卷首语
1965年3月,“73式”19组算法模块与密钥动态生成器已分别通过独立测试,但研发团队深知:独立达标不等于协同顺畅——算法模块需实时接收密钥生成器输出的128位动态密钥,密钥生成器需响应模块的更新请求,若二者数据交互存在接口不兼容、时序冲突或数据丢失,将导致整个加密流程中断。这场为期15天的协同调试,不仅解决了“数据格式不匹配”“时序不同步”等6类核心问题,更形成“模块协同测试规范”,使分散的技术单元融合为高效运转的加密系统,为“73式”原型机研制打通了关键整合环节。
一、协同调试的背景与核心目标
19组算法模块(如矩阵变换、分组补零)与密钥动态生成器虽独立通过测试,但首次初步整合时,李工团队发现:密钥生成器输出的128位密钥(二进制格式)与“密钥整合模块”预期的十六进制格式不兼容,导致加密流程在“密钥注入”环节中断,错误率100%,暴露了独立开发阶段接口定义不一致的隐患,协同调试势在必行。
基于系统集成需求,团队明确调试三大核心目标:一是解决模块间数据交互问题,确保密钥生成器与19组模块数据格式统一、时序同步,交互错误率≤0.001%;二是验证整合后系统的连续性,1),现存于研发团队档案库,包含硬件平台清单、软件监控程序说明、交互图谱,共32页,由马工、李工共同编制,是环境搭建的核心依据。
档案中“硬件平台清单”详细标注:“JS-1965计算机(运算速度1万次\/秒,内存64Kb)、SR-8示波器(带宽10hz,用于观测数据总线波形)、dL-1965数据记录仪(采样率1μs\/次,记录数据传输时序)、19组模块硬件原型(含矩阵运算单元电路板,1369个晶体管)、密钥生成器原型(含噪声源与运算单元)”,硬件参数与实际研发配置一致。
交互图谱页显示:每个交互节点用“模块A→模块b”箭头标注,旁注数据格式与时序要求,例如“密钥生成器→密钥整合模块”标注“数据格式:128位二进制,时序:生成后0.05μs内送达0x5000-0x507F地址,超时则重试”,图谱中用红色标注高风险节点(如“密钥紧急销毁”交互,需0.02μs内响应)。
软件监控程序说明页附界面截图:界面分为“模块状态区”(显示19组模块与密钥生成器的运行状态)、“数据流向区”(动态箭头显示数据传输)、“错误报警区”(实时提示数据格式错误或超时),操作说明详细,确保调试人员可快速上手。
档案末尾“环境验收记录”显示:3月3日,模拟“密钥生成→注入”交互100次,数据传输成功率100%,波形捕捉清晰,监控程序状态显示准确,验收结论为“合格”,档案有马工、王工签名,日期为3月3日。
四、初始整合测试与数据交互问题定位
3月4日-3月8日,团队开展初始整合测试,按交互图谱依次验证8个核心节点,共测试1000次全流程加密(1000字符明文),定位出6类数据交互问题,问题集中在格式、时序、缓存三大维度。
数据格式不兼容问题:密钥生成器输出128位二进制密钥(如“0101...1010”),但“密钥整合模块”预期接收十六进制格式(如“5A...A5”),导致100%数据解析错误,需统一格式标准;此外,分组模块发送的“时间戳同步请求”为8字节AScII码,密钥生成器仅支持4字节二进制请求,交互失败率85%。
时序不同步问题:矩阵变换模块运算速度0.7μs\/次,密钥整合模块向其传递密钥的延迟达0.2μs,导致矩阵模块“等密钥”耗时增加,全流程加密耗时从6.8秒增至9.2秒(接近指标上限);更严重的是,多节点同步时,密钥生成器时间戳校准信号延迟0.3秒,导致从节点密钥与主节点偏差,加密错误率0.5%。
缓存区溢出与数据丢失:“密钥生成→密钥整合模块”交互节点的缓存区(0x5000-0x507F,128字节)仅能存储1组密钥,当密钥更新周期缩短至15分钟(实战应急场景),缓存区来不及清空,新密钥覆盖旧密钥,导致数据丢失率0.1%;分组模块向密钥生成器发送的请求数据因缓存区满,丢失率达0.3%。
3月8日,团队形成《初始整合测试问题报告》,详细记录6类问题的表现、发生节点、错误率,附数据记录仪捕捉的错误波形图(如格式错误时的数据乱码波形),为后续优化提供精准依据。
五、数据交互问题的优化策略与实施
针对定位的问题,李工团队联合郑工、王工制定“格式统一-时序同步-缓存扩容”的三维优化策略,避免单一优化无法解决根本问题,优化过程严格遵循“不修改模块核心代码”的约束。
数据格式统一:郑工团队设计“格式转换适配层”(代码量80字节,存储于磁芯存储器0x3F00-0x3F4F),无需修改模块代码即可实现格式兼容——密钥生成器输出的二进制密钥经适配层转换为十六进制,再传入密钥整合模块;分组模块的AScII码请求经适配层转换为二进制,发送至密钥生成器,转换耗时≤0.01μs,格式错误率从100%降至0。
时序同步优化:王工团队调整硬件时钟电路,将系统主时钟频率从1hz提升至1.2hz,同时在关键交互节点(如“密钥→矩阵”)增加“时序校准信号”——密钥整合模块发送密钥前,先向矩阵模块发送“准备就绪”信号,矩阵模块响应后再接收数据,交互延迟从0.2μs降至0.08μs;多节点同步时,密钥生成器校准信号发送周期从10分钟缩短至5分钟,同步误差从0.3秒降至0.1秒,全流程加密耗时恢复至6.9秒。
缓存区扩容与管理:王工团队在磁芯存储器中新增2个128字节缓存区(0x5080-0x50FF、0x5100-0x517F),与原缓存区构成“三缓存轮换”机制——新密钥写入空闲缓存区,旧密钥读取完成后释放,避免覆盖;同时设计“缓存状态监测程序”,当缓存区使用率≥80%时,暂停新数据写入,缓存溢出率从0.1%降至0,数据丢失率清零。
3月13日,优化策略全部实施,形成《数据交互问题优化方案》,包含适配层代码、时钟调整参数、缓存区分配表,提交调试团队验证效果。
六、历史补充与证据:问题优化方案档案
1965年3月的《“73式”数据交互问题优化方案档案》(档案号:Yh-1965-002),现存于军事通信技术档案馆,包含格式转换适配层代码、时序调整图纸、缓存区规划图,共45页,由郑工、王工共同编制,是优化实施的核心凭证。
档案中“格式转换适配层代码”片段显示:“;二进制转十六进制子程序,输入:R0(二进制密钥地址),输出:R1(十六进制密钥地址)oVA,@R0;取二进制字节ANLA,#0F0h;高4位转换SAAddA,#30h;转为AScII码oV@R1,A;存储高4位...(代码共80字节)”,代码逻辑清晰,转换耗时经测算为0.008μs,符合延迟要求。
时序调整图纸标注:“系统主时钟电路中,晶振从1hz(c1=20pF)更换为1.2hz(c1=16pF),时序校准信号通过与非门(74LS00)生成,延迟控制在0.02μs内;‘密钥→矩阵’交互节点增加d触发器(74LS74),实现‘准备就绪-响应’握手逻辑”,硬件修改细节明确,可直接落地。
缓存区规划图显示:“原缓存区0x5000-0x507F(128字节)、新增0x5080-0x50FF(128字节)、0x5100-0x517F(128字节),缓存状态监测程序存储于0x3F50-0x3F9F,通过读取缓存区‘空闲\/占用’标志位(0x5000.0、0x5080.0、0x5100.0)判断使用率”,地址分配无重叠,与磁芯存储器其他区域兼容。