幫台灣劍龍級潛艦設計的電路板
作者：股滿意足
撰寫日期：2024/10/25
這是筆者在中山科學研究院的前輩學長同事劉leader的故事，他幫台灣劍龍級潛艦設計一片記憶體電路板，這是件了不起的事，所以筆者來談談這件事，留下一點歷史的記錄。
台灣在1980年代，從荷蘭購得二艘劍龍級潛艦：海龍軍艦(SS-793)及海虎軍艦(SS-794)，這二艘劍龍級潛艦最大的問題是荷蘭政府不敢賣潛艦唯一的武器重型魚雷給台灣，台灣想向美國買重型魚雷，美國說魚雷是攻擊式武器，所以無法賣台灣魚雷，台灣只好去國際武器黑市買德國的SUT雷(在印尼製造)，這個魚雷很貴，一顆要1億台幣，而且品質還不敢保證，所以海軍才不得不下定決心，提供5年經費給中山科學研究院發展重型魚雷，這個計畫就是亢龍計畫，計畫的系統是由筆者服務的雄風飛彈導控組負責。
在做這個計畫的期間，應該是1999年吧？海軍有詢問過我們能不能幫忙他們換掉磁帶機，改用硬碟機？問題是這樣的，劍龍級潛艦是古早的柴油動力潛艦，所以它們的射控系統軟體是放在磁帶機裡，磁帶機就像以前歌星出專輯，會以黑膠唱片和錄音帶方式發行，磁帶機就像錄音帶。當射控系統開機時，放在磁帶機的射控系統軟體會一一上傳至主記憶體，大概要花30分鐘，所以海軍看到個人電腦放在硬碟機的作業系統，開機後能夠快速上傳至主記憶體，所以就問可否幫忙將磁帶機換成硬碟機？
將磁帶機換成硬碟機容易嗎？海軍曾經詢問過荷蘭原廠，對方開價1000萬台幣，開玩笑，海軍那有這麼多錢？所以就想找中山科學研究院想想看有沒有辦法。平常，我們買新的硬碟機，接上電腦後，就能隨插即用，那是因為電腦的Windows作業系統已經有硬碟機的驅動程式(driver)，所以隨接隨用。可是要將劍龍級潛艦的磁帶機換成硬碟機，就必需撰寫在潛艦射控系統下的驅動程式，以驅動硬碟機，這件事是非常難的，困難之處為：(1) 海軍是否有射控系統的軟體開發環境？如果當初買潛艦時沒有買軟體開發環境，那就根本沒辦法撰寫軟體驅動程式。(2) 就算海軍有軟體開發環境，那它的CPU(Central Processing Unit)一定不是我們電腦常用的Intel x86系列，所以必需重新研讀它的硬體架構和它的組合語言，這個瞭解硬體架構過程，搞不好就半年過去了。(3) 就算弄懂它的CPU，也還得懂硬碟機如何控制？天丫！這是個重大工程，筆者有一個當時在青山營區宿舍一起打籃球的同事，他是淡江大學資訊工程系碩士班畢業，他說他們有同學開了一間公司，專門幫別人撰寫驅動程式，只靠這樣的技術就可以養一家公司，您就知道撰寫硬碟機驅動程式是多難多專業的事。
我們劉leader接到這樣的任務後，做為硬體工程師的劉leader，思考的角度就是能用硬體解決，就用硬體解決，絕不會想再去拜託軟體的人，因為這樣事情才會單純。所以，他想了一個絕佳的主意，就是重新設計一片記憶體電路板，取代舊有的五片電路板。射控系統開機後，會將儲存在磁帶機的射控系統軟體上傳至主記憶體，然後執行。因為主記憶體是RAM(Read Access Memory)做的，RAM的特性是可以讀出(read)資料，也可以寫入(write)新資料，但是關機後，儲存在RAM裡的程式資料都會不見，所以每次開機時，就必需把在磁帶機的射控系統軟體重新上傳一次，而每次都要花30分鐘，打仗時總不能跟對方說我們先停戰30分鐘吧？
我們劉leader想到的絕佳主意，就是用有帶鋰電池的RAM記憶體晶片，重新設計一片RAM記憶電路板，取代舊有的五片RAM記憶電路板，所以當開機後從磁帶機上傳射控系統軟體至主記憶體時，因為主記憶體有鋰電池，所以系統關機時，主記憶體因為有鋰電池提供電源關係，射控系統軟體會保持在裡面不會不見，所以下次系統開機時，馬上能夠執行射控軟體，不用重新從磁帶機上傳。所以30分才能開機的射控系統，變成0秒開機，新RAM記憶電路板在海軍兵器廠測試效果極好，可惜海軍不敢用在潛艦上，害得我們跟海軍報價的600萬泡湯！那片RAM記憶電路板只好免費提供他們在海軍兵器廠上永久使用。會提這件事，是我們劉leader想到的主意實在太厲害啦！必需寫下來記錄這樣的事，這個主意比原廠開價1000萬的更新軟體還厲害！
當初回覆給海軍的理由是硬碟機必需在靜止狀態下才能安穩執行，但潛艦是會搖來搖去的，所以不能用硬碟機。當然，內行的您會說那可以用SSD(Solid State Disk)固態硬碟就不怕搖啊！鄉親丫！我們如果會寫驅動程式，何必在中山科學研究院混？