拆個(gè)撿來(lái)的黑匣子，看看里用了什么芯片！

作者：微博用戶(hù)@y1nzicng，來(lái)源：朝暉航空

今天獻(xiàn)寶，給大家秀一下FA2100座艙語(yǔ)音記錄器的拆解。先說(shuō)一下背景，大概就是在某個(gè)垃圾場(chǎng)撿到的，本著研究的性質(zhì)拆解來(lái)看看內(nèi)部構(gòu)造，原本并沒(méi)想著去記錄過(guò)程，就只是草草的拍了幾張照片，不少資料都是去查的，本人對(duì)電路不熟，如果下文有錯(cuò)的地方，還請(qǐng)各位業(yè)內(nèi)人士不吝賜教。

開(kāi)始之前先回答兩個(gè)問(wèn)題，為什么黑匣子是橙色的？為什么會(huì)叫做黑匣子？

顏色問(wèn)題大家都猜得到，橙色有更高的辨識(shí)度，方便尋找和定位，畢竟儲(chǔ)存的是非常重要的飛行數(shù)據(jù)。

至于為什么被叫做黑匣子，有一種比較廣泛認(rèn)可的說(shuō)法是因?yàn)楣ぷ髟肀容^簡(jiǎn)單，只需要輸入數(shù)據(jù)就行，至于內(nèi)部發(fā)生了什么無(wú)從得知，有點(diǎn)類(lèi)似于“盲盒”。

然后還有人會(huì)問(wèn)我，我拆的這個(gè)是不是失事飛機(jī)掉下來(lái)的→_→

如果真是失事飛機(jī)掉下來(lái)的。那么此時(shí)此刻這個(gè)黑匣子應(yīng)該長(zhǎng)這樣：

或者是這樣↓

所以說(shuō)放心吧，這是一個(gè)正常退役的黑匣子。

接下來(lái)，咱們?cè)賮?lái)做一點(diǎn)額外的功課，否則一會(huì)兒看拆解會(huì)有點(diǎn)云里霧里。

飛機(jī)上的黑匣子主要有兩個(gè)—FDR和CVR。

上為FDR，下為CVR

Flight Data Recorder(FDR)，中文一般叫飛行數(shù)據(jù)記錄器，主要是記錄飛機(jī)飛行過(guò)程中各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)備。一般說(shuō)黑匣子大部分都是指的FDR，是空難調(diào)查中最重要的直接證據(jù)。

Cockpit Voice Recorder(CVR)，中文一般翻譯為座艙語(yǔ)音記錄器。用人話(huà)說(shuō)就是個(gè)錄音機(jī)，用來(lái)記錄無(wú)線(xiàn)電通話(huà)和飛行員之間的對(duì)話(huà)以及環(huán)境聲音的。

比較遺憾的是這次拆的不是FDR而是CVR，所以看上去比較簡(jiǎn)陋。

CVR整體主要分為三部分，F(xiàn)DAU，CSMU和定位信標(biāo)。

Flight Data Acquisition Unit (FDAU)，翻譯過(guò)來(lái)應(yīng)該是飛行數(shù)據(jù)收集單元，就是有方正棱角的底座部分，用來(lái)和飛機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)總線(xiàn)通信獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并編碼。

Crash-Survivable Memory Unit，中文應(yīng)該叫事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，就是上面的橙色圓柱體，是真正用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方，整個(gè)黑匣子70%的重量都在上面。

最后固定在CSMU上的小圓筒是水下定位信標(biāo) (Underwater Locator Device) ，遇水后會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)出定位信號(hào)。

做完功課以后來(lái)大致了解一下這次拆解的型號(hào)。這是一款來(lái)自于L-3 Communications的CVR，型號(hào)FA2100。外觀就是圖片中的樣子：

東西看上去不大但是分量卻十分的感人，而且主要重量都在凸起的CSMU上。

根據(jù)這款CVR的設(shè)計(jì)參數(shù)，它的工作溫度可以從-55℃到70℃，同時(shí)可以承受：

5000磅的重壓

1100℃的一小時(shí)持續(xù)高溫

260℃下十小時(shí)的持續(xù)高溫

3400G的加速度撞擊

而不丟失任何的數(shù)據(jù)，總的來(lái)說(shuō)就是一個(gè)超強(qiáng)悍的優(yōu)盤(pán)沒(méi)錯(cuò)了！

至于里面到底有什么，下面就開(kāi)拆！

首先卸掉保護(hù)維修端口的保護(hù)蓋，然后卸掉周?chē)脕?lái)固定CVR本身的螺絲。

把螺絲統(tǒng)統(tǒng)卸掉，見(jiàn)一個(gè)擰一個(gè)，一點(diǎn)也不慌。

拆到最后發(fā)現(xiàn)需要先取下CSMU才能繼續(xù)取下FDAU的頂蓋，于是擰下4個(gè)巨大的螺栓，垂直抬起后取下連接電纜就能將整個(gè)CSMU取下。

本人家里只有普通的精密工具，沒(méi)有這種尺寸的扳手，廢了好大勁才取下來(lái)，手疼死了。取下后第一眼看到的就是兩個(gè)TI的DSP，這個(gè)放到一會(huì)再說(shuō)，先繼續(xù)拆。

將頂蓋抬起取出放到一邊，取下固定PCB的螺絲，就可以將整塊底板取出來(lái)了。整塊板看著比較臟，實(shí)際上挺干凈的，全部都進(jìn)行了打膠處理，不過(guò)看著更像是某種樹(shù)脂，至于打膠的原因我想我不說(shuō)應(yīng)該也都心里有數(shù)了吧！

接口部分還有幾片板子沒(méi)拆，繼續(xù)拆另一半……

側(cè)面看是有兩塊板子，底下還有點(diǎn)別的。于是繼續(xù)擰螺絲……

取下第一塊板，上面基本上都是一些邏輯電路，中間是主控。

第二塊板應(yīng)該是負(fù)責(zé)供電的沒(méi)跑了，這個(gè)我還是多少能看出來(lái)的。

這是貼在側(cè)面面板上的電容(？)應(yīng)該沒(méi)認(rèn)錯(cuò)吧？

電源板的另一面果然還有東西，不過(guò)基本上也是供電相關(guān)的電路。同時(shí)還有一個(gè)很可愛(ài)的環(huán)形變壓器，考慮到這玩意能同時(shí)工作在28V直流和115V交流電下，這也不奇怪。

所有板子無(wú)一例外，都做了徹底的打膠處理，基本上不會(huì)受到液體的損害，同時(shí)板與板之間都是采用連接器連接，方便維護(hù)和更換。

接下來(lái)是重頭戲，拆CSMU。考慮到生產(chǎn)日期為上世紀(jì)末，所以采用固態(tài)記錄的可能性比較大。

撕掉底下的減震泡棉，又出現(xiàn)了四個(gè)很大的螺釘，于是又費(fèi)了好大勁才全部取出來(lái)……

小尾巴上有手寫(xiě)的序列號(hào)。和貼紙上的一樣。應(yīng)該是全手工組裝校準(zhǔn)調(diào)教的沒(méi)跑了，特種設(shè)備用心程度就是不一樣啊。

摘掉底蓋，基本上就可以肯定這款用的固態(tài)介質(zhì)記錄了。周?chē)蝗?yīng)該是隔熱層和減震材料，頂上黑色的應(yīng)該也是，不過(guò)材質(zhì)貌似不一樣。

用手摳了一下，感覺(jué)應(yīng)該是某種石棉和泡沫的混合物，很輕。大致作用基本上就是隔熱跟減震了。

不得不說(shuō)這玩意體積比我想象中的要小很多。取出來(lái)以后內(nèi)部基本上就沒(méi)有能取出來(lái)的東西了，都是黑色的泡棉。

為了保護(hù)這個(gè)圓筒真的是煞費(fèi)苦心，可見(jiàn)里面東西的重要性。

二話(huà)不說(shuō)直接上螺絲刀，擰下圓筒上的所有螺絲。就可以分離頂蓋了。

內(nèi)部不出意外是多層堆疊的結(jié)構(gòu)。通過(guò)4個(gè)柱子和螺絲緊緊固定在一起。

左邊是主控，右邊是FLASH。好了到了無(wú)獎(jiǎng)競(jìng)猜環(huán)節(jié)，這個(gè)黑匣子用的FLASH來(lái)自哪一家？

揭曉答案：

供應(yīng)商花落Intel。

講真，我個(gè)人還是有點(diǎn)意外的，竟然是Intel的顆粒。

不管怎么樣，全部拆了，然后一字排開(kāi)，還是有點(diǎn)壯觀的。

看標(biāo)簽上的日期應(yīng)該是1998年的第21周組裝，而顆粒本身是97年產(chǎn)，是Intel產(chǎn)品線(xiàn)中一款還不錯(cuò)的SLC顆粒。

那個(gè)年代能做到10000次擦寫(xiě)應(yīng)該算是不錯(cuò)的水平了。工作溫度從0℃到70℃，應(yīng)該是寬溫的顆粒。

不過(guò)頂蓋上有個(gè)182℃的貼紙，意思是內(nèi)部溫度到182℃里面的數(shù)據(jù)就很危險(xiǎn)么，不是很清楚了。

最后看看用的是什么主控。不出我所料是個(gè)定制的芯片，看來(lái)再利用整個(gè)模塊基本上是不可能了。

來(lái)算一下整個(gè)模塊總的容量，8x15就是120MB，記錄4個(gè)30分鐘的音頻，基本上就是1分鐘消耗1MB的樣子？

最后再倒回這張圖，中間兩個(gè)TI的芯片就不說(shuō)了，應(yīng)該是用來(lái)處理模擬的麥克風(fēng)信號(hào)的，一顆芯片負(fù)責(zé)兩個(gè)通道，DSP左上角和右下角的兩個(gè)黑色的芯片應(yīng)該是DSP用的DRAM緩存。

中間貼了貼紙的應(yīng)該是FDAU的主控，來(lái)自QuickLogic(快輯)，本質(zhì)跟現(xiàn)在用的FPGA差不多，是一種高度客制化的ASIC，不過(guò)靈活性沒(méi)有FPGA高，個(gè)人理解就是一個(gè)專(zhuān)門(mén)定做的芯片。

除此以外還有幾個(gè)主要的芯片也是QuickLogic制造，應(yīng)該是應(yīng)用了一整套的方案。

之前還考慮過(guò)要不要去收一套維修工具來(lái)讀一下里面的信息，后來(lái)上網(wǎng)一查最便宜的報(bào)價(jià)都是在4w美金左右，我想那還是直接拆了吧。

拆解完的殘骸就這樣了，其實(shí)這玩意本身結(jié)構(gòu)并不是很復(fù)雜，給我的印象還是扎實(shí)的用料和一些細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)，以后有機(jī)會(huì)想辦法去搞個(gè)FDR來(lái)拆，固態(tài)的CVR還是簡(jiǎn)單了些。

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