想明白了,周夏严立刻命令系统进入处理器进行检查。
几乎是瞬间,一个完整、巨大的8080处理器内部晶体管组成结构图就展现在了他的脑海中。
说实话,前世看视频里面的那些芯片结构图,周夏严就已经觉得非常震撼了。但那种震撼还不如现在的百分之一。
8080处理器总共有6000个晶体管,这些晶体管在周夏严的脑海中不但被逐一呈现,而且随着电流的通过,不断断开或者连接,将程序运行的过程完整地展现在了他的眼前。
更让周夏严惊讶的是,随着系统驱动电流通过芯片中的晶体管,芯片里面的各种算法居然逐一地被他破解了。
因为系统测试的速度极快,还没有到一秒钟,整颗8080处理器的所有秘密就都被周夏严揭开了迷雾。
甚至周夏严可以说,经过自己的检测,他比英特尔公司8080芯片的开发工程师,还要熟悉这颗处理器。毕竟开发人员在设计的时候,并不可能知道6000个晶体管排列后能有多少排列组合。所有的芯片开发完成后,都需要超乎想象的测试,才能把所有的问题找出来。
但周夏严因为拥有超级系统,不过一秒钟,就将这项超级难的工作完成了!
也因此,他才敢跑到江城,要求无线电元件厂开发增强版的6502处理器,然后去阻击任天堂。
要知道即便只是在逻辑处理单元外,添加图像增强和声音增强部分,其设计和测试的难度也是不可想象的。
但周夏严因为找到了能源附件,开启了系统对芯片内部的检测能力,所以对国外大厂都极为头痛的芯片级开发和测试,对他来说,也不过瞬间就可以完成的事情。
随着周夏严的命令,他触摸电机电路板的手指瞬间就射出一股微不可查的电流,通过电路板上暴露的触角,进入了整个电路。
于是,整个电路,包括上面的4004处理器内部,都以微观的形态展现在了周夏严的脑海中。
检查不过是瞬间的事情,紧接着,周夏严就开始让系统用机器编码测试整个电路的反应。
没错,周夏严使用的并不是后世流行的Java和C这样的高级语言,甚至都不是汇编,而是由0和1组成的纯机器语言。
没办法,拥有系统,周夏严就是如此任性!
开始的时候,科学家也是用机器语言,用厚纸卡打孔的形式与计算机进行交流。但后来因为程序越来越大,计算机的计算能力也增强了,所以人类开发了程序解释器,用一种人类可以读写的语言进行编程,那就是汇编。
但汇编对人来说还是太难了,不利于推广。于是,人类又开发出了更高级的程序语言。
可以说,计算机语言是随着计算机算力的提升而不断升级的,直到后世解释语言的全面流行,让编程从科学家才能搞清楚的高科技,变成了普通人就可以灵活运用的小工具。
但不论计算机语言如何变化,他们最终都要变成0和1组成的机器语言。也就是说,机器语言是最快的。
而现在,周夏严使用的就是机器语言。
没办法,因为系统可以深入芯片内部,对每个晶体管运行状态进行实时监测,封装好的芯片,对他来说都不再有任何秘密。
甚至因为系统的恐怖算力,周夏严对手中芯片的理解,比原来设计它的科学家还要熟悉,所以可以直接生成针对这个电路板的定制控制程序,让效率达到满值!
很快,这块电路板就经过了测试,所有参数都满足了周夏严的需要。
周夏严将它放下,然后开始测试其他的电路板,无一例外,这些电路板都符合设计要求。
电路板准备好了,周夏严就将它们一一安装到了相关位置。
后世,这些控制电路都被做得非常灵巧,甚至可以直接做到电机里面去。但周夏严手中没有相应的材料,所以都将电路板安装到机床悬架上的电路板箱体中。
这样虽然丑了一点儿,但想来农机厂的人是不会在意的。
装完电机控制电路,周夏严开始检查三轴数控机床的控制终端,一颗以6502芯片为核心的单片机。
一般情况下,这种机床基本上都会以英特尔公司的芯片作为控制终端。以前介绍过,英特尔公司在8080芯片中做了大量的设备调用优化,可以很方便地调用不同运算能力的其他设备。
但6502就不行了,因为缺少相应的寄存机制,所有地址都必须存储在总线中,因此,当它协调多个设备或者芯片的时候,就容易发生混乱。
但不得不说,6502作为一个8位处理器,运算速度还要超过8080,还那么容易制造,如果可以成为机床的控制终端芯片,将可以极大地降低机床的生产成本。
当然,这需要对程序进行深度优化,否则几颗4004和6502之间很容易就发生混乱。
这对普通人来说其实是非常难的,但对周夏严来说却根本就不算个事情。
不过一会儿,拿着控制终端的电路板,周夏严就已经完全模拟了三轴机床的大量实际操作。
总的来说效果相当不错。
周夏严满意地点了点头,就将控制电路板安装到了机床旁边的小机箱里面。
这个小机箱不大,但很厚实。在它的上面放着那台9寸CRT绿光显示器。虽然东西都很老,但也有一种这个时代独特的科技之美。
一切就绪,周夏严给机床插好电源,然后将控制终端的数据线缆接通到几个电机控制电路上,就按下了启动键。
立刻,这台看着有些粗笨的机床便嗡嗡嗡地自检了起来。
经过十多秒钟的自检,机床没有发现任何问题,电机停机,等待新的加工指令。
如果是一般人操作,这时候就应该使用键盘,往控制终端里面输入程序了。
可周夏严却不需要,他将手按在机箱的一个数据接口上,然后直接用脑中的系统向终端发布命令。
随着程序输入,三轴机床立刻按照程序设计,开始空载运行起来。
看着刀具按照程序在三轴上不停移动,周夏严心中非常得意。他心说:“我做这么一套复杂的机床控制程序,居然不用敲哪怕一个字符。这要是被国内的机床厂家技术人员知道,他们还不得哭晕在厕所?”
一台数控机床的好坏,人机交互部分是非常重要的。
华夏现在的数控机床其实也还可以,但为什么卖不过进口货?就是因为那坑爹的输入方式。
实际上,共和国数控机床的开发时间很早。1958年,首都第一机床厂与水木大学合作,就试制出了华夏第一台数控机床X53K1三坐标数控机床。
这不仅仅是我国的第一台数控机床,也是亚洲的第一台数控机床。
那时候,霓虹的数控机床还没有研发成功。我们距离世界第一台数控机床问世不过晚了7年。
可后来,因为外国的技术封锁,我们的数控机床开始逐渐落后,特别是程序的输入方式,没有跟上国际最新的发展趋势。
70年代初,共和国再次打开国门,我们的科学家去霓虹访问,惊讶地发现,他们的数控机床居然不再使用打孔纸带来控制了,而改用键盘在屏幕上敲代码的方式录入加工程序,顿时惊为天人。
没办法,这是我国当时没有多部门纵向合作的原因。70年代,各大机床企业属于一机部领导,而半导体企业则属于四机部管辖。如果想两部门深度合作,的确存在一定的障碍。
因此,半导体企业的最新发展成果并没有让机床企业获得长足进步。
当然,发现了问题,我们也在奋起直追,但跨行业的研发,显然不是一家企业可以单独搞定的。于是直到现在,我们的数控机床,特别是人机交互部分与发达国家的产品还存在很大的差距。
而人机交互部分不好,那么就不容易设计出复杂的加工程序,也就无法充分发挥出数控机床的效能。
但周夏严自然没有这个问题,什么打孔纸带啊,什么键盘屏幕啊,他统统都不需要,直接在脑中想象一个零件效果,然后让系统将它变为可执行的机器语言,输入到机床的控制终端中。
很快,三轴机床就开始运转起来,所有的步骤都符合周夏严的设计,他很满意。
做完了空载实验,周夏严从架子上取下了一个早已准备好的金属毛坯,放在工作台上拧紧。
他这次准备进行正式的切削实验。
随着脑海中发出指令,三轴机床又嗡嗡地运转了起来。这一次,是真实的切削金属零件,机床上的切削液喷口开始向着被加工中的零件,喷射出大量切削液用于清洁和降温。
这一切,都没有办法阻挡周夏严的眼睛,他在不停测量零件和机床的各种数据。
很快,他就对原始设计程序进行了调整,然后系统将新的程序输入到控制终端中进行纠偏。
这就是周夏严现在真正强悍的地方,他可以随时关注机床上的任何变化,并对源程序的参数进行实时调整。
要知道再好的设计那也只是理论设计,在实际的工件加工中,会受到大量客观条件影响。
比如说电机碰到阻力时候动力不足,导轨因为运动时间长了以后出现变形,刀具因为金属材料硬度不同,切削效果不一样,等等。
可以说,一台优秀的数控机床,可不是那么容易就制造出来的。其中除了程序,还需要数不清的材料、物理等相关方面的知识。需要投入的成本,普通人根本就无法想象。
看着机床在那里顺利地加工零件,周夏严忽然又想到了一个问题。
第0169章 试试机床
周夏严在上一世,是一个高科技公司的技术老总,虽然也弄一些硬件,但总体来说他还是更偏向于软件编程,所以对机械自动化了解的并不是太多。
也因此,因为自己的系统得到了加强,他非常有信心用现有的处理器,做出可以超越这个时代的数控机床。
事实上,刚才空转的时候,这台机床表现出的素质还真的非常棒。
可等装上材料开始正式加工,周夏严突然发现,精密数控金属加工这一领域,真没有他想象得那么容易。
现实中,机床运行中的全过程,都会受到大量客观因素的影响,从而影响到机床本身的精度。
可能一般人无法发现这些细微变化,但周夏严因为有系统,所以每一点儿异常都逃不过他的眼睛。
也因此他才感叹,一台机床想实现理论上的高精度,还真不是一件容易的事情。比如切削液喷嘴在给工件喷射切削液的时候,都会对加工精度有微弱的影响。可能这种影响对普通的机械加工来说并不算什么,但真要到了精密加工这一级别,这一丝的影响与其他部件的影响叠加在一起,结果的区别可就大了。
可见,光靠自己的努力,是很难将华夏科技进行全面提升的。
想到这里,他又不由得想起了后世。
那时候,国人总是在说光刻机和用于设计芯片的EDA软件受制于人。特别是迈瑞肯对我们进行全面封锁后,大家在义愤填膺之余,恨不得国家投入巨资,立刻可以将这两样卡脖子的技术研究出来。
因为在大家的理解中,既然华夏已经拥有了世界上最庞大的工程师团队,又有钱了,难道还研究不出光刻机和EDA软件?
但与大家想象的不同,多少年过去了,这两样东西的研发进展仍旧不如人意。
有一天,一个科技大佬出来录了一个视频,给大家做了科普。
他说,这两样东西看着原理上似乎并没有什么太难的,好像只要往里投入资金,投入人力就能解决。但实际上,这两样东西恰恰需要基础物理方面的研究突破,才能有所进展。
比如在光刻芯片晶体管的时候,一个晶体管不过几纳米,那么刻录就必须考虑什么样的光线,在这个材料上,用多大的能量进行照射,才能将晶体管按照要求光刻出来,还不跟芯片上的其他部件互相干扰。
所有这些,都是基础材料和基础物理问题。
国外那些优秀的EDA软件,内核中实际上是包含了这些重要物理参数的。也因此,就算华夏的芯片设计人员一直使用这些软件,对它们非常熟悉,但真要是对其进行克隆的时候,根本就解决不了芯片中的深层次晶体管光刻问题。
因为物理问题 ,必须明白其物理原理,才能进行编程。照猫画虎,知其然不知其所以然是无法实现光刻机和芯片突破的。
当时看那个视频的时候,周夏严就感觉很有道理,今天他不过做了一个最简单的三轴数控机床,没想到居然也碰到了这样的问题。
作为前世高科技公司,管理全公司技术的大佬,周夏严的程序设计水平毋庸置疑,加上脑中的系统,一个小小的三轴数控机床根本就不是问题。
结果没想到,实际加工以后,现实情况居然跟初始的程序存在很多的偏差,需要自己一边观察运行情况,一边纠正。
这对他有些小打击。
自从有了系统以后,周夏严其实是很有野心的。
别看他这次做的三轴机床显得有些笨重,但他可是直奔着工业母机级别开发的。也就是说,如果他的这台机床做好以后,精度绝对可以满足制造其他机床的级别。
但现在看,他还真有些狂妄了。
想到这里,周夏严叹了一口气,心说:“大国竞争,真是整个体系的竞争。哪怕某个领域差一点儿,也无法实现自己的目标。”
后世很多人,见到高科技企业的市值飞起,都想着利用半导体行业单独突围,实现国家的跨越式发展。
现在周夏严对这种想法已经无感了。
没有基础行业和基础理论的支撑,哪怕半导体能在开始的时候取得不错的成绩,但走到中途也肯定走不下去。
看来,自己仍需努力啊,千万不要妄想做孤胆英雄,还要想办法加强华夏在基础科学上的实力。
虽然周夏严碰到一些问题,但他对这个三轴数控机床还是很用心的。
毕竟这是他在这个世界制作的第一台数控机床,意义重大。
随着工件加工时间的增加,机床微微变形的地方越来越多,比如精密的丝杠,导轨,随着温度的提高,都对精度造成了影响。
不过周夏严可以随时捕捉到这些细微变化,然后及时对程序进行补充和调整,保证了加工的基本精度还在可控范围内。
终于,这块工件已经车好了。周夏严将它取下来仔细地查看了一番,各方面都还是很不错的。
看到这个切削精美的工件,周夏严终于笑了。
虽然华夏现在还有很多短板亟须补上,但拥有了能源附件以后,他已经成了这个世界上一个最大的BUG。
自己只要利用好了自身的优势,还是可以让很多事情变得与前世不同的。