第449章 曝光场（2/2）
过了好一会儿，诸葛彪开口了：“要不，脉冲发生器，用计数器加rom查表实现？”
吕辰看向他：“什么意思？”
诸葛彪拿起笔，在纸上画了个示意图：“传统的脉冲发生器，是用分频器加逻辑门，产生固定的步进脉冲。但咱们这个电机，要跑不同的速度，要加减速，要s曲线，靠纯逻辑太复杂了。”
他在图上画了一个方框，标着“计数器”，又画了一个方框，标着“rom”。
“用计数器产生地址，rom里存着预先算好的脉冲时序。电机要跑什么速度，就从rom里读出对应的脉冲序列。这样，脉冲发生器这一块，就可以做成数字电路，面积小，功耗低，还灵活。”
钱兰眼睛亮了：“这个思路好。rom可以用晶体管阵列实现，一个比特一个管子，比模拟电路省地方多了。”
吕辰盯着那张图，脑子里飞快地转着。
计数器加rom查表，确实比纯逻辑实现灵活得多。而且rom是数字电路，面积小，工艺容错性好。就算有几个坏掉的存储单元，也可以通过冗余设计来弥补。
“pid那块怎么办？”他问。
钱兰想了想：“pid还是要片上。但可以把连续时间的模拟pid，改成离散时间的数字pid。”
吕辰愣了一下：“数字pid？”
“对。”钱兰拿起笔，在纸上写了个公式，“位置式pid算法，u（k）=kpe（k）+kisum（e（j））+kd（e（k）-e（k-1））。这个可以用加法器、乘法器、寄存器实现，全是数字电路。”
诸葛彪凑过来看那个公式，眉头皱着：“数字pid……要用乘法器？乘法器占地方也不小。”
“可以用移位加代替乘法。”钱兰说，“kp、ki、kd这些系数，事先量化成二进制，然后通过移位和加法来实现。精度可能差一点，但对于电机控制足够了。”
吕辰笑道：“你们两个，今天这是开了窍了？一个rom查表，一个数字pid，全是数字方案。”
诸葛彪也笑了：“被逼出来的。就那么点地方，不往数字上靠，根本放不下。”
钱兰在笔记本上飞快地记着：“那咱们就这么定，晶振接口，用差分放大器加施密特触发器。分频器，用可编程计数器阵列。脉冲发生器，用计数器加rom查表。反馈处理，用增量式光栅尺解码逻辑加误差比较器。pid控制器，用数字pid，系数可配置。功率驱动接口，用推挽输出加过流保护。温补接口，用温度传感器加查表补偿。”
她写完，抬起头，看着吕辰和诸葛彪：“还有什么要加的？”
吕辰想了想：“留测试接口。芯片流出来，要能测里面每个模块的工作状态。不然出了问题，都不知道是哪个模块坏了。”
钱兰点点头，在笔记本上加了一行：“测试接口：扫描链+关键节点引出。”
诸葛彪也说：“电源和地要多留几个引脚。数字电路和模拟电路要分开供电，减少干扰。”
诸葛彪也说：“电源和地要多留几个引脚。数字电路和模拟电路要分开供电，减少干扰。”
钱兰又加了一行：“分离供电：模拟vdd数字vdd驱动vdd。”
三个人围着那张图纸，一条一条地过。
时钟输入，分频倍频，脉冲生成，反馈处理，数字pid，功率驱动，温补接口，测试接口，分离供电……
每一条都讨论得清清楚楚，每一条都写在笔记本上。
等到全部过完，已经快中午了。
吕辰直起腰，活动了一下僵硬的脖子：“差不多了。下午我把这个框图整理成正式文档，明天咱们去找宋教授汇报。”
诸葛彪点点头，把那些散乱的图纸收起来。
钱兰合上笔记本，笑道：“也难怪陈厂长他们要做这个，昨天我去看了gca-201cgs，手动进给。操作员得憋着气，一丝颤抖都不敢有，才能把线条对准。”
她比划了一下：“一块晶元放上去，曝光一百次，就是憋气一百次。他们是真的做到了，内炼一口气，外炼精骨皮。”
说完，大家都笑了起来。
诸葛彪道：“gca-201cgs是半接触式，多少还有电机驱动，已经算好的了，我们中试线那个原型机才真的是要了命。进给全造手动，那个摇柄就是个杠杆，对准了后就不敢松手，一松手就自动漂移，柳工就这样用了半年，谁都没告诉。还是一次陈志国来看了一眼，指出了杠杆原理，车了一个环形柄上去，才算解决，柳工激动得当场招婿。”
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吕辰道：“下一代光刻机，要自动进给，要微米级精度，要靠咱们这个电机。”
他顿了顿，声音低下来：“如果咱们做不成，下一代光刻机就出不来。下一代光刻机出不来，两微米工艺就上不去。两微米工艺上不去，咱们的芯片就永远停在五微米。五微米的芯片，做不了昆仑工程！”
钱兰道：“所以咱们没得选，必须做成。哪怕良率只有百分之五，哪怕流十颗只能出一颗，也要做。”
诸葛彪总结道：“这说明什么，说明咱们有用。”
三个人都笑了。
正扯着闲，方教授走了进来，脸色不太好。
三人起身打招呼。
吕辰道：“方教授，您怎么来了？快请坐。”
方教授一脸疲惫，摆摆手道：“不坐了，我来找你，是有个事想让你看看。”
“方教授，您说。”
方教授叹了口气：“长光所那边在研发gca-201cgs的下一代产品，我们工业监测实验室，接了个任务，需要想办法看到光刻机的曝光场景。”
吕辰三人对视一眼：“看到曝光场景？什么意思？”
方教授从兜里掏出一个小本本，翻开。
“光刻机曝光的时候，掩模版上的图案，要通过镜头投影到硅片上。这个过程，肉眼看不见。因为曝光时间很短，而且光刻胶对光敏感，不能拿眼睛直接看。”
他抬起头：“但设计师想知道，曝光的时候，图案到底是怎么落在硅片上的？有没有畸变？有没有衍射？有没有杂散光？这些问题，用理论计算能算个大概，但算不准。”
吕辰点点头：“所以你们想直接看？”
“对。”方教授说，“我们构建了一个思路，用一条纯净的玻璃丝，把曝光台的光信号引出来。然后用一个增强管，把光子、甚至是红外辐射，转换成电子。电子经过高压电场加速，撞击微通道板，产生倍增效应。一个电子，变成成千上万个电子。电子再轰击荧光屏，重新变成光。这样，图像就被放大了几万倍。”
吕辰听着，脑子里飞快地转着。
玻璃丝传光，光电转换，电子倍增，荧光屏显示……
这不就是微光夜视仪吗？
方教授继续说：“验证机做出来了，但是突然遇到一个问题。我们模拟了gca-201cgs的曝光台，用那个增强管去看，只能看到雪花。曝光的时候，又是一片白光。等曝光结束，又变回雪花。”
他看着吕辰：“小吕，我苦思了很久，也不知道问题出在哪儿。十几万经费，就这么打水漂了。”
吕辰沉默了几秒。
然后他站起来：“方教授，您那验证机，能让我们看看吗？”
方教授也站起来：“可以，就在我们实验室。”
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