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icspec 拆解飞机黑匣子一文读懂内部构造、PCB及芯片!

来源:开云棋牌官网最新    发布时间:2024-01-15 23:56:16

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  这几天,东航客机MU5735坠毁事故牵动人心。查明事故真相关键在黑匣子。

  颜色问题大家都猜得到,橙色有更高的辨识度,方便寻找和定位,毕竟储存的是很重要的飞行数据。

  至于为什么被叫做黑匣子,有一种较为广泛认可的说法是由于工作原理最简单,只要输入数据就行,至于内部发生了什么无从得知,有点类似于“盲盒”。

  Flight Data Recorder(FDR),中文一般叫飞行数据记录器,主要是记录飞机飞行过程中各项指标参数数据的设备。一般说黑匣子大部分都是指的FDR,是空难调查中最重要的直接证据。

  Cockpit Voice Recorder(CVR),中文一般翻译为座舱语音记录器。用人话说就是个录音机,用来记录无线电通话和飞行员之间的对话以及环境声音的。

  Flight Data Acquisition Unit (FDAU),翻译过来应该是飞行数据收集单元,就是有方正棱角的底座部分,用来和飞机相关数据总线通信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,就是上面的橙色圆柱体,是真正用于存储数据的地方,整个黑匣子70%的重量都在上面。

  做完功课以后来大致了解一下这次拆解的型号。这是一款来自于L-3 Communications的CVR,型号FA2100。外观就是图片中的样子:

  根据这款CVR的设计参数,它的工作时候的温度可以从-55℃到70℃,同时能承受:

  拆到最后发现需要先取下CSMU才能继续取下FDAU的顶盖,于是拧下4个巨大的螺栓,垂直抬起后取下连接电缆就能将整个CSMU取下。

  本人家里只有普通的精密工具,没有这种尺寸的扳手,废了好大劲才取下来,手疼死了。取下后第一眼看到的就是两个TI的DSP,这个放到一会再说,先继续拆。

  将顶盖抬起取出放到一边,取下固定PCB的螺丝,就可以将整块底板取出来了。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!

  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交流电下,这也不奇怪。

  所有板子无一例外,都做了彻底的打胶处理,基本上不可能会受到液体的损害,同时板与板之间都是采用连接器连接,方便维护和更换。

  接下来是重头戏,拆CSMU。考虑到生产日期为上世纪末,所以采用固态记录的可能性比较大。

  撕掉底下的减震泡棉,又出现了四个很大的螺钉,于是又费了好大劲才全部取出来……

  小尾巴上有手写的序列号。和贴纸上的一样。应该是全手工组装校准的没跑了,特定种类设备用心程度就是不一样啊。

  摘掉底盖,基本上就能确定这款用的固态介质记录了。周围一圈应该是隔热层和减震材料,顶上黑色的应该也是,不过材质貌似不一样。

  用手抠了一下,感觉应该是某种石棉和泡沫的混合物,很轻。大致作用基本上就是隔热跟减震了。

  不得不说这玩意体积比我想象中的要小很多。取出来以后内部基本上就没有能取出来的东西了,都是黑色的泡棉。

  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来自哪一家?

  看标签上的日期应该是1998年的第21周组装,而颗粒本身是97年产,是Intel产品线中一款还不错的SLC颗粒。

  那个年代能做到10000次擦写应该算是不错的水平了。工作时候的温度从0℃到70℃,应该是宽温的颗粒。

  不过顶盖上有个182℃的贴纸,意思是内部温度到182℃里面的数据就很危险么,不是很清楚了。

  最后看看用的是什么主控。不出我所料是个定制的芯片,看来再利用整个模块绝大多数都是不可能了。

  来算一下整个模块总的容量,8x15就是120MB,记录4个30分钟的音频,基本上就是1分钟消耗1MB的样子?

  最后再倒回这张图,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的芯片应该是DSP用的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。