第1002章 程序存储方案调研(1 / 2)

卷首语

1964年8月,“73式”37阶矩阵加密逻辑初步测试完成后,研发团队面临新的关键课题:验证通过的加密算法需转化为可执行程序,而程序存储载体的选择,直接决定设备的稳定性、环境适应性与实战可用性。彼时,磁芯存储器因技术成熟、抗干扰性强成为主流,半导体存储器虽体积小、速度快却仍处研发初期——这场围绕两种存储器的专项调研,不仅对比了二者的应用特性,更紧扣“73式”野战、边防等实战需求,最终确定磁芯存储器为程序存储方案,为算法代码固化与硬件集成筑牢了存储根基,也成为早期电子设备“实战导向”选型的典型案例。

一、调研启动的背景与核心目标

37阶矩阵加密逻辑通过准确性测试后,算法团队需将逻辑转化为机器可执行程序(含矩阵运算、分组补零、密钥生成等模块代码),而程序存储载体尚未确定——若选择不当,可能导致程序丢失、读写错误,甚至影响加密设备整体性能,调研启动势在必行。

基于“73式”19项核心指标与实战需求,团队明确调研核心目标:一是对比磁芯存储器与半导体存储器的关键特性(存储容量、读写速度、环境适应性等);二是评估两种存储器与“73式”硬件架构的适配性(如是否兼容晶体管电路、功耗是否符合哨所供电);三是确定性价比最优、实战适配性最强的存储方案,确保程序存储稳定可靠。

调研工作由王工牵头(硬件板块负责人,熟悉存储模块设计),组建4人调研小组:王工(总统筹,把控调研方向)、赵工(特性测试专员,负责性能数据采集)、孙工(环境适配研究员,模拟极端场景测试)、新增存储技术顾问刘工(曾参与国内首台磁芯存储器研发,提供技术支撑),确保调研专业全面。

调研周期规划为2个月(1964.8.1-1964.9.30),分三阶段:第一阶段(8.1-8.15)收集两种存储器技术资料、联系生产厂家;第二阶段(8.16-9.20)开展特性测试与场景匹配分析;第三阶段(9.21-9.30)形成调研报告、组织方案评审,衔接后续程序固化工作。

调研启动前,团队梳理“73式”程序存储核心需求:存储容量需≥16Kb(含加密程序、密钥数据、临时缓存)、读写速度≥1μs\/次(匹配矩阵运算效率)、-40c至50c环境下无数据丢失、抗震动(10-500hz)性能达标,这些需求成为调研对比的核心依据。

二、磁芯存储器的应用特性调研

调研小组首先聚焦磁芯存储器(当时主流存储技术),通过走访北京有线电厂、上海元件五厂(国内磁芯存储器主要生产厂家),收集技术参数与应用案例,重点分析五大特性。

存储容量与扩展性:当时国产磁芯存储器主流产品为“4Kb磁芯体”,可通过多体拼接扩展容量——北京有线电厂的c-1964型磁芯存储器,采用4体拼接可实现16Kb存储(单芯体4Kb,4x4Kb),完全满足“≥16Kb”需求,且最多可扩展至64Kb,预留后续程序升级空间。

环境适应性与稳定性:赵工团队在厂家实验室开展模拟测试:-40c低温下,磁芯存储器数据保持时间≥72小时(无需供电刷新);50c高温下,读写错误率≤0.001%;10-500hz震动测试后,磁芯体无物理损坏,数据完整性100%,这源于磁芯(铁氧体材料)的物理稳定性,无半导体器件的温度敏感性问题。

读写速度与功耗:c-1964型磁芯存储器读写速度为0.8μs\/次(单次数据读写耗时),优于“≥1μs\/次”的需求,可匹配37阶矩阵运算的速度;工作功耗约15w(16Kb配置),低于边防哨所“≤30w”的单模块功耗限额,不会增加整体供电压力。

成本与供应链:1964年国产磁芯存储器量产成熟,c-1964型16Kb配置单价约8),现存于研发团队档案库,包含厂家技术手册复印件、实验室测试数据、应用案例分析,共68页,由赵工、孙工共同整理,是特性调研的核心依据。

档案中“磁芯存储器测试数据页”(8月10日)显示:“北京有线电厂c-1964型,16Kb配置,-40c低温测试72小时,数据读取对比原存储数据,无1字节差异;震动测试(10g加速度、500hz)后,地址译码电路正常,读写速度仍保持0.8μs\/次,错误率0.0008%”,数据验证磁芯稳定性。

半导体存储器测试数据页(8月15日)记录:“清华大学SS-1964型1Kb芯片,-30c时数据保持时间4小时,-40c时芯片引脚电压异常(从5V降至2.3V),无法完成读写操作;高温50c时,1000次读写测试出现1次数据错误,错误率0.1%”,明确半导体环境短板。

档案中“厂家产能与成本报告”显示:北京有线电厂1964年8月c-1964型月产能120套,上海元件五厂月产能80套,合计200套,16Kb配置单价8200元(含安装调试);清华大学半导体教研室明确“1Kb芯片月产量仅20片,16Kb定制需3个月,成本2.6万元”,供应链与成本差异显着。

档案末尾“特性对比表”汇总:磁芯存储器在容量扩展性、环境适应性、供应链、成本4项核心指标达标,半导体仅在速度、功耗2项达标,实战适配性差距明显,为后续选型提供量化依据。

五、实战场景匹配分析与初步选型

8月21日-9月10日,调研小组基于特性数据,结合“73式”实战场景(野战、边防、固定站)开展匹配分析,从三大场景验证两种存储器的适用性。

野战场景匹配(移动、震动、供电不稳定):磁芯存储器无刷新供电需求(数据断电保持≥72小时),适合野战临时断电场景;抗震动性能达标(500hz震动无损坏),可适配装甲车辆行进环境;半导体存储器需持续供电刷新(低温下2小时需补电),且震动易导致芯片焊点脱落,实战风险高。

边防哨所场景匹配(极端低温、供电有限):边防哨所冬季温度常达-40c,磁芯存储器可稳定工作,功耗15w符合供电限额;半导体存储器-40c无法启动,且需额外设计加热模块(增加10w功耗),导致总功耗超标(15w),不符合低功耗需求。

固定站场景匹配(环境稳定、容量需求高):虽半导体速度优势在固定站可发挥,但16Kb配置需16片芯片拼接,电路复杂度增加(故障率上升),且成本是磁芯的3倍,从“性价比”与“维护便利性”(磁芯故障率低)考量,磁芯仍更优。

9月10日,调研小组形成初步选型结论:磁芯存储器在实战场景适配性、供应链稳定性、成本控制上全面优于半导体存储器,建议采用“16Kb磁芯存储器(北京有线电厂c-1964型)”作为“73式”程序存储方案,半导体存储器因技术不成熟、环境适应性差暂不选用。

六、历史补充与证据:场景匹配分析报告

1964年9月的《“73式”程序存储方案场景匹配分析报告》(档案号:-1964-002),现存于军事通信技术档案馆,包含三大场景匹配逻辑、风险评估、选型建议,共42页,由王工团队撰写,是初步选型的关键凭证。

报告中“野战场景风险评估”部分显示:“半导体存储器在野战震动测试中,100次测试出现3次芯片焊点脱落(故障率3%),需重新焊接才能恢复;磁芯存储器100次测试无1次故障,故障率0%,且断电后数据可保持3天,满足野战临时机动需求”,风险差异量化呈现。