追忆恩师闵应骅先生 | CCCF精选

360影视 动漫周边 2025-09-09 13:58 2

摘要:闵先生是我国集成电路测试和容错计算领域的主要开拓者之一,也是我国计算机领域最早的IEEE Fellow(1996年),CCF容错计算专委会首届主任。可编程逻辑阵列测试的“闵方法”和布尔过程论是闵先生最具代表性的工作。

闵先生是我国集成电路测试和容错计算领域的主要开拓者之一,也是我国计算机领域最早的IEEE Fellow(1996年),CCF容错计算专委会首届主任。可编程逻辑阵列测试的“闵方法”和布尔过程论是闵先生最具代表性的工作。

2025年3月13日深夜,久久不能入睡,突然接到李忠诚老师的来电,我心里咯噔一下,实在不愿意相信,我们敬爱的闵应骅老师,就这么离开了我们。

与闵先生相处的点点滴滴,涌上心头,不能自已。

闵应骅先生

受先生引导进入集成电路测试领域

闵先生是我国集成电路测试和容错计算领域的主要开拓者之一,也是我国计算机领域最早的IEEE Fellow(1996年),可编程逻辑阵列测试的“闵方法”和布尔过程论是闵先生最具代表性的工作。

1996年6月,我从湘潭大学计算机系考入中国科学院计算技术研究所(以下简称计算所),面试时李忠诚老师包容了对集成电路和测试技术一无所知的我,接收我为他的硕士研究生。我入学后不久,忠诚老师去美国访学一年。尽管我研究生第一年是在北京玉泉路校区学习基础课,但为了不耽误我熟悉研究方向,忠诚老师委托他博士阶段的指导老师闵应骅先生来指导我。从此,闵先生走进了我的人生。

我从1997年春季开始加入闵先生的讨论班,先生安排我一边尝试用C语言对一个学术界的电路格式进行编译,以锻炼我的编程能力和让我了解被研究的对象;一边到图书馆阅读集成电路测试领域的国际会议文献。通过师兄师姐们在讨论班的工作分享,我很快了解到这个方向的前沿工作和技术挑战。我完成简单的编译程序后,得到了先生的热情表扬,他鼓励我针对时延测试面临的通路数不可枚举问题大胆思考,并提出自己的想法。我的第一个非常粗浅的创新工作——双倍可变观测点的时延测试,是在先生的鼓励和一步步引导下形成的。这个工作取得实验结果后,先生指导我完成了我的第一篇学术论文,对我撰写的英文初稿进行了逐字逐句的修订。这篇论文投稿到1998年在新加坡召开的IEEE亚洲测试学术会议(ATS),被顺利录用。

尽管当时老师们的科研经费非常有限,闵先生和忠诚老师还是支持我一个硕士研究生去新加坡参加会议并作论文口头报告。第一次参加国际会议,我演讲时非常紧张,但由于两位老师都在现场听我汇报,心里安稳了不少。在我报告结束后,耶尔万特·佐里安(Yervant Zorain)博士(IEEE Fellow,后来成为Synopsys公司的首席架构师)站起来肯定了我的工作,并提了一个问题。国际会议上来自美国、欧洲、印度、日本的专家比较多,印度人和日本人的英文我理解起来非常吃力,我跟先生说还是Yervant的英文能听得懂。先生在宴会上又正式向Yervant介绍了我,并转述了我的话;Yervant笑着开玩笑表示,看来他的英文有Chinese风格。在跟随先生参加国际会议时,先生给我引荐了不少测试领域的前辈,他们大部分是IEEE Fellow。在之后的20多年,秉承先生的学术交流和学术服务精神,我也有了很多国际学界的朋友。

先生指导学生时是一位严格、敏锐、犀利又不乏幽默的师长。我有一位师弟,敏于行而讷于言,记得他在讨论班上汇报工作时,先生常常一边质疑一边替他解释,我们其他几个学生总是忍俊不禁。不知为什么先生对我却非常宽容,总是给予我更多的肯定。先生后来跟我说,我当学生时特别容易脸红;我猜测也许他对我的表扬更多是因为他注意到我那时非常内向和害羞。不管怎么说,正是他的鼓励和扶持,使我收获并保持了对科研的自信、不敢懈怠。

1999年的计算所,处于一个变革的时期。忠诚老师开始重建计算所的网络室,研究兴趣转向了网络测试。我曾因为个人原因,放弃硕博连读机会;却在1999年硕士毕业前期又决定读博,通过了博士生入学考试。之后我跟随忠诚老师探索了一段时间的网络测试技术,又因为希望早点获得博士学位,继续在先生的指导下做寄存器传输级的测试生成技术研究。先生和忠诚老师一起支持我,让我在获得硕士学位后仅两年就破格申请到中国科学院的博士学位。在我完成博士毕业论文后,两位老师又不遗余力地推荐我申请到中国科学院院长特别奖。老师们对我的包容和支持,让我每每回想起来都既愧疚又感激。

我2001年博士毕业前期,先生推荐我去美国加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)教授、IEEE Fellow郑光廷那里读博士后。郑教授是20世纪90年代时延测试领域的开拓者,我学生时期在阅读郑教授的论文时受益匪浅,此次出国是难得的学习机会。但因为正值计算所开始研制龙芯处理器,需要集成电路测试方面的人员,在和忠诚老师以及刚刚从北大调回到计算所肩负集成电路测试方向传承的师叔李晓维老师(魏道政先生的弟子)等沟通后,我写信给郑教授放弃出国,留下来和晓维老师一起参加龙芯1号的可测试性设计开发,闵先生也一如既往支持了我的决定。晓维老师后来带着我和学生们建立了先进测试技术实验室,并在2005年建议计算所成立中国科学院计算机系统结构重点实验室。2011年,晓维老师组织筹建计算机体系结构国家重点实验室,2013年建成验收,这个实验室发展成为了计算所最重要的一个科研平台。

师生共同参加ATS国际会议合影(左起:李华伟、李忠诚、闵应骅、李晓维)

我一直期待的去郑教授团队的访学,在毕业8年之后得以成行。在UCSB为期一年的访学中,我与郑教授的交流合作进一步拓展了我的视野,为我开辟另一个研究方向——差错容忍计算(近似计算)——奠定了基础。郑教授于2016年离开UCSB加入香港科技大学,他对我的工作一直给予着无私的支持和帮助。

先生的布尔过程论

我的学生时代,见证了闵先生1994年在国际上提出布尔过程论(Boolean process)后,他指导学生以及慕名而来的追随者对布尔过程论应用于逻辑电路的时序分析和时延测试的各种实验分析和技术探索。

实际的逻辑电路中,门和线均具有时延,时间参数对于电路的时序分析以及时延测试的可靠性均非常重要。先生毕业于吉林大学数学系,数学功底深厚的他在研究逻辑电路设计与测试时,一直在追求数学上的优美表达,乃至计算在设计和测试中的完美应用。布尔过程论是先生将布尔代数在时域中的扩充,从逻辑电路的输入波形和时间参数计算出电路各结点的精确的波形表达。先生和他的学生们逐步构建了基于布尔过程论的系统的电路时序分析理论,并期望能将其有效应用于逻辑电路的时序分析和时延测试工程实践。

20世纪90年代,我国的集成电路设计和测试研究缺少成熟的工业背景,研究问题多源自前辈们有限的出国访学和开会时获取的国际上的纸质参考文献。另外,集成电路制造的工艺波动(process variations)问题也是在180 nm制程之下、在2000年以后工艺进一步细化之下愈演愈烈而逐渐受到重视的。这使得先生当时的研究无法预见到:布尔过程论刻画的精确的波形表达虽然在设计阶段依赖先验参数给出了精准的分析,但对于制造后本身存在大量时延偏差的芯片来说,这种精准分析会在大量制造出来的芯片个体上失效,使得其对时延测试的精确指导带来的收益难以匹配所付出的分析代价。

现在回想起来,我在1998年ATS发表的工作,也是先在理论上论证了用与电路规模呈线性关系的通路数完成完备的通路时延测试,然后与我后来实现的带时间参数的测试生成工作(1999年在《计算机学报》发表)一起,构成了布尔过程论应用于通路时延测试的一个解决方案。然而,这个新的时延测试方法在实施时要求时延测试的采样时刻针对芯片的每条被测通路的时延进行精细调整,导致难以被工业实践接受。

若干年后,我在考虑工艺波动、串扰和电源噪声等更复杂的因素开展小时延缺陷的测试生成研究时,进一步认识到电路的时延受太多因素影响,完备的时延测试工程方案是不存在的。也正是在差不多时间,我注意到考虑时间参数的测试生成(timing-aware ATPG)已经在Synopsys、Mentor Graphics等有了成熟的电子设计自动化(EDA)工具,考虑时间参数确实部分增强了时延测试的缺陷捕获能力。然而,时延测试还远谈不上充分,经过测试的芯片总会存在潜在的小时延缺陷在小概率下被激发。比如当前CPU/GPU等算力芯片在各大数据中心大量部署时,由芯片缺陷引起的静默数据错误(silent data errors)已经受到越来越多的关注,研究人员还在探索新的测试和容错方法。与数学理论研究的追求不同,人们在工程上总是倾向于考虑低成本、上市时间(time-to-market)合适的近似妥协方案。

先生的学术交流精神

先生一生热爱学术交流,推崇科学无国界,为促进我国集成电路测试领域的研究走上国际舞台做出了重要贡献。

由于历史原因,先生在40多岁才有机会出国访学。查阅先生的简历,1981~1996年,他陆续访问了美国纽约州立大学、斯坦福大学、科罗拉多州立大学、伊利诺伊大学和德国波茨坦大学等。先生的好学、好问、敏锐、开放和热情洋溢,使他结识了很多国际友人,并得到了他们的高度认可。

先生在以IEEE测试技术委员会(TTTC)为代表的集成电路测试领域国际学术圈很活跃,主导发起了2个IEEE国际会议。1992年,先生和日本奈良大学教授、IEEE Fellow藤原秀雄(Hideo Fujiwara)等一起发起了IEEE ATS,并于1993年在北京承办了第二届ATS,这是我国最早承办的IEEE系列国际会议之一。2000年,先生为推动寄存器传输级和高层测试技术的研究,又和藤原秀雄教授一起发起了IEEE寄存器传输级及高层测试国际研讨会(WRTLT),首届WRTLT在湖南长沙召开。这个会议不正式出版论文,而是鼓励充分的交流讨论,彰显了先生提倡学术交流的精神。2018年,作为IEEE测试技术委员会总裁的Yervant,在国际测试会议亚洲分会(ITC-Asia)上,为先生颁发了IEEE测试技术委员会突出贡献奖。Yervant还同时参加了中国计算机学会(CCF)主办的第10届全国测试学术会议(CTC),并根据晓维老师和我提供的材料在IEEE Design & Test期刊上介绍了该会,将CTC纳入了IEEE测试技术委员会的全球测试学术活动。

IEEE测试技术委员会总裁为闵应骅先生颁发IEEE测试技术委员会突出贡献奖

先生在参加各种国内外学术交流时,总是最认真听讲和最踊跃提问的人。听到精彩的分享,他不吝于给予报告人赞扬和肯定;听到年轻人的初步工作,他会积极指出问题,引导方向;对于自己不了解的内容,他常常虚心请教;而对于没有实质内容的报告,他会毫不客气地批评。记得有一回,全国容错会议上请到一位来自香港的年轻教授作大会报告,该教授不了解国内容错领域的发展情况,整个报告讲的都是基础的专业知识。先生听后当即评论:把我们当小学生讲课呢。

先生和CCF容错计算专委会

计算所的魏道政先生在20世纪80年代注意到闵先生卓越的科研能力,将闵先生从当时的铁道科学研究院引进到计算所。魏先生和闵先生等我国容错领域的开拓者一起创立了CCF容错计算专委会(后简称容错专委)。魏先生是首届专委会主任,闵先生是首届专委会秘书长,后来也接任专委会主任。

我从学生时代起,就跟随闵先生参加国内外本领域的学术交流,最早的一次是1997年在广州召开的第七届全国容错计算学术会议。在容错会议上,先生带我结识了很多和蔼可亲的前辈——徐拾义老师、杨孝宗老师、金士尧老师、王东盛老师、吴芳美老师、杨士元老师、张焕国老师,等等。很多老先生都曾亲自带队举办过多次学术会议,他们视容错专委为亲切的大家庭,为容错专委的发展做出了重要贡献。我也在闵先生、忠诚老师、晓维老师的带领下,和容错专委结下了不解之缘。

在2007年竞选容错专委秘书长时,我笨拙地表示自己没有什么经验,只是做事还比较认真。记得好像是杨孝宗老师当即评论说,只要认真就对了。在专委的工作和学术活动中,与后来参加活动的年轻一辈相比,我们更能深刻体会到以闵先生为代表的老先生们对容错领域的热爱和高度的责任心,以及对后辈工作的支持和包容。担任专委秘书长和主任,在别人看来可能是一种荣誉,而在我心中,则是老师们的殷切嘱托和满满的重任。

今年是容错专委成立40周年,专委于7月18~20日在杭州举办了第21届全国容错会议及40周年庆典活动,来参加会议的好几位老先生都已超过80岁,可惜闵先生已经不在了。我们在会前收集了专委委员们40年来取得的重要成果。我在整理闵先生的成果时,因为不了解他在1999年获得的中科院自然科学二等奖(当年一等奖空缺)的成果“集成电路逻辑设计与测试基础技术研究”的完成人,就找人查阅了计算所的档案。在该项成果的申报书中,我才注意到先生将当时我们这些在读研究生全部列入了完成人名单,尽管刚入学的研究生贡献如此微薄。

先生与龙星计划

先生对我国研究生教育的国际化也做出了重要贡献。晓维老师告诉我,先生在20世纪90年代曾在中国科学院研究生院用英文教学。

2002年前后,先生与美国德克萨斯农工大学(TAMU)计算机科学系主任赵伟教授一起,在国家自然科学基金委员会(后简称基金委)的支持下成立了龙星计划委员会,并在计算所成立了“龙星计划”办公室,邀请和支持在计算机领域有突出成就的海外华人教授,在中国各地大学和科研机构讲授美国研究生的课程,同时与国内科研人员及研究生共同讨论相关领域的学术研究。

龙星计划每年组织6~12人次回国讲学,免收学费,为提高我国科研水平和培养优秀人才发挥了重要作用,得到新华社、科技日报、光明日报、新浪网、央视国际等媒体的广泛报道1。基金委网站上评论:“龙星计划首创了大规模的有组织的在国内教授美国研究生课程,实现中国学生不出国也能进修国际名校的研究生课程的途径。”2

我曾经有幸参加了美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)周源源教授在清华大学讲授的“可信系统设计”(郑纬民教授主持)等课程学习,并邀请了美国俄勒冈波特兰州立大学的宋晓宇教授来计算所讲授“高性能数字系统的建模与验证”,我在这些课程的学习中收获颇丰。比如,宋晓宇教授的课程使我们能够系统地学习到形式化验证的前沿技术,我与宋教授在学术交流中成为了长期的朋友。2019年我的博士研究生晁会娜在开展有关硬件断言的研究工作时,还有幸得到了宋教授的指导。

先生的退休生活

我毕业留所工作不久,所里曾组织过一次各实验室之间的辩论赛,我被推荐代表网络室参加,口齿笨拙的我因为总结能力还行,被分配到四辩,基本不用抢答。记得有一个题目是关于内因还是外因起决定作用,我们队要捍卫的是外因起决定作用。对手提前去采访了闵先生,在辩论赛上用先生对我的表扬作为内因起决定因素的论据。我当即站起来回答:当看见60多岁的闵老师每天还在伏案工作时,身为学生,我有什么理由不去努力呢?先生有着对科研纯粹的热爱和孜孜不倦的追求,他染黑自己的头发,精神矍铄,与年轻人一起热烈讨论。

先生非常关心家乡高校建设,他从60多岁开始,每年都抽出一段时间赴湖南大学,手把手指导该校计算机学院的师生开展科学研究。十余年间,为湖南大学计算机学科培养大批优秀专业人才,为该校计算机领域的科学研究和学科建设做出了杰出贡献。

先生年满70岁才从计算所正式退休,但之后5年仍参加我组织的学生讨论班,对很多学生的工作给出了中肯的建议。我的学生们之前有个传统,在每年正月十五集体去给闵先生拜年,这个习惯因为2020年疫情而终止了。先生喜欢与年轻人交流,关心他们的发展。其中有一个学生曾在读博期间有幸得到先生的深入指导,毕业后每年都给先生打电话问候。

晚年的先生依旧心系科学技术发展,开启了自己在科学网的博客,陆陆续续撰文发表他的技术观点、对学术浮躁之风的批评等,并耐心回复读者的请教。通过博客,先生有了一些大众粉丝,他们喜欢先生的学者风骨,从与先生的简单对话中汲取力量。

先生是一个非常自律的人,每天吃一个苹果,每天坚持上午10点和下午4点在小区散步,保证每天至少5000步。每次看望先生,他总是那么健谈,他的思维永远那么清晰;我常和师兄弟姐妹们说,又见到先生在小区散步,先生精神很好。

先生一生怀有质疑精神,对他不能理解的内容毫不掩饰。2025年2月初,我最后一次去先生家里跟他聊天,先生跟我讨论DeepSeek的技术问题,还问我英伟达GPU为什么能够实现万卡互联。我对此也只是一知半解,只好用DeepSeek给先生找了一个答案。但我知道,先生并不满意。他对技术的钻研精神,远远超过大多数科研人员;我们对于主要研究方向之外的技术往往缺乏深入探究的兴趣,先生的问题让我汗颜。

谁也没想到,仅仅是一个多月之后,疾病如此无情地带走了我们敬爱的老师,他离开我们这么突然。

我在澎湃网上读到一篇参考先生的博客完成的对先生的追忆3,里面有这样一句话:

这位从湖南走出来的科学巨匠,用毕生精力诠释着中国学者的精神底色:以开放胸襟拥抱世界,以严谨治学深耕领域,以赤子之心提携后学。

原来,不仅仅是先生的学生们,还有很多很多人感念先生的人格风范。

先生音容犹在,仅以此文,向先生致敬。

(写于2025年8月)

注释:

1中国计算机学会:有关龙星计划的媒体报导,https://www.ccf.org.cn/DRAGON_STAR_PROGRAM/Media/

2国家自然科学基金委:信息科学部2002年启动“龙星计划”,2002-12-10,https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab440/info60257.htm

3澎湃新闻·澎湃号·湃客:巨星陨落,闵应骅的学者风骨,2025-03-20,https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_30434135

李华伟

CCF会士、理事、集成电路设计专委会主任、容错计算专委会资深委员、出版工委执行委员。中国科学院计算技术研究所研究员,处理器芯片全国重点实验室副主任。主要研究方向为电子设计自动化(EDA)、数字电路测试与容错、专用处理器智能设计。lihuawei@ict.ac.cn

来源:CCFvoice

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