1 知识平台的基本概念
人类没有知识的遗传性状。今天人们所创造出的知识成果,都是在前人知识成果基础上的再创造。一些伟大的科学家在谈及自己的科学成就时,会谦称自己是站在“巨人的肩膀”之上,“巨人的肩膀”就是一种原始的知识平台观念。然而,这种原始知识平台只是一些前人的开放性知识成果,只有专家、学者才能使用。例如人们要在一个产品系统中添加日历时钟功能时,必须了解日历时钟的知识原理、电路结构和电路设计方法,在此基础上设计日历时钟单元电路。
设想一下,如果能够通过外部载体遗传人类知识成果,人们便无需了解知识成果内容就能实现知识成果应用,这个载体便是知识平台。知识平台的知识成果遗传特征使人类可以不断丢弃原有知识成果,实现知识成果的傻瓜化应用。半导体集成电路就是这样一个知识平台。例如,有了日历时钟芯片,人们在一个产品系统中添加日历时钟功能时就不必了解日历时钟的知识原理、电路结构,也不需要设计日历时钟电路,只要购买日历时钟芯片连接到产品系统中。20世纪60年代,16位模数转换电路属国家级科研课题,如今任何一位电子系统工程师都可以方便地买到这样的模数转换集成电路,不必了解模数转换原理与电路结构,只需了解其输入/输出特性就能在系统电路中实现16位模数转换。
2 集成电路知识平台的技术基础
集成电路是20世纪人类最伟大的发明之一,荣获了两个诺贝尔物理学奖:获1956年诺贝尔物理学奖的半导体晶体管,以及获2000年诺贝尔物理学奖的集成电路。纸张可以积累与传承人类的知识成果,但没有知识行为能力,必须依靠专家、学者来实现知识成果的应用。半导体集成电路不仅集成了人类知识成果,还实现了知识成果的应用,具有知识行为能力。例如,文献中的模数转换器可以有详尽的模数转换原理、模数转换电路结构、电路设计制作方法,却没有模数转换能力;模数转换集成电路中不仅含有转换原理、电路结构、电路设计制作方法,还具有模数转换的知识行为能力。集成电路中的知识成果与知识行为能力会不断积累与叠加,形成了集成电路的知识成果遗传性状。
半导体集成电路中,知识成果遗传性状的技术基础,是归一化的时空量子化。归一化的空间量子,是“O”、“1”开关状态的晶体管颗粒;归一化的时间量子,是半导体电路中的时序状态,包括晶体管的翻转时序、数字电路的脉冲时序、微处理器中的指令时序等。
归一化的空间量子载体,可以将人类知识成果以数字化文件方式存储,可以将电路知识成果转化成归一化器件;归一化的时间量子进程,赋予集成电路知识行为能力。集成电路基于外部电气特性的归一化应用特征,使集成电路具备了积木特性,在集成电路的不断进化中,可以用傻瓜化的方式构建起庞大的产品系统。目前,这种归一化应用特性渗透到集成电路设计中,形成了基于IP核的积木式设计方法。