边防场景功耗分析记录更具体:“半导体存储器+加热模块总功耗20w,磁芯存储器15w,边防哨所单设备供电限额30w,若选用半导体,剩余10w难以支撑其他模块(如加密运算单元10w、显示模块5w);磁芯则预留15w,供电压力更小”,功耗匹配度清晰。
报告附录“专家咨询意见”显示:中科院计算所半导体专家指出“1964年国内半导体存储器至少需3-5年才能解决低温稳定性与量产问题,当前不适用于军用极端环境;磁芯存储器技术成熟,是现阶段最优选择”,权威意见支撑选型。
报告末尾“初步选型确认表”有王工、刘工(存储顾问)、国防科工委监督员的签名,日期为9月10日,标志初步选型完成,进入方案细化阶段。
七、磁芯存储器方案的细化设计
初步选型确定后,王工团队围绕“c-1964型16Kb磁芯存储器”展开方案细化,确保与“73式”硬件架构、程序需求精准匹配,重点完成四方面设计。
存储分区规划:将16Kb磁芯存储器划分为3个功能区:程序存储区(8Kb,存放加密算法主程序,如矩阵变换、密钥生成代码)、数据存储区(4Kb,存放密钥数据、加密\/解密临时缓存)、备份区(4Kb,存储程序备份与配置参数),分区采用硬件地址锁定(防止程序区被误写),提升数据安全性。
与硬件电路的适配设计:磁芯存储器的地址总线、数据总线与加密运算单元(晶体管电路)采用“ttL电平兼容”设计,无需额外电平转换模块;读写控制信号与主时钟同步(时钟频率1hz),确保读写操作与矩阵运算时序匹配,避免数据读写冲突。
环境防护强化:针对野战震动场景,在磁芯体外部加装铝合金防震外壳(厚度2),内部填充硅胶缓冲层(厚度5),测试显示10-500hz震动下,磁芯体位移量≤0.1,无物理损坏;针对边防低温,在存储器接口处增加低温密封胶(耐-60c),防止低温导致接口接触不良。
读写速度优化:通过优化地址译码电路(采用并行译码方式),将磁芯存储器的读写速度从0.8μs\/次提升至0.7μs\/次,进一步匹配37阶矩阵运算的速度需求(矩阵乘法单次运算需0.5μs),确保程序执行流畅,无等待延迟。
八、方案风险评估与应对措施
团队对细化后的磁芯存储器方案开展风险评估,识别出3类潜在风险,针对性制定应对措施,确保方案稳定可靠。
风险一:磁芯存储器读写错误(虽错误率低,但极端环境下仍可能发生),应对措施:在程序中加入“数据校验机制”(采用奇偶校验,每字节附加1位校验位),读写时自动校验,若发现错误立即重写,错误修正率≥99.9%;同时预留1Kb冗余存储区,用于替换故障存储单元。
风险二:磁芯体拼接导致的地址冲突(4体拼接16Kb,可能出现地址重叠),应对措施:设计“地址偏移电路”,为每个4Kb芯体分配独立地址段(0-4Kb、4-8Kb、8-12Kb、12-16Kb),通过硬件跳线设置地址范围,避免重叠;出厂前进行1000次地址遍历测试,确保无冲突。
风险三:供应链波动(若北京有线电厂产能不足),应对措施:与上海元件五厂签订“备用供货协议”,约定若北京厂交货延迟,上海厂可在7天内补充供货(上海厂c-1964型兼容北京厂产品);同时建立20套磁芯存储器安全库存,应对突发产能问题。
9月20日,团队完成《磁芯存储器方案风险评估报告》,包含风险识别、应对措施、验证数据,通过内部评审,确认方案风险可控,可进入最终调研报告撰写阶段。
九、调研报告的形成与方案评审
9月21日-9月28日,王工团队整合调研数据、方案设计、风险评估,形成《“73式”电子密码机程序存储方案调研总报告》,共124页,包含调研背景、特性对比、场景匹配、方案细化、风险应对、选型结论6大模块。
报告核心结论明确:一是磁芯存储器(c-1964型16Kb)在容量(16Kb达标)、环境适应性(-40c至50c稳定)、读写速度(0.7μs\/次)、成本(8200元)、供应链(双厂供货)5项核心指标达标;二是半导体存储器因低温失效、量产不足、成本过高,暂不适用;三是细化后的磁芯方案已完成风险防控,可支撑程序固化与硬件集成。
9月30日,团队组织方案评审会,邀请国防科工委专家(3人)、存储技术专家(刘工等2人)、算法团队负责人(李工)、协作单位代表(北京有线电厂2人)参会,重点评审方案的实战适配性与可行性。
评审中,专家随机抽查磁芯存储器的低温测试数据(-40c72小时),确认数据完整性100%;北京有线电厂代表承诺“16Kbc-1964型月产能120套,交货周期15天,可满足‘73式’量产需求”;李工确认磁芯方案的存储分区与程序需求匹配(8Kb程序区足够存放加密代码),评审一致通过。
最终,《调研总报告》正式获批,标志程序存储方案调研全面完成,确定采用磁芯存储器实现程序存储,为后续算法代码固化(中科院计算所负责)、硬件模块集成(北京电子管厂协作)提供明确技术依据。
十、调研的历史意义与后续影响
从“73式”研发看,存储方案调研为程序固化与硬件集成奠定关键基础——若盲目选择当时新兴的半导体存储器,可能导致设备在边防、野战场景无法使用,调研通过“实战需求优先”的选型逻辑,避免了技术冒进风险,确保“73式”后续研发按周期推进(1968年如期交付)。
从技术选型看,调研形成“特性对比-场景匹配-风险防控”的军用存储选型范式——后续我国军用电子设备(如雷达、通信终端)的存储方案选型,均借鉴这一逻辑,优先考量环境适应性、供应链稳定性,而非单纯追求技术先进性,成为军用设备选型的重要参考。
从产业带动看,调研推动国产磁芯存储器技术优化——北京有线电厂基于“73式”需求,改进c-1964型的防震结构与读写速度,使产品在1965年成为军用存储主流型号,年产能提升至2000套,间接促进了我国磁芯存储产业的成熟,为后续“84式”“92式”加密设备提供了稳定存储供应。
从技术传承看,调研积累的“存储器环境测试方法”“风险评估流程”,成为我国军用存储技术标准的重要组成——1970年《军用电子设备存储器通用规范》(GJb-1970-015)中,“-40c至50c环境稳定性”“抗震动性能”等指标,均源于此次调研的实战需求总结,推动技术标准化。
更长远来看,调研验证的“成熟技术优先”军用设备研发思路,在后续我国电子工业发展中持续发挥作用——在半导体技术未成熟阶段,通过优化成熟的磁芯技术满足军用需求,既保障了国防通信安全,又为国内半导体产业争取了发展时间,实现“需求牵引产业、产业支撑需求”的良性循环。