机柜前面忙碌,有的在调试,有的在记录数据。
谢凯引着众人走到机柜前,转过身。
“教授、各位,这就是我们正在研发的车载火控系统原理样机。今天请各位来,不是走过场。是想请各位帮我们看看,方案有没有漏洞,设计有没有缺陷,有没有我们没想到的地方。”
他顿了顿:“惊雷设计室是从集成电路实验室分出来的。不管分多久,根都在红星所。今天各位来了,就是娘家人。有什么说什么,别客气。”
宋颜点了点头,没说话。
谢凯带着大家来到机柜后面的区域,那里已经坐了十几个人,一个个腰背挺直。
排头几个肩上星星杠杠各不相同,李大校、周铁山、陆晓蔓等人赫然在列。
吕辰等人进来,李大校站起身为,啪的一下敬了一个军礼:“欢迎宋教授、集成电路实验室莅临指导!”
宋教授回了一个礼:“李政委,客气了,互相学习!”
李大校点点头,引大家入座。
谢凯走到黑板前,拿起粉笔,开始讲解。
“我先介绍一下总体方案。”
他在黑板上画了一个功能框图,从上到下,从左到右,方方正正。
“车载火控系统的核心任务,是捕捉目标、解算弹道、控制火炮。听起来简单,但要求极高。”
他在框图上画了几个箭头。
“实时性是第一要素,从目标捕捉到火炮击发,整个流程必须在几百毫秒内完成。任何延迟,都可能导致脱靶。”
他在“实时性”三个字下面画了一条横线。
“我们的方案采用硬实时调度机制,目标跟踪、弹道解算、火炮伺服是系统的关键任务,优先级最高,可以抢占非关键任务。中断响应时间控制在微秒级,不依赖通用操作系统。”
“时间敏感的信号处理和解算,用专用硬件加速,不靠运算核心跑微程序。专用芯片只干一件事,干完就交差,不占用cpu时间。”
车载火控系统,强调实时性是基本操作,台下众人认真听着。
谢凯继续往下讲。
“车载环境极其恶劣,振动、温度变化、电磁干扰,任何一种都可能导致系统死机或出错。因此可靠性,是火控系统的第一生命线。”
“因此我们用三冗余架构。电源、主控、传感器接口,关键模块都有热备份。主模块出问题,备份模块在毫秒级内接管,系统不停机。”
他在黑板上画了一个三模块并联的示意图。
“我们设计了看门狗电路和自动复位机制,以确保软件死锁或硬件异常时,系统自动恢复,不需要人工干预。”
“所有接口电路光电隔离,车间里强电串扰烧毁芯片的事,我们见多了,车载环境比车间更恶劣,隔离是必须的。”
“电源模块要扛得住车辆发电机的电压波动,以及电池电压在启动时的掉压问题,因此用宽压输入、过流过压保护。”
台下有人点头,有人飞快地记着,笔尖沙沙作响。
“火控系统不是一次性产品,要随武器平台升级而改进。”谢凯在黑板上画了一个模块化的架构图。“系统按功能拆分为目标探测、火控解算、火炮伺服、人机交互、自检诊断等独立模块。模块间用标准总线连接,方便替换和升级。”
“弹道模型、滤波算法等关键算法做成可配置、可更新的固件,不固化在硬件里。系统设计支持现场自检和故障诊断,能快速定位到板卡级甚至芯片级故障。”
他放下粉笔,转过身。
“装备的服役周期很长。坦克会用三四十年,火控系统要跟着走三四十年。所以我们计划设计一套火控专用微指令集,把滤波、预测、解算等核心算法做成可配置、可更新的微程序。主控芯片预留可编程逻辑单元,能在不改板卡的情况下优化算法。”
这个想法很有超前性,台下安静了一瞬。
“坦克、装甲车内部的电磁环境极其恶劣,还有冲击、振动、高低温、盐雾、霉菌,环境适应性必须强。”
谢凯在黑板上写了几行字。
“屏蔽关键信号线、差分走线、多层板设计、电源滤波,以确保信号完整性和电磁兼容性。”
“整机防震、防尘、防潮、防盐雾要加固设计。所有连接器带锁紧装置,板卡带加固条。”
“传感器、通信接口的接口保护,我们加瞬态抑制二极管和滤波电路,防止静电和浪涌。”
他放下粉笔,看着台下。
“军工设计遵循务实原则,不迷恋先进技术,能用、耐用是第一考量。”
他掰着手指头数。
“核心芯片采用5微米工艺,良率高,可靠性有保障。”
“元器件选用最成熟、有批产基础的型号,不用实验室里的新东西。”
“微程序功能尽可能简化、聚焦,不堆砌任何与核心任务无关的功能。”
“人机界面绝对简单直观,操作步骤极尽简化,不让炮手在战场上翻手册。”
“系统启动时间不超过30秒,坦克从静止到投入战斗,不能等计算机慢慢启动。”
他讲完了,转过身,看着集成电路实验室的众人。
“总的一句话,这个火控系统,不是最快的计算机,而是最可靠的战场伙伴。要稳、要简、要能扛,更要能持续改进。”
台下安静了几秒。
然后,台下众人开始鼓起掌来。
谢凯讲完五大设计原则,端起搪瓷缸子喝了一口水:“下面,我汇报‘战神-1’火控系统的具体技术方案。”
他展开一张a0幅面的系统架构图,用磁铁吸在黑板上,拉开一根收音机天线,讲解了起来。
“总体架构,采用‘三余度、双总线、一中心’。”
“三余度,火控解算、传感器接口、电源管理三