间。

除此之外并没有交流过多的技术细节，隔行如隔山，具体内容是留给会后各组分别讨论的，那种争的面红耳赤的场景并不会出现在这种碰面会之上。

碰面会结束后，一大群人还浩浩荡荡跑去餐厅聚了个餐，这个时候还没有微信的存在，而且几位老师也都不用qq，所以他们只是互相留了手机号。

不过令人奇怪的是，除了张弗雷这个钦点的联系人以外，其他人中被要手机号最多的并不是那些发量稀少，一看就技术精湛的博士师兄。

而是吴青羽这个新进组，什么都不会，只能卖个萌的小学妹。

看来大家心还都是挺好的嘛~

只可惜吴青羽似乎是有些不知所措的缘故，一直跟张弗雷这个同班同学坐的比较近，让一众好师兄有些惋惜。

第二天，心急的吴院长便立刻召开了组会，一天休息的时间也没有留给手底下的学生们。

对于这个项目十分上心的他昨天滴酒未沾，晚上回去便综合了曾经的资料，做了好几版架构出来。

等所有人到齐，吴院长便立刻把打印好的文档发到了每一个学生的手上。

“给大家一个小时，先仔细看一下，等下我们集中讨论，争取今天把芯片的架构给敲定了。”

没有任何客套话，即便是像张弗雷这般新进组的成员也在这种气氛的影响下瞬间进入了工作状态。

文档不算太厚，但张弗雷扫了几眼便被上面那详尽丰富的各类芯片架构的参数介绍给吸引住了。

FPGA，意法半导体，德州仪器，ADI……

其中甚至还有像英特尔这种响遍千家万户的名字，吴院长到底是从哪里搞来的这些东西。

毫无疑问，这些东西流出去一点都会让那些公司误以为出现了泄密事件，也难怪吴院长开头就提醒所有人不要拍照了。

“对于芯片的设计方案，我还是之前那个想法，用FPGA+DSP的总体设计方案。”

资历比较老的王博士第一个开了口，他正是昨天在会上跟张弗雷就资源开销和接口问题讨论的火热的那位。

房间里不少人都点了点头，毫无疑问，这种方案设计最为稳妥而且性能表现也非常好。

FPGA作为一种最基本的集成电路形式，其就像是一张白纸一般，非常适合作为DSP这种高性能数字运算芯片的协处理器，以便于各种通讯接口和框架运行的实现。

不过王博士要说的显然不止这些，他依照着吴院长给出的资料，直接做了一个简单的架构图出来。

“DSP外接晶振，通过内部PLL倍频后产生工作时钟，设计JTAG口，实现与上位PC机之间的调试，DSP和FPG之间通过共享内存的方式进行通信……”

“外部串口信号通过MAX电平转换芯片和光耦后进入FPGA处理发送给DSP，DSP的数据以同样的方式发出……”

“FPGA上也设计JTAG口，方便通过上位PC的EDA工具直接对其进行编程。”

整个结构逻辑通顺，一眼看过去就有很强的可实现性，即便是往常很是挑剔的吴院长也不禁点了点头。

“其他人的意见呢，大家都说一说，最后再分析。”

有了大师兄打头阵，其他人自然也敞开了胸怀，畅所欲言，一时间各种架构都冒了出来。

ARM+DSP，纯FPGA编程，双ARM架构等等，只不过发言的基本上都是博士，硕士们坐在一旁，完全不知道该干些什么。

不过这也正常，对于这种深度的项目申报，硕士能做的也就只是帮忙写一些材料，给负责合稿的博士师兄提供点灵感罢了。

不过这种境况却随着张弗雷的开口而打破了，其他人惊讶的看着这个新进组的小师弟，不知道他有什么想法。

“我觉得只用一颗ARM架构的处理器就能实现飞控所需的功能，更加复杂的运算可以通过在ARM处理器中增设一个DSP协处理器的方式来实现。”

“DSP协处理器的硬件部分可以只保留浮点ALU与乘法器，性能上只要能够实现1.5倍速的复杂算法超实时仿真即可……”

张弗雷洋洋洒洒讲了很多，得益于ARM现有成熟框架的优势，在通讯和接口设计这方面他并不需要像最开始的王博士一样全部依靠自己进行设计。

只不过这个方案却让几位博士师兄沉思了起来，过了会功夫，王博士问了一个问题。

“弗雷，你这个方案的确有很多优势，从成本、易用性以及批量生产的难度上都比较好，但我刚刚查了一下，ARM公司现在还没有类似的架构出现。”

“若是想要实现你说的那种ARM处理器+DSP协处理器的架构，就需要我们对公版架构进行较大的修改。”

“这样难度可不小，为这一点成本上的优势，值得冒这个险吗？”