倍福文学

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第515章 专芯专用（第5页）

“累加每个连通域内所有像素的x坐标和y坐标，最后用除法求平均。硬件实现需要每个连通域有一套累加器。假设最多同时有32个焊盘在视野里，每个累加器需要x累加器、y累加器、像素计数器。”

他在纸上估算了一下面积。

“x坐标范围o到255，8位就够了。但累加时，一个焊盘可能有几十个像素，8位会溢出。用16位累加器，每个域三个16位寄存器，32个域，共32乘3乘16等于1536位寄存器。可以接受。”

“扫描结束后，对每个焊盘，用除法器计算质心。除法器的硬件实现用移位减法，32位除以16位，约16个时钟周期完成。对键合机来说，扫描结束后花几百微秒算除法，完全可以接受。”

吕辰听到这里，心里已经有了底。

这个方案，可行。

陈教授翻开第四张图。

“第三步，位置偏差计算。”

他指着图上一个极简的方框。

“这一步最简单。理想坐标存在Rom里，实测坐标来自第二步的质心计算结果，做减法。”

他在图上画了一个小框图。

“但有一个问题，需要知道‘当前对准的是第几个焊盘’。一颗芯片可能有几十个焊盘，必须按顺序一个一个对准。”

他顿了顿，在图上加了一个地址计数器。

“焊盘序号→Rom（存储理想坐标）→减法器→输出Δx，Δy。按照预设顺序，从左到右、从上到下。芯片设计时就已经定好了焊盘的顺序，键合时按这个顺序执行。”

诸葛彪插了一句：“这个Rom里的理想坐标，从哪儿来？”

陈教授看了他一眼：“从芯片的版图设计数据里来。芯片设计完成后，每个焊盘的位置是确定的。把这些坐标提取出来，固化到Rom里。不同型号的芯片，换不同的Rom。”

他估算了一下：“约1ooo个门，面积很小。甚至可以和特征提取芯片集成，但为了模块化和并行处理，单独做一块也有道理。”

陈教授翻开第五张图。

“第四步是运动控制。”

他在图上画了一个pId控制器的框图。

“输入目标位置，来自偏差计算芯片，加当前位置，来自光栅尺反馈，输出压电陶瓷驱动电压。内部架构是一个pId控制器的硬件实现。”

他在黑板上写了pId的标准公式：u（t）=kp·e（t）+ki·se（t）dt+kd·de（t）dt。

“比例项、积分项、微分项，每一项都需要乘法器。硬件实现用8乘12乘法器，可以串行实现以节省面积，也可以并行实现以追求度。”

他在纸上估算了一下面积。

“约到个门，是这几块芯片中最复杂的。面积可能到6o到8o平方毫米。”

8o平方毫米，将近1厘米乘o.8厘米。在五微米工艺下，这已经是非常大的芯片了。吕辰在心里盘算了一下，没有立刻表态。