卷首语

1965年4月，“73式”可编程算法初步验证完成后，研发团队面临核心挑战：抽象的加密逻辑需依托硬件实体落地，而野战、边防、铁路调度等场景对设备的运算速度、环境适应性、通信兼容性提出差异化要求。此时，设计适配算法需求与多场景的硬件总体方案，成为连接“算法理论”与“实用设备”的关键桥梁。这场为期1个半月的方案设计，通过分层架构、明确组件功能与稳定连接逻辑，构建起“运算-存储-控制-接口”一体化的硬件体系，不仅支撑了后续原型机组装，更奠定了我国早期军用电子密码机的硬件设计范式。

一、硬件方案设计的背景与核心目标

可编程算法验证完成后，王工团队（硬件板块总负责）梳理出算法对硬件的核心需求：需支持37阶矩阵乘法（运算速度≥0.7μs\/次）、128位动态密钥生成（随机数生成速度≥1次\/μs）、19组模块协同（数据交互延迟≤0.1μs），同时需适配-40c至50c环境、10-500hz震动场景，硬件方案需兼顾性能与适应性。

基于场景需求与19项核心指标，团队明确三大设计目标：一是架构适配性，硬件架构需匹配算法模块划分（如运算单元对应矩阵模块、存储单元对应程序\/数据区），支持组件独立升级；二是功能明确性，各组件功能边界清晰（如运算组件不负责存储、控制组件不参与加密），避免功能耦合；三是连接稳定性，组件间数据\/控制信号传输错误率≤0.，可与同期陆军通信设备对接，测试显示与国产Sw-1965型短波电台通信错误率≤0.1%，兼容性达标。

扩展性设计：硬件采用模块化结构，各组件独立封装（如矩阵运算单元为独立电路板），更换时无需拆解整机，仅需插拔连接器；控制层主控单元预留firware升级接口，可通过本地配置接口更新控制逻辑，支持算法参数调整（如加密轮次增加）。

6月5日，团队开展兼容性测试：将存储层扩展至32Kb（2片16Kb磁芯存储器），运算层新增1个辅助运算单元，设备正常运行，加密速度提升至160字符\/秒，验证扩展性设计有效，形成《硬件兼容性测试报告》。

九、方案评审与优化

6月6日-6月10日，团队组织“硬件总体方案评审会”，邀请国防科工委专家（3人）、算法团队（李工）、协作厂家（北京电子管厂、上海无线电二厂各2人）参会，重点评审架构合理性、功能适配性、环境适应性。

评审中，专家提出2项优化建议：一是数据总线速率从1hz提升至1.2hz，减少运算单元等待时间；二是接口层增加防雷击设计（串联气体放电管），适配野外雷暴环境，团队当场采纳。

优化措施实施：数据总线采用更高频率的ttL芯片（74LS系列），调整时序参数，速率提升至1.2hz，交互延迟降至0.06μs；接口层加装150V气体放电管（上海无线电二厂Gd-1965型），雷击测试中放电管导通电流≤10A，保护接口组件，优化后总功耗仍≤35w。

优化后开展回归测试：1.2hz总线速率下，1000次数据传输错误率0，运算速度提升至0.65μs\/次；防雷击测试（1.2kV冲击电压）后，接口功能正常，优化效果达标，形成《硬件方案优化报告》。

6月15日，优化后的硬件总体方案通过最终评审，形成《“73式”电子密码机硬件总体方案设计总报告》，共186页，包含架构图、组件原理图、连接规范、测试数据，作为原型机组装的官方依据。

十、方案设计的历史意义与后续影响

从“73式”研发看，硬件总体方案是算法落地的“实体载体”——通过分层架构与明确组件功能，确保1965年下半年原型机组装顺利推进，避免因硬件设计缺陷导致的研发延误（预计节省2个月时间），1968年设备交付时，硬件故障率≤0.5%，验证方案的可靠性。

从技术创新看，方案首次实现我国军用电子密码机“分层总线架构”设计——其“运算-存储-控制-接口”分层逻辑、独立总线连接方式，突破当时苏联“一体化硬件”的局限，使我国军用加密设备硬件设计从“经验化”走向“系统化”，达到同期国际先进水平。

从产业带动看，方案推动国产电子元器件升级——为满足矩阵运算单元需求，北京电子管厂改进3AG1晶体管开关速度（从0.2μs至0.1μs）；上海无线电二厂研发高集成度ttL芯片（74LS系列），间接促进我国半导体产业从“离散元件”向“集成化”转型。

从技术传承看，方案的设计理念影响深远——1970年代“84式”加密设备采用“四层架构”升级版，1980年代《军用电子密码机硬件设计规范》中“分层设计”“总线化连接”等要求，均源于此次方案；其环境适应性设计（低温加热、电磁屏蔽）成为后续军用设备的标准配置。

从实战价值看，方案支撑“73式”适配多场景需求——野战中硬件抗震动、边防中耐低温、铁路调度中兼容有线通信，设备列装后覆盖陆军、边防、铁道兵等多军兵种，为我国1970-1980年代军事通信安全提供硬件保障，成为国产军用加密设备的“标杆设计”。