龙芯 3c_龙芯和arm_龙芯 骗局(8)

2015年11月初，6个调整工艺角的芯片回来，经过大量的ATE测试和功能测试，确定寄存器堆是部分芯片功能不稳定的主要原因。ATE测试发现不同工艺角芯片的寄存器堆MBIST测试在1.30V到1.50V的不同电压下出错，功能测试出错电压则比寄存器堆低100-150mV，有较强的一致性，但机理仍不清楚。

2016年1月11日下午下班前，我跟范宝峡、苏孟豪在讨论苏孟豪通过JTAG通路（这是预留的除了正常的ATE测试外的另外一条测试通路）以Scan Collar方式测试寄存器堆没有发现错误的问题，并了解到杨旭审查版图发现写端口的位线的延迟在其它端口写相反及读端口旁路读时是最差情况，我马上叫苏孟豪用最差情况向量通过JTAG端口进行测试，很快就复现了寄存器堆出错的问题并经过进一步分析搞清楚了寄存器堆写出错的机理：在寄存器堆写端口写入过程中，要求位线比字线先到，字线与位线之间保持必要的延迟差才能保证写入的正确性，但在位线负载大时（其它写端口写相反及其它读端口读旁路）位线延迟变大，字位线延迟差太小，导致写寄存器堆出错。提高电压会进一步减少字线与位线的延迟差，因此更容易出错。

真是柳暗花明，困扰我们大半年的3A2000产品化问题终于搞清楚了，尤其是这说明我们在2015年9月份在机理不清楚情况下的改版是正确的。而且这个测试向量提供了一种在已有芯片中把不稳定的芯片筛选掉的办法，这是龙芯3A2000产品化过程迈出的重大一步。

2016年2月8日是春节，3A2000第一次改版的芯片在2月4日完成封装，为了在春节前完成3A2000第一次改版芯片测试，孙凯军专门到封装厂等待封装好的芯片，拿到芯片时已经是下午6点多，直飞北京的飞机已经没了，半夜到上海倒了一次飞机，5日上午到北京，马上安排测试，确实寄存器堆的问题大大缓解了，稳定性大幅度提高。春节上班后我们又组织攻关解决了一个软硬件磨合的问题，到2016年2月22日，完成3A2000的初步产品化工作，开始对外销售芯片（原来一直只能以样片方式赠送给客户试用）。

2016年3月中旬，3A2000进行再次改版，这次改版是全掩膜改版（原来是三个芯片拼了个全掩膜），除了进一步增加寄存器堆字线和位线的延迟差以外，还修改了其它几个小问题。2016年7月下旬，芯片回来后经测试，原来的定制模块问题不复存在，芯片功能正常，而且ATE测试与功能测试一致性好。目前3A2000已经进入量产阶段，其中经过测试支持通过直连形成多路服务器的芯片成为3B2000。

在随后的应用推广中，3A2000与3A1000保持引脚兼容以及软件兼容体现出巨大优越性，很多客户直接在原来3A1000的主板上换焊3A2000芯片，只需通过简单的BIOS和内核调整，就可以大幅度提升性能。龙芯的整机厂家迅速升级了部分原来基于龙芯3A1000的计算机并进行了应用试点。在2016年6月进行的某办公应用试点验收会上，有关部门和专家认为，基于3A2000的计算机使自主化办公应用从“基本可用/可用”提高到“基本好用/好用”。

龙芯3A3000是在2015年5月临时安排研制的。2015年5月初，我去常熟跟龙芯梦兰公司的张福新、吴少刚等人讨论3A2000整机解决方案的研发。大家对3A2000大幅度提升性能都很高兴，大大增强了信心。同时张福新他们提出，由于我们使用境内的40nm低速工艺，而引进ARM和威盛的CPU都使用境外28nm高速工艺，虽然3A2000在微结构上已经超过了引进的ARM和威盛的CPU，由于主频偏低，3A2000在综合性能上还是吃亏（1.0GHz的3A2000处理器核SPEC CPU2006分为6-7分，而1.6-2.0GHz的ARM和威盛处理器核SPEC CPU2006分达到8-10分），建议龙芯也尽快使用境外工艺提升频率。经过认真讨论，我们认为如果我们采用Intel的Tick-Tock（嘀嗒）研发策略，应该可以很快推出主频1.5GHz以上，综合性能超过2GHz的ARM和威盛的处理器。Tick指的是结构不变，通过工艺优化提升性能；Tock指的是工艺不变，通过结构优化提升性能。Tick-Tock策略可以把两个芯片流水推进，加快进度的同时降低技术风险。

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