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”。