拆解飞机黑匣子，看看内部构造、PCB及芯片！

作者：微博用户@y1nzicng，来源：朝晖航空

这几天，东航客机MU5735坠毁影响人心。目前，除了全力搜救外，还需要查明事故原因，查明事故真相的关键在于黑匣子。

希望能尽快找到另一个黑匣子，还原事故真相。

今天给大家看看FA2100座舱语音记录器的拆解。先说一下背景，大概就是在某个垃圾场捡到的，本着研究的性质拆解来看看内部构造，原本并没想着去记录过程，就只是草草的拍了几张照片，不少资料都是去查的，本人对电路不熟，如果下文有错的地方，还请各位业内人士不吝赐教。

先回答两个问题，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，我拆的飞机掉了吗？→_→

如果飞机真的掉下来了。那么时此刻这个黑匣子应该长这样:

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。这是一个来自L-3 Communications的CVR，型号FA2100。图片中的外观:

东西看起来不大，但重量很感人，主要重量是凸起的CSMU上。

根据这款CVR其工作温度可从-55℃到70℃，同时可承受：

5000磅的重压

1100℃高温持续一小时

260℃持续高温十小时

3400G加速冲击

而不丢失任何数据，一般来说都是超强的优盘！

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，你可以取出整个底板。整个板看起来很脏，但实际上很干净，都是胶水处理，但看起来更像某种树脂，至于胶水的原因，我想我不说也应该知道！

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？

电源板的另一侧确实有一些东西，但它基本上是一个与电源相关的电路。还有一个可爱的环形变压器，考虑到它可以同时工作在28岁V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？

揭晓答案：

供应商花落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℃里面的数据就很危险么，不是很清楚了。

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的芯片就不说了，应该是用来处理模拟的麦克风信号的，一颗芯片负责两个通道，DSP左上角和右下角的两个黑色芯片应该是DSP用的DRAM缓存。

贴在中间的贴纸应该是FDAU主控，来自QuickLogic(快辑)，本质和现在用的一样FPGA差不多，是高度客制化的ASIC，但是没有灵活性FPGA高，个人理解是专门定制的芯片。

除此之外，还有几个主片QuickLogic制造，应该应用一整套方案。

我以前也考虑过是否收集一套维修工具来阅读里面的信息。后来，最便宜的报价是4w美元左右，我觉得还是直接拆吧。

拆除的残骸就是这样。事实上，这个东西本身的结构并不是很复杂。它给我的印象是坚实的材料和一些细节的设计。我将来有机会找到办法FDR来拆，固态CVR更简单。