拆解飞机黑匣子，看看内部构造、PCB及芯片
时间：2022-09-17 22:30:01
先说背景，大概是在垃圾场发现的。根据研究的性质，我们来看看内部结构。内部结构。我不想记录这个过程。我只是拍了几张照片，检查了很多信息。我不熟悉电路。如果下面有错误，请给我一些建议。
开始前回答两个问题，为什么黑匣子是橙色的？为什么叫黑匣子？
每个人都能猜到颜色问题。橙色识别度更高，便于搜索和定位。毕竟，它存储了非常重要的飞行数据。
至于为什么叫黑匣子，有一种广泛认可的说法，因为工作原理比较简单，只需要输入数据。至于内部发生了什么，我不知道，有点像盲盒。
然后有人会问我，如果失事飞机真的掉了，我拆的飞机会掉下来吗？
此时此刻这个黑匣子应该长这么长▲
或者是这样▲
所以放心吧，这是一个正常退役的黑匣子。
接下来，让我们做一些额外的家庭作业，否则拆卸会有点雾。
飞机上的黑匣子主要有两个—FDR和CVR。
上为FDR，下为CVR▲
Flight Data Recorder(FDR)，中文一般称为飞行数据记录器，主要是记录飞机飞行过程中各种指标参数数据的设备。一般来说，大多数黑匣子都是指FDR，是空难调查中最重要的直接证据。
Cockpit Voice Recorder(CVR)，中文通常被翻译成驾驶舱语音记录器。用人的话说，它是一个记录无线电通话与飞行员对话和环境声音的录音机。
不幸的是，这次没有拆除。FDR而是CVR，所以看起来很简陋。CVR整体主要分为三部分，FDAU，CSMU定位信标。
Flight Data Acquisition Unit (FDAU)，翻译应为飞行数据收集单元，即方形棱角的底座部分，用于通信飞机相关数据总线获取相应数据并编码。
Crash-Survivable Memory Unit，中文应该叫事故数据存储单元，也就是上面的橙色圆柱体，是存储数据的地方，整个黑匣子70%的重量都在上面。
最后固定在CSMU上面的小圆筒是水下定位信标 (Underwater Locator Device) ，定位信号将在遇水后自动启动。
完成作业后，我对这次拆解的型号有了大致的了解。
这是一个来源L-3 Communications的CVR，型号FA2100。
图片中的外观的样子▲
东西看上去不大但是分量却十分的感人，而且主要重量都在凸起的CSMU上。
根据这款CVR其工作温度可从设计参数中提高-55℃到70℃，同时可承受：5000磅的重压，1100℃持续高温一小时，260℃持续高温十小时，3400G加速丢失任何数据的情况下，加速度冲击是一个超级强大的优盘，是的！至于里面有什么，下面就拆！
首先拆下保护维修端口的保护盖，然后拆下周围固定的保护盖CVR螺丝本身。
卸下所有的螺丝，看到一个拧一个，一点也不慌。
最后，我发现我需要先把它拆掉CSMU继续取下FDAU所以拧下四个巨大的螺栓，垂直抬起后取下连接电缆CSMU取下。
我家只有一个普通的精密工具，没有这个尺寸的扳手，浪费了很多努力才取下来，手疼死了。我第一次看到的是两个TI的DSP，放一会儿再说，先继续拆。
抬起顶盖，取出放在一边，取下固定PCB螺丝可以取出整个底板。
整块板看着比较脏，实际上挺干净的，全部都进行了打胶处理，不过看着更像是某种树脂，至于打胶的原因我想我不说应该也都心里有数了吧！
接口部分有几块板没有拆卸，继续拆卸另一半……
侧面有两块板，下面还有别的。所以继续拧螺丝。……
取下第一块板，上面基本都是逻辑电路，中间是主控。
第二块板应该是负责供电的，我还能看出来。
这是贴在侧面板上的电容器(？)应该没认错吧？
电源板的另一面果然还有东西，不过基本上也是供电相关的电路。同时还有一个很可爱的环形变压器，考虑到这玩意能同时工作在28V直流和115V在交流电下，这并不奇怪。
无一例外，所有的板都经过彻底的涂胶处理，基本上不会受到液体的损坏。同时，板与板之间采用连接器连接，便于维护和更换。
接下来是重头戏，拆CSMU。考虑到生产日期是上世纪末，更有可能使用固态记录。
撕下底部的减震泡棉，又出现了四个大螺丝，于是花了很大力气才把它们全部取出来……
小尾巴上有手写序列号，和贴纸上的一样。应该是全手工组装校准调整，特种设备的用心程度不同。
拆下底盖，基本上可以肯定这个固体介质的记录。周围的圆圈应该是隔热层和减震材料，顶部也应该是黑色的，但材料似乎不同。
用手挖，感觉应该是石棉和泡沫的混合物，很轻。一般效果基本上是隔热和减震。
我不得不说，这个东西比我想象的要小得多。取出后，内部基本上没有东西可以取出，都是黑色泡沫。
保护这个圆筒真是煞费苦心，可见里面东西的重要性。
直接用螺丝刀拧下圆筒上的所有螺丝。顶盖可以分开。
内部不出意外的是多层堆叠结构。用四根柱子和螺丝紧紧固定在一起。
左边是主控，右边是FLASH。好了，到了无奖竞猜环节，这个黑匣子用的FLASH哪个家庭？
答案:供应商Intel。
说实话，我个人还是有点惊讶，其实是Intel的颗粒。
无论如何，全部拆了，然后一字排开，还是有点壮观。
标签上的日期应该是1998年的第21周组装，颗粒本身是97年生产的Intel一条产品线还不错SLC颗粒。
当时能做到1万次擦写应该算是个不错的水平。工作温度从00开始℃到70℃，应为宽温颗粒。
但是顶盖上有182℃贴纸是指内部温度达到182℃里面的数据很危险吗？不太清楚。
最后，让我们看看使用了什么主控制器。出乎我所料，这是一个定制的芯片。看来整个模块基本上不可能重复使用。
计算整个模块的总容量，8x15就是120MB，记录4个30分钟的音频，基本上1分钟消耗1分钟MB的样子？
最后，回这张图，中间两个TI不要说芯片，应该用来处理模拟麦克风信号，一个芯片负责两个通道，DSP左上角和右下角的两个黑色的芯片应该是DSP的DRAM缓存。
中间贴了贴纸的应该是FDAU的主控，来自QuickLogic(快辑)，本质跟现在用的FPGA差不多，是一种高度客制化的ASIC，不过灵活性没有FPGA高，个人理解就是一个专门定做的芯片。
除此以外还有几个主要的芯片也是QuickLogic制造，应该是应用了一整套的方案。
之前还考虑过要不要去收一套维修工具来读一下里面的信息，后来上网一查最便宜的报价都是在4w美金左右，我想那还是直接拆了吧。
拆解完的残骸就这样了，其实这玩意本身结构并不是很复杂，给我的印象还是扎实的用料和一些细节上的设计，以后有机会想办法去搞个FDR来拆，固态的CVR还是简单了些。
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