两天后,燕京启航大厦,三十一层超算中心。
厚重的防静电门向两侧滑开,恒温机房特有的空气扑面而来。
李云禾停下了脚步,呆呆的望着眼前的一切。
这位老人搞了一辈子铁路信号,习惯了用继电器和模拟电路搭建逻辑,此刻正站在巨大的玻璃幕墙前。
幕墙内,整齐排列的黑色机柜占据了数百平米的空间。
机柜面板上的蓝色状态指示灯疯狂闪烁,连成一片律动的光海。
“这就是……你们启航自己研发出来的芯片?”
李云禾的声音有些发颤。
韩栋站在他身侧,刷卡推开玻璃门,领着老人走进这片数据海洋。
“单精度浮点运算峰值2.4万亿次。”
韩栋的手指划过机柜外壳。
“李老,这里的每一秒钟,相当于以前铁科院那个计算所算上整整一百年。”
李云禾伸出布满老茧的手,颤巍巍地贴在机柜上。
震动顺着指尖传导到手臂。
这是数据的脉搏。
三十年前,在西北导弹基地,为了计算一个弹道轨迹,他和战友们不知熬了多少个日夜,草稿纸堆满了整整一间仓库。
十年前,为了验证ATP系统的逻辑闭环,他申请使用中科院的大型机,排队排了三个月,只给了两小时机时。
“2.4万亿次……”李云禾喃喃自语。
“如果有这个东西,当年的京广线改造,怎么会……”
老人的眼眶红了,没有继续说下去,只是无奈的摇了摇头,有一种迟来的释然和遗憾。
韩栋没有说话,只是静静地站在一旁。
他知道,这不仅仅是算力的展示,这是给老帅手里递上了一把利器。
李云禾猛地转过身,眼中的浑浊一扫而空,取而代之的是那种在行军图前指挥千军万马的锐利。
“韩栋同志,光有这个不行。”李云禾指着那些闪烁的灯光。
“这些是脑子太快了,但火车是铁做的,是笨重的。脑子转得快,手脚跟不上,一样会翻车。”
“您是指?”
“硬件在环。”李云禾语气斩钉截铁。
“别拿纯数字模型糊弄我,我要你把真实的传感器、真实的执行器、真实的制动风缸全部接进来。
让这台超算去控制实物,而不是控制屏幕上的像素点。”
韩栋嘴角微微上扬。
行家。
在这个年代,大多数人还沉浸在软件仿真的理想世界里,李云禾却一针见血地指出了控制系统的命门,物理延迟。
李云禾的话让陆佳杰愣了一下。
他在超算中心写代码写到手腕腱鞘炎,觉得自己已经够拼了。
但老人的要求,直接把他拉回了现实。
“李老,您的意思是……”陆佳杰推了推眼镜,声音有些不确定。
“把真实的传感器、执行器全部接进超算系统?”
“不然呢?”李云禾转过身看着陆佳杰。
“你以为写几万行代码,在屏幕上跑出一条漂亮的曲线,就能让时速300公里的列车停下来?”
陆佳杰一时间有些不知所措。
“你知道继电器为什么可靠吗?”李云禾问道。
陆佳杰摇头。
“因为它笨。”李云禾的声音很平静。
“一个继电器,线圈通电,铁芯吸合,触点闭合,整个过程你能听见咔哒一声。
这一声,就是物理世界给你的反馈,它告诉你指令执行了。”
老人转过身,看着那些闪烁的机柜。
“但你们这套系统,从软件发出指令,到硬件执行,中间隔着什么?
隔着总线协议,隔着DA转换,隔着伺服驱动,隔着液压系统。
每一层都有延迟,每一层都可能出错。”
李云禾走到韩栋面前。
“韩栋同志,我不是不相信你们的技术。
但我这辈子见过太多在实验室里完美无缺,到了现场就翻车的系统。
京广线那次,日本人的ATP在东京跑得好好的,到了华夏就频繁误报。
为什么?
因为他们没想到华夏的雷暴天气会有那么强的电磁脉冲。”
韩栋点了点头。
他知道李云禾说的是对的。
在后世,硬件在环仿真HIL是所有关键控制系统的必经之路。
航空航天、轨道交通、核电站,没有一个敢跳过这一步。
但在1993年,这个概念还太超前了。
“李老说得对。”韩栋看向陆佳杰。
“佳杰,你们启航信息和启航半导体的人员搭建硬件在环平台。
我要看到真实的传感器数据,真实的执行器响应。”
陆佳杰深吸一口气。
“明白。”
韩栋转向李云禾。
“李老,您需要什么设备,列个清单。”
李云禾从口袋里掏出一个小本子翻开,上面密密麻麻写满了字。
“速度传感器,要能模拟0到350公里时速的脉冲信号。
压力传感器,模拟制动风缸0到9个大气压的变化。
位移传感器,监测闸瓦行程。
还有温度传感器、加速度传感器……”
他顿了顿。
“另外,我要一套真实的制动控制阀。
不要模型,要实物。”
这些东西的总价值超过三百万,但对于启航集团来说不过九牛一毛。
“很多传感器国内没有,得从德国进口,交货期至少三个月。”陆佳杰补充道。
“三个月?”李云禾皱起眉头。
“京沪高铁招标是七月十五日,现在已经五月了,哪有三个月?”
韩栋在一旁沉思了几秒。
“传感器的事我来解决。”韩栋拿起桌上的电话。
“哈汽搞燃气轮机,手里肯定有高精度传感器。”
他又拨了另一个号码。
“喂,老倪吗?
对,是我。
你现在手里有没有多余的压力传感器?
对,就是上次测IGBT封装气密性用的那批……库房还有二十个?好,全部拿过来。”
挂断电话,韩栋看向李云禾。
“传感器的问题解决了。
制动控制阀,我让秦老去铁科院借一套。”
李云禾看着韩栋,眼中闪过一丝赞许,他没想到这个年轻人办起事来毫不拖沓,雷厉风行。
“好,那就这么定。”
……
五月八日,启航大厦三十层。
超算中心楼下的一间实验室被紧急改造成了硬件在环测试间。
实验室的墙上贴满了手绘的系统架构图,白板上密密麻麻的代码片段和时序图占据了每一寸空间。
“老大,时钟同步模块写完了。”一个年轻的工程师揉着通红的眼睛,朝陆佳杰递过来一叠打印纸。
陆佳杰接过来,快速翻阅。
这是TTCAN协议的核心,时间触发机制的底层代码。
每一行汇编指令都经过精心优化,为的就是把延迟压到极限。
“中断响应时间控制在多少?”陆佳杰问。
“5微秒。”工程师回答。
“用了内联汇编,跳过了C语言的函数调用开销。”
陆佳杰点了点头。
5微秒,已经很不错了。
但他知道这还不够。
李云禾要求的是确定性,是无论在什么情况下,制动指令都能在规定时间内到达执行器。
陆佳杰走到实验台前。
台子上一块巴掌大小的绿色PCB板静静躺着。
这是林淑仪带队设计的分布式控制节点。
128个引脚,密密麻麻焊满了芯片。
主控芯片是启航自研的QX-02,外围是AD转换器、DA转换器、CAN收发器。
整块板子只有名片大小。
但它要承担的任务,是控制一个价值几亿的高速列车。
“佳杰。”
韩栋的声音从门口传来。
陆佳杰转过身,看到韩栋和李云禾一起走了进来。
“李老,您看看这个。”陆佳杰拿起那块PCB板。
“这是我们设计的核心控制节点,采用三层架构,底层硬件抽象层屏蔽不同传感器的差异,中层实时调度器负责时间切片分配,上层应用逻辑处理具体的控制算法。”
李云禾接过电路板,仔细端详。
他看到板子上有八个指示灯,分别对应不同的工作状态。
“这个设计不错。”李云禾指着其中一个灯。
“故障指示灯单独引出来了,这样即使主控芯片死机,也能通过硬件电路直接点亮。”
陆佳杰有些意外。
他没想到李云禾这个搞信号系统的老人,对数字电路也这么熟悉。
“李老以前也搞过硬件?”陆佳杰问。
“哈军工毕业的,什么没搞过。”李云禾笑了笑。
“当年在西北基地,导弹上的控制电路都是我们自己焊的。
那时候没有PCB,都是在木板上钉铜钉,用漆包线绕。”
他把电路板递还给陆佳杰。
“不过有一点你们要注意。”
“什么?”
“看门狗。”李云禾指着电路板上的一个小芯片。
“这个MAX690,是硬件看门狗芯片对吧?”
陆佳杰点头。
“对,每100毫秒喂一次狗,如果主控芯片死机,看门狗超时就会强制复位。”
“100毫秒太长了。”李云禾摇头。
“时速300公里,100毫秒能跑出去8米多,如果在隧道里,8米就是撞墙和不撞墙的区别。”
陆佳杰愣住了。
他没想到这个细节。
“改成10毫秒。”李云禾语气坚定。
“宁可误复位,也不能漏复位。”
陆佳杰在笔记本上记下来。
韩栋在一旁看着没有说话。
他知道,这就是经验的价值。
有些东西,不是靠算力能算出来的。
……
五月十日。
硬件在环平台搭建完成。
实验室的一角摆放着一排金属机柜。
机柜里是从哈汽搞来的各种传感器。
速度传感器的探头对准一个旋转的铝盘,模拟车轮转动。
压力传感器接在一个液压泵上,模拟制动风缸的压力变化。
最显眼的是一个巨大的制动控制阀。
这是从铁科院借来的设备,重达六十公斤,表面斑驳的油漆诉说着它曾经的服役历史。
李云禾站在控制阀前,手抚摸着冰冷的金属表面。
“这是京广线第一代电力机车上拆下来的。”李云禾的声音有些感慨。
“1978年装车,从来没出过事故。”
韩栋走过来。
“李老,您当年参与过这个阀的设计?”
“不是设计,是改进。”
李云禾指着阀体上的一个凸起。
“这里原来是平的,日本人的设计在高寒地区容易结冰,我加了一个电加热片,问题就解决了。”
他转过身看着韩栋。
“韩栋同志,工业这东西不能只看图纸,图纸上一条线,现场可能天差地别。”
韩栋点了点头。
他理解李云禾的意思。
这也是为什么他一定要把这位老人请出山。
“李老,平台搭好了。”陆佳杰走过来。
“您看什么时候开始测试?”
李云禾看了看表。
“现在是下午三点,给你们两个小时把所有传感器校准一遍。