第1010章 分立电路整合规划[1/2页]

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    卷首语

    nbsp1965nbsp年nbsp6nbsp月，“73nbsp式”nbsp硬件总体方案确定后，研发团队面临分立电路集成的关键挑战：初期按组件拆分设计的nbsp19nbsp块印刷电路板（PCB），虽功能独立却存在体积过大（55cm×45cm×22cm，超设备尺寸限额）、连线复杂（200nbsp余根跨板线缆，故障率nbsp1.2%）、功耗偏高（38W，超边防供电限额）的问题，难以适配野战机动与哨所狭小空间。此时，通过功能重构将nbsp19nbsp块nbspPCBnbsp整合为nbsp3nbsp块，成为平衡性能、体积与可靠性的核心举措。这场为期nbsp1nbsp个月的整合规划，不仅实现电路nbsp“瘦身”，更通过布局优化减少信号干扰，为后续原型机组装与量产奠定紧凑、稳定的硬件基础，开创我国军用电子设备nbsp“高密度集成”nbsp的早期实践。

    nbsp一、整合规划的背景与核心目标

    nbsp19nbsp块分立nbspPCBnbsp的问题集中暴露：王工团队在原型机预组装中发现，矩阵运算、密钥生成等组件分散在nbsp7nbsp块运算类nbspPCB，需nbsp40nbsp余根线缆连接，信号传输延迟达超方案目标存储与控制组件分属nbsp5nbsp块nbspPCB，跨板供电导致电压波动影响磁芯存储器读写精度；接口与环境适配组件占nbsp7nbsp块nbspPCB，体积占比达nbsp40%，设备总重量超nbsp15kg（超机动需求nbsp12kgnbsp限额），整合需求迫切。

    nbsp基于硬件方案与场景约束，团队明确三大核心目标：一是数量压缩，将nbsp19nbsp块nbspPCBnbsp整合为nbsp3nbsp块，覆盖全部功能且无性能损失；二是参数达标，整合后设备尺寸≤50×20cm、功耗≤35W、跨板信号延迟故障率≤0.5%；三是生产适配，每块nbspPCBnbsp元件密度≤80nbsp个兼容当时国产nbspPCBnbsp制造工艺），布线层数≤2nbsp层（避免复杂多层板成本过高）。

    nbsp整合工作由王工牵头（硬件总负责），组建nbsp4nbsp人专项小组：王工（整体规划，把控功能拆分）、赵工（运算类电路整合，熟悉核心元件布局）、孙工（存储控制类整合，负责信号路径优化）、刘工（接口环境类整合，擅长抗干扰设计），覆盖nbsp“运算nbspnbsp存储nbspnbsp接口”nbsp全功能域。

    nbsp规划周期为nbsp1nbsp个月分三阶段：第一阶段梳理nbsp19nbsp块nbspPCBnbsp功能与关联关系；第二阶段制定整合方案与单块nbspPCBnbsp布局；第三阶段方案评审与优化，形成生产图纸，衔接nbspPCBnbsp制造。

    nbsp启动前，团队明确核心约束：整合不得改变元件选型（沿用国产型号，避免供应链波动）；功能模块物理隔离（如高功率元件与敏感元件分开布局）；维修便利性（预留测试点，单块nbspPCBnbsp故障可独立更换），确保整合后设备兼顾性能与实用性。

    nbsp二、19nbsp块分立nbspPCBnbsp的功能梳理与分类

    nbsp赵工团队首先对nbsp19nbsp块nbspPCBnbsp开展全功能梳理，按nbsp“功能域nbspnbsp信号流向nbspnbsp功耗等级”nbsp三维度分类，识别整合空间，为重构奠定基础。

    nbsp第一类：运算核心类（7nbsp块nbspPCB），含矩阵运算板（2nbsp块，分别对应乘法nbsp/nbsp逆变换）、密钥生成板（2nbsp块，含随机数发生器nbsp/nbsp密钥运算）、辅助运算板（3nbsp块，模nbsp256nbsp运算nbsp/nbsp异或扰动nbsp/nbsp并行控制），核心功能为加密算法运算，功耗占比信号多在类内交互，具备高整合潜力。

    nbsp第二类：存储控制类（5nbsp块nbspPCB），含磁芯存储板（2nbsp块，程序区nbsp/nbsp数据区）、主控板（2nbsp块，时序生成nbsp/nbsp指令解析）、异常检测板（1nbsp块，故障监测nbsp/nbsp降级控制），功能为数据存储与系统调度，功耗占比信号需与运算类高频交互，宜就近整合减少延迟。

    nbsp第三类：接口环境类（7nbsp块nbspPCB），含通信接口板（3nbsp块，短波nbsp/nbsp有线nbsp/nbsp备用）、本地配置板（2nbsp块，按键输入nbsp/nbsp指示灯显示）、环境适配板（2nbsp块，低温加热nbsp/nbsp电磁屏蔽控制），功能为外部交互与环境适应，功耗占比信号多为低速传输，可集中布局降低体积。

    nbsp7nbsp月nbsp10nbsp日，团队形成《19nbsp块nbspPCBnbsp功能梳理报告》，标注每块板的元件清单（如矩阵运算板含nbsp1369nbsp个nbsp3AG1nbsp晶体管）、信号流向（如密钥生成板→数据存储板）、功耗参数，明确运算类内元件关联度达nbsp85%、存储控制类与运算类交互频率达nbsp90%，为nbsp“3nbsp块nbspPCB”nbsp的功能划分提供数据支撑。

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    nbsp三、历史补充与证据：分立nbspPCBnbsp功能梳理档案

    nbsp1965nbsp年nbsp7nbsp月的《“73nbsp式”nbsp19nbsp块分立nbspPCBnbsp功能梳理档案》（档案号：ZH1965001），现存于研发团队档案库，包含nbspPCBnbsp清单表、功能关联图、功耗测试数据，共nbsp42nbsp页，由赵工、孙工共同编制，是整合规划的核心依据。

    nbsp档案中nbsp“PCBnbsp清单表”nbsp按类别排序，每栏记录nbspPCBnbsp名称、编号（如nbsp“运算nbspnbsp01：矩阵乘法板”）、元件数量（1369nbsp个晶体管、256nbsp个电阻）、尺寸（18cm×15cm）、功耗关联nbspPCB（如nbsp“运算nbspnbsp01→运算nbspnbsp03：辅助运算板”），例如nbsp“存储nbspnbsp01：程序区存储板”nbsp标注nbsp“元件nbsp64nbsp个磁芯体、32nbsp个寄存器，尺寸nbsp20cm×16cm，功耗关联主控nbspnbsp01nbsp板”。

    nbsp功能关联图用热力图标注交互频率：运算类内部连线（如矩阵板→密钥板）标注nbsp“高频”（交互次数≥100nbsp次nbsp/nbsp秒），用红色标注；运算类→存储控制类连线标注nbsp“中频”（50100nbsp次nbsp/nbsp秒），用黄色标注；接口类→其他类连线标注nbsp“低频”（≤50nbsp次nbsp/nbsp秒），用蓝色标注，直观体现整合优先级（高频交互优先整合）。

    nbsp功耗测试数据页记录：19nbsp块nbspPCBnbsp总功耗nbsp38W，其中运算类矩阵板单块密钥板存储控制类存储板主控板接口环境类通信板环境板为整合后功耗分配提供依据。

    nbsp档案末尾nbsp“整合可行性分析”nbsp指出：运算类nbsp7nbsp块nbspPCBnbsp可整合为nbsp1nbsp块（元件总量约nbsp3000nbsp个，PCBnbsp尺寸nbsp20cm×18cmnbsp可容纳），存储控制类nbsp5nbsp块可整合为nbsp1nbsp块（元件约nbsp800nbsp个，20cm×16cm），接口环境类nbsp7nbsp块可整合为nbsp1nbsp块（元件约nbsp600nbsp个，20cm×14cm），总尺寸nbsp48cm×38cm×18cm（≤限额），可行性结论为nbsp“高”，档案有王工、赵工签名，日期为nbsp7nbsp月nbsp10nbsp日。

    nbsp四、整合方案的核心逻辑与功能划分

    nbsp基于功能梳理，王工团队确定nbsp“功能域聚合nbsp+nbsp信号路径最短”nbsp的整合逻辑，将nbsp19nbsp块nbspPCBnbsp重构为nbsp3nbsp块，每块覆盖一个核心功能域，减少跨板信号传输与干扰。

    nbsp第一块：运算核心nbspPCB，整合原nbsp7nbsp块运算类nbspPCBnbsp功能，核心逻辑为nbsp“高频运算集中布局”——nbsp矩阵乘法nbsp/nbsp逆变换、密钥生成（含随机数）、辅助运算（模nbsp256nbsp/nbsp异或）模块物理相邻，信号路径从原跨板snbsp缩短至板内功耗控制在nbsp22W（原通过元件布局优化减少散热损耗）。

    nbsp第二块：存储控制nbspPCB，整合原nbsp5nbsp块存储控制类nbspPCBnbsp功能，核心逻辑为nbsp“调度中心就近布局”——nbsp磁芯存储器（程序区nbsp+nbsp数据区）、主控单元（时序nbsp/nbsp指令）、异常检测模块集中，与运算核心nbspPCBnbsp通过nbsp16nbsp位数据总线直接连接，交互延迟功耗控制在nbsp7W（原优化电源布线减少损耗）。

    nbsp第三块：接口环境nbspPCB，整合原nbsp7nbsp块接口环境类nbspPCBnbsp功能，核心逻辑为nbsp“低速交互集中nbsp+nbsp环境适配独立”——nbsp通信接口（短波nbsp/nbsp有线）、本地配置（按键nbsp/nbsp指示灯）、环境适配（加热nbsp/nbsp屏蔽）模块分区布局，与存储控制nbspPCBnbsp通过nbsp8nbsp位控制总线连接，信号为低速传输（≤1MHz），功耗控制在nbsp3W（原合并冗余电源模块）。

    nbsp7nbsp月nbsp15nbsp日，团队形成《3nbsp块nbspPCBnbsp功能划分方案》，附功能域边界图（标注每块nbspPCBnbsp的模块范围）、信号交互图（标注板间总线连接），明确nbsp3nbsp块nbspPCBnbsp的功能无重叠、无遗漏，覆盖原nbsp19nbsp块nbspPCBnbsp全部功能，为后续布局设计提供框架。

    nbsp五、单块nbspPCBnbsp的功能布局设计

    nbsp孙工团队基于功能划分，开展每块nbspPCBnbsp的详细布局设计，遵循nbsp“信号流向优化、散热均衡、抗干扰隔离”nbsp三大原则，确保性能与可靠性。

    nbsp运算核心nbspPCBnbsp布局（尺寸nbsp20cm×18cm）：采用nbsp“Lnbsp型信号路径”——nbsp矩阵运算模块（左上部，含nbsp1369nbsp个晶体管）→密钥生成模块（右上部，含随机数噪声源）→辅助运算模块（下部，含模nbsp256nbsp运算器），高功率元件（如乘法器）靠近nbspPCBnbsp边缘散热孔，敏感元件（随机数发生器）远离高频电路，板内电源布线采用nbsp“星型拓扑”，电压波动确保运算精度。

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    nbsp存储控制nbspPCBnbsp布局（尺寸nbsp20cm×16cm）：采用nbsp“中心辐射布局”——nbsp主控单元（中心，含nbsp1MHznbsp时钟芯片）→磁芯存储器（左侧，程序区在上、数据区在下，物理隔离防篡改）→异常检测模块（右侧，含故障报警电路），板内数据总线沿边缘布线，避免与控制总线交叉，信号串扰≤60dB，时序同步误差

 

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