连接器参数表记录:“CJ-1965 型连接器引脚数 16/8/24P(对应数据 / 控制 / 电源总线),接触电阻 10mΩ,插拔寿命≥1000 次,工作温度 - 40c至 85c,适配野战环境插拔需求”,参数确保连接器可靠性。
档案附录 “电磁干扰测试数据” 显示:“500V/m 电磁环境下,屏蔽电缆传输的控制信号误差≤0.01V,未屏蔽电缆误差 0.15V,证明屏蔽设计有效;100 次插拔测试后,连接器接触电阻仍≤12mΩ,无明显衰减”,验证连接稳定性。
七、环境适应性的硬件设计
针对野战、边防等复杂环境,王工团队在硬件设计中融入环境适应性措施,确保设备在极端条件下稳定运行。
低温适应性设计:运算层与存储层电路板加装薄膜加热片(上海元件五厂 JR-1965 型),当温度≤-30c时,温控开关自动启动加热,维持电路板温度≥-20c,加热片功耗≤3w,不超出总功耗限额;磁芯存储器采用低温润滑脂(耐 - 60c),确保低温下读写机构灵活。
震动与冲击适应性设计:组件采用铝合金外壳(厚度 2mm)固定,内部填充硅胶缓冲垫(厚度 5mm),电路板边缘加装金属护板,10-500Hz 震动测试中,组件位移量≤0.1mm,焊点无脱落;100g 冲击测试(6ms 脉冲)后,连接器无松动,硬件功能正常。
电磁兼容性设计:运算单元与接口单元电路板采用接地平面设计(接地电阻≤1Ω),减少信号串扰;整机外壳采用 1mm 厚钢板(镀锌防锈),内部衬铜网屏蔽层(屏蔽效能≥80dB),500V/m 电磁环境下,设备内部场强≤5V/m,无运算错误或数据丢失。
防潮与盐雾适应性设计:电路板涂覆三防漆(耐盐雾小时),连接器采用橡胶密封圈密封,沿海边防盐雾测试(5% 盐雾浓度,35c)72 小时后,硬件无腐蚀,功能正常,满足多场景环境需求。
八、硬件方案的兼容性与扩展性
团队考虑后续算法升级与场景拓展,在方案中融入兼容性与扩展性设计,避免硬件频繁更换。
组件兼容性设计:运算层预留 2 个扩展插槽,可新增运算单元(如后续支持更高阶矩阵);存储层支持磁芯存储器拼接(从 16KB 扩展至 64KB),兼容北京有线电厂 mC-1964 型与上海元件五厂 mC-1965 型;接口层预留 RS-232 接口引脚,可后续扩展串口通信,兼容不同通信设备。
通信协议兼容性:通信接口支持短波电台(1200 波特)、有线通信(9600 波特),协议采用军用标准 GJB-1965-003,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 firmware 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。
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评审中,专家提出 2 项优化建议:一是数据总线速率从 1mHz 提升至 1.2mHz,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 1.2mHz,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:1.2m