在一次偶然的机会中,一组来源不明的航天电子控制板(国外)进入了电子爱好者的视野。尽管缺乏完整的文档和系统说明,但仅从这些板卡的结构、用料和设计细节中,依然可以窥见典型的航天级电子系统设计思路。
这些板卡显然并非普通工业或消费电子产品,其设计目标直指高可靠性、强环境适应性以及长期稳定运行,非常符合航天、火箭或军工电子系统的特征。
项目背景:航天级电子板的魅力
这些电路板上标有 CAGE 代码 02602,这是 Rocketdyne 公司(现为 Aerojet )的标志。据作者所知,Rocketdyne 公司除了火箭发动机之外,似乎从未生产过其他产品,所以认为这些电路板很可能来自某种火箭发动机控制器。但是并不知道它们来自哪种类型的发动机(商业运载火箭、NASA 航天活动、军用导弹等等),但上面的日期代码都显示是 1995 年左右。
可以在这里查看完整的照片集:
https://www.flickr.com/photos/147639706@N02/albums/72177720313550068/
第一块CPU板
称之为CPU板,是因为它的左下角看起来像是处理器和内存:这块板上的零件编号几乎都是定制的,以“RM”(可能是Rocketdyne Microelectronics?)开头,但我们可以看到这颗芯片是由UTMC(联合技术公司旗下的硅芯片制造和封装部门)生产的。CPU(?)旁边的12MHz振荡器几乎可以肯定是主时钟。
可以看看CPU Shack网站上一个采用Pyramid Semiconductor MIL-STD-1750处理器的多芯片封装示例:(https://www.cpushack.com/CPU_Photos2/pyramid/MIL-STD-1750A-Pyramid.jpg )
右下角还有通信部分,里面有几个脉冲变压器,通常用于隔离MIL-STD-1553接口。此外还有3个独立的双腔芯片(大神说它们是双MIL-STD-1553收发器),看起来很像UTMC UT63M1XX系列的双收发器版本:
变压器旁边有一个 RM2466-001:其位置表明它是通过变压器连接两个外部接口的收发器。
本部分上方有一个 F015690:与其他地方的非隔离内部接口?
左侧边缘的 RM2466-001:是与其他地方连接的非隔离内部接口吗?
CPU旁边的3个DIP封装芯片是JM38510R75705 = M38510/75705 = 74AC244,这是一个8路缓冲器,带三态输出。结合19个10欧姆电阻,这表明它们可能是19个分立输入或输出端的串联限流电阻,这些输入或输出端连接到其他电路。右上角部分则比较令人费解。
被被动元件包围的 JM38510/11201 是一个 LM139 四路比较器,因此与“F015856”凌力尔特金属罐(电压基准?)一起,这可能构成某种上电复位和/或电源轨监视器和/或看门狗定时器电路。
SP720AP 是一款 14 输入 ESD/过压保护钳位电路:它可能负责保护串行总线的外部 I/O。
2 个陶瓷和金色的 Harris F015689(也出现在另一个电路板上)和 Harris F0158040 完全是个谜。
与普通消费类电路板不同,航空、航天及军规级板卡常常采用厚铜层、MIL-SPEC连接器、分布式模块设计以及高可靠的元件封装。这些板卡的内部逻辑、布局与封装都具有极高的工程价值,即使年代久远,也足以反映当时尖端系统设计思路。
总结
本文是eevblog上一位爱好者对 Rocketdyne 神秘航空电子板的拆解,不仅是一场视觉与工程逻辑的探险,也是技术爱好者跨界理解高可靠系统的一次绝佳机会。
如果大家感兴趣后续将带来更多类似这种拆解文章,剩下的大家可以去eevblog自己探索~