卷首语
1971 年 7 月 10 日 8 时 37 分，北京某电子实验室的操作台上，军用 “67 式” 加密模块的金属外壳被拆开，露出内部密密麻麻的分立元件，37 立方厘米的电路板在台灯下泛着陈旧的铜色光泽。小张（电子工程师）戴着放大镜眼镜，手里捏着一把 0.19 毫米的镊子，正将一枚贴片电阻（尺寸 2.5×1.2 毫米）往多层陶瓷基板上贴；老吴（算法专家）趴在旁边，用铅笔在电路草图上标注 “冗余电路删除区”，旁边写着 “抗核辐射模块（7cm3）可移除”；小王（测试员）捧着精度 0.01 立方厘米的量杯，准备测量集成后的模块体积；老周（机械负责人）则拿着机械密码锁的触点图纸，琢磨 “怎么让机械锁转对了，电子模块才通电”。
实验室墙上的白板写着三个核心目标：“体积 37→19cm3”“功耗 190→97mA”“机械 电子联动可靠”，每个目标旁都画着红圈。“军用模块是按战场环境设计的，抗核辐射、抗冲击的冗余太多，外交用不上，必须砍。” 小张的声音透过放大镜传来，他小心翼翼地将一块多层基板放在量杯里，水面上升 12cm3，“再把贴片元件焊上去，应该能压到 19cm3。” 老吴补充：“功耗要是降不下来，外交人员的蓄电池（1900mAh）撑不了 19 小时，到了纽约就断联。” 一场围绕 “军用模块外交化” 的集成攻坚战，在实验室的焊锡味与图纸翻动声中开始了。
一、集成前筹备：电路拆解与协同设计的 “基础铺垫”（1971 年 7 月 3 日 9 日）
1971 年 7 月 3 日起，团队就为加密模块集成做准备 —— 核心是 “摸清军用模块冗余、选对小型化元件、设计机械 电子接口”，毕竟集成不是简单拼接，要在压缩体积、降低功耗的同时，确保加密性能不打折。筹备过程中，团队经历 “电路拆解→元件选型→接口预演”，每一步都透着 “去冗余、保核心” 的谨慎，小张的心理从 “军用技术的敬畏” 转为 “外交适配的思考”，为 7 月 10 日的集成筑牢基础。
军用加密模块的 “电路拆解”。小张团队用精密螺丝刀拆解 “67 式” 模块，将 37 立方厘米的电路拆分为 4 部分，逐一测量体积与功能：①核心加密电路：17cm3（含 15 块分立电路板，实现 17 层嵌套算法）；②军用冗余电路：7cm3（抗核辐射电路 3cm3、战场抗干扰线圈 2cm3、备用电池接口 2cm3，外交场景无需这些功能）；③散热系统：7cm3（金属散热片 + 风扇，军用需抗 60℃高温，外交场景最高 40℃，可简化）；④供电与接口电路：6cm3（含军用标准接口，需改为外交设备适配的微型接口）。“冗余电路占了近 20% 体积，功耗也高，比如抗核辐射电路静态电流就有 37mA，必须删掉。” 小张在拆解报告上圈出 “可移除区”，老吴复核后确认：“删掉这些，算法核心功能不受影响，抗干扰率仍能保持 97%（达标）。”
小型化元件的 “选型与验证”。团队从 3 类元件中选定小型化方案：①贴片元件：选用国产 0805 规格贴片电阻（体积 0.019cm3，是军用分立电阻的 1/3）、贴片电容（0.007cm3），以及 1970 年刚量产的贴片芯片（体积 0.19cm3，集成度是分立元件的 7 倍），经测试，贴片元件的抗干扰率 97%，与军用分立元件一致；②多层陶瓷基板：选用 0.7 毫米厚的氧化铝陶瓷基板（体积 12cm3，可集成 15 块分立电路板的功能，比原来的 15 块板体积减少 5cm3），散热效率比玻璃纤维基板高 37%，无需风扇散热；③微型接口：将军用标准接口（体积 2cm3）改为微型航空插头（体积 0.7cm3），适配外交便携设备。“元件选对了，体积就能降一半。” 小张拿着贴片元件样品，在多层基板上摆模拟布局，初步测算体积约 17cm3，加上外壳 2cm3，刚好 19cm3。
机械 电子接口的 “预设计”。老周与小张协同设计联动接口：①机械触点：在机械密码锁的第 6 组齿轮上装一个金属触点，当密码正确输入（齿轮转动到预设位置），触点与模块供电端闭合，给电子模块通电；②防误触设计：触点采用 “双极触发”，需齿轮转动到位后，同时接触两个电极才能通电，避免单触点误碰；③位置适配：根据机械密码箱的内部空间（长 37cm、宽 19cm、高 7cm），确定电子模块的安装位置（箱体右侧，距机械锁 19mm），确保触点能精准对接。“机械锁要是转错了，电子模块坚决不能通电，不然加密就没意义了。” 老周画了触点联动时序图，小张测试后确认：“触点闭合后，模块通电响应时间 0.19 秒，符合要求。”
这章没有结束，请点击下一页继续阅读！
二、模块小型化实施：37→19 立方厘米的 “技术突破”（1971 年 7 月 10 日 9 时 12 时）
9 时，模块小型化正式开始 —— 小张按 “拆冗余→贴元件→焊基板→装外壳” 的步骤操作，小王实时测量体积，老吴监测加密性能，核心是将 37 立方厘米的军用模块压缩至 19 立方厘米，同时确保 17 层嵌套算法正常运行。实施过程中，团队经历 “体积超标→布局优化→达标验证”，人物心理从 “初期乐观” 转为 “细节调整的专注”，最终实现体积目标。
冗余电路的 “移除与核心保留”。小张先用热风枪拆下军用冗余电路：①抗核辐射电路：焊下 3 块专用芯片，体积减少 3cm3，测试显示加密速率仍为 192 字符 / 分钟（无影响）；②抗干扰线圈：取下 2 个铜线圈，体积减少 2cm3，抗干扰率从 99% 降至 97%（仍达标）；③备用电池接口：拆除接口电路板，体积减少 2cm3，改为直接接入外交设备蓄电池。“冗余拆完，核心电路体积 17cm3，接下来就看元件集成了。” 小张将核心电路的 15 块分立电路板的线路，重新设计到 3 块多层陶瓷基板上（每层集成 5 块板的功能），基板尺寸 3.7×5.1×0.7 厘米，体积 12.9cm3。
贴片元件的 “焊接与布局优化”。小王协助小张焊接贴片元件：①按 “核心芯片→电阻→电容” 的顺序，将 190 个贴片元件逐一焊在基板上，每个元件的位置都经过 CAD 设计，确保紧凑且不影响散热；②初期布局后，测量体积为 21cm3（超 19cm3 目标），小张发现 “电容排列太松散”，重新调整后，将电容间距从 0.19mm 缩至 0.07mm，体积减少 1.7cm3；③最后焊微型接口，体积增加 0.3cm3，总装后体积 19cm3（基板 12.9 + 元件 6.1 + 接口 0.3 重叠 0.3），刚好达标。“差一点就超了，还好调整了电容布局。” 小王兴奋地用量杯复测，水面上升 19cm3，误差≤0.1cm3。
小型化后的 “性能验证”。老吴立即测试加密性能：①算法运行：输入测试密钥，模块成功执行 17 层嵌套算法，加密速率 192 字符 / 分钟（与军用模块一致）；②抗干扰测试：用美方常用的 19 种干扰信号测试，抗干扰率 97%（达标）；③稳定性测试：连续运行 19 小时，模块无死机，密钥生成错误率 0.01%（≤0.07%）。“体积压下来了，性能没丢，这步成了！” 老吴在测试报告上签字，小张松了口气：“之前担心拆了冗余电路会影响算法，现在看来，军用的冗余确实是‘过剩了。”
三、功耗优化测试：190→97mA 的 “参数验证”（1971 年 7 月 10 日 13 时 15 时）
13 时，体积达标后，团队立即开展功耗测试 —— 核心是将模块工作电流从 190mA 降至 97mA，适配外交便携设备的 1900mAh 蓄电池（按 97mA 功耗，续航约 19.6 小时，满足 19 小时需求）。测试中，小张用功耗仪监测不同工况的电流，老吴优化算法代码，小王记录数据，经历 “功耗分析→优化调整→达标验证”，人物心理从 “功耗超标的焦虑” 转为 “参数达标的踏实”。
功耗超标的 “原因分析”。小张用 HD1 型功耗仪（精度 0.1mA）测试初始功耗：①待机电流：70mA（军用模块待机需维持冗余电路，电流高）；②工作电流（加密时）：190mA（分立元件静态电流大，15 块板的线路损耗也高）；③峰值电流（密钥生成时）：270mA（远超蓄电池承受上限）。老吴分析原因：①元件类型：军用分立元件的静态电流是贴片元件的 3 倍，比如某电阻军用款电流 7mA，贴片款仅 2mA；②算法冗余：军用算法有 “双重校验” 步骤，增加 19mA 电流，外交场景无需双重校验；③线路设计：15 块分立板的连线长，损耗大，多层基板集成后线路缩短，损耗会降低。“要降功耗，得从元件、算法、线路三方面入手。” 老吴说，他建议先换贴片元件，再优化算法。
功耗优化的 “分步实施”。团队按 “硬件→软件” 的顺序优化：①元件替换：将剩余的 19 个军用分立元件换成贴片元件，测试显示待机电流降至 37mA，工作电流降至 150mA（降 40mA）；②算法优化：老吴删除算法中的 “双重校验” 步骤，增加 “单次校验快速响应” 逻辑，测试显示工作电流再降 37mA，至 113mA；③线路优化：小张将多层基板的线路宽度从 0.19mm
第896章 体积压缩[1/2页]