การวิศวกรรมย้อนกลับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบกล่องดำ สำหรับแผงวงจรที่ไม่มีเอกสารกำกับ
รูปที่ 1.การวิศวกรรมย้อนกลับแผงวงจรพิมพ์แบบกล่องดำ
สารบัญ
- อะไรคือสิ่งที่กำหนดแผงวงจรพิมพ์แบบกล่องดำ และเหตุใดวิธีการมาตรฐานจึงไม่เพียงพอ
- การประเมินแบบกล่องดำ: การระบุว่าคุณกำลังเผชิญกับอะไรอยู่
- การวิเคราะห์อินเทอร์เฟซภายนอก: เริ่มจากภายนอกสู่ภายใน
- การวิเคราะห์ภายใน: การเอาชนะการปกปิดข้อมูลและมาตรการป้องกันการดัดแปลงแก้ไข
- การวิเคราะห์ลักษณะพฤติกรรมโดยไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลภายในได้
- การสร้างแบบร่างการออกแบบขึ้นใหม่จากหลักฐานที่รวบรวมไว้
- บริการวิศวกรรมย้อนกลับแบบกล่องดำของ Highleap
การวิศวกรรมย้อนกลับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบกล่องดำเป็นการแก้ปัญหาที่ท้าทายที่สุดในบรรดาโครงการวิศวกรรมย้อนกลับต่างๆ นั่นคือ แผงวงจรที่ไม่มีเอกสารใดๆ เลย และตัวแผงวงจรเองยังถูกออกแบบมาเพื่อต่อต้านการวิเคราะห์โดยเจตนา ชิ้นส่วนต่างๆ อาจถูกขัดลบเครื่องหมายออกไป แผงวงจรอาจถูกห่อหุ้มด้วยสารประกอบทึบแสง วงจร ASIC แบบกำหนดเอง หรือ FPGA ที่ตั้งโปรแกรมไว้ อาจใช้ตรรกะที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งไม่สามารถระบุได้จากเครื่องหมายภายนอก วงจรอาจถูกซ่อนอยู่ภายในกล่องปิดผนึกที่มีกลไกตรวจจับการดัดแปลง สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ปัญหาในทางทฤษฎี อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการทหาร ตัวควบคุมอุตสาหกรรมที่เป็นกรรมสิทธิ์ แผงวงจรอุปกรณ์ทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มีมูลค่าสูง มักใช้มาตรการต่อต้านวิศวกรรมย้อนกลับเพื่อปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาและรักษาความได้เปรียบในการแข่งขัน เมื่อระบบเหล่านี้ต้องการการบำรุงรักษา การซ่อมแซม หรือการเปลี่ยน และผู้ผลิตดั้งเดิมไม่สามารถติดต่อได้การวิศวกรรมย้อนกลับแบบกล่องดำจึงเป็นหนทางเดียวที่จะทำได้ คู่มือนี้ครอบคลุมวิธีการเฉพาะสำหรับการวิเคราะห์ระบบที่ไม่มีเอกสารใดๆ เลย ซึ่งแผงวงจรต่อต้านเทคนิคการวิศวกรรมย้อนกลับมาตรฐานอย่างแข็งขัน ตั้งแต่การวิเคราะห์อินเทอร์เฟซภายนอก ไปจนถึงมาตรการต่อต้านการดัดแปลง และการสร้างการออกแบบขึ้นใหม่
1. อะไรคือสิ่งที่กำหนด PCB แบบกล่องดำ และเหตุใดวิธีการมาตรฐานจึงไม่เพียงพอ
1.1 ลักษณะเฉพาะของกล่องดำ
บอร์ดกล่องดำแตกต่างจากบอร์ดมาตรฐานที่ไม่มีเอกสารกำกับในประเด็นสำคัญประการหนึ่ง คือ ข้อมูลถูกปกปิดไว้โดยเจตนา บอร์ดมาตรฐานที่ไม่มีเอกสารกำกับนั้นขาดเอกสารเนื่องจากการสูญหายหรือความประมาทเลินเล่อ ข้อมูลทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้จากฮาร์ดแวร์หากคุณรู้วิธีการดึงข้อมูลออกมา บอร์ดกล่องดำได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันหรือขัดขวางการดึงข้อมูลนั้น เทคนิคการปกปิดข้อมูลที่พบได้ทั่วไป ได้แก่:
- การลบเครื่องหมายบนชิ้นส่วน: เครื่องหมายบนไอซีถูกขัดออกด้วยกระดาษทราย เลเซอร์ หรือสารเคมี หากไม่มีเครื่องหมาย ไอซีจะไม่สามารถระบุได้ด้วยวิธีการปกติ วิศวกรจะต้องเผชิญกับอุปกรณ์ที่ไม่รู้จัก ไม่ทราบตำแหน่งขา และไม่ทราบหน้าที่การทำงาน
- การใส่และการห่อหุ้ม: แผงวงจรทั้งหมด (หรือส่วนสำคัญ) ถูกหุ้มด้วยสารประกอบอีพ็อกซี ยูรีเทน หรือซิลิโคนที่ไม่โปร่งใส ชิ้นส่วน วงจร และแม้แต่พื้นผิวของแผงวงจรจึงมองไม่เห็นและไม่สามารถเข้าถึงได้ทางกายภาพ
- ซิลิคอนแบบสั่งทำพิเศษ: ชิป ASIC หรืออุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมด้วยมาสก์ซึ่งเป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะของผู้ผลิต อุปกรณ์นี้ไม่ได้ใช้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากไม่เคยมีการวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ได้รับการป้องกันด้วยรหัส: เฟิร์มแวร์ถูกล็อกไว้ด้วยฟิวส์ป้องกันการอ่าน ทำให้ไม่สามารถดึงโปรแกรมที่กำหนดพฤติกรรมของอุปกรณ์ออกมาได้
- กลไกป้องกันการดัดแปลง: วงจรที่ตรวจจับการบุกรุกทางกายภาพ (สวิตช์ฝาปิด เซ็นเซอร์ตาข่าย ตัวตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า) และตอบสนองโดยการลบคีย์ชั่วคราวหรือกระตุ้นกลไกทำลายล้าง
- เค้าโครง PCB ที่ซ่อนเร้น: การออกแบบเส้นทางเดินสายที่ซับซ้อนโดยเจตนา — รูเชื่อมต่อที่ไม่จำเป็น เส้นทางเดินสายที่ทำให้เข้าใจผิด ส่วนประกอบจำลอง — ออกแบบมาเพื่อเพิ่มเวลาในการวิเคราะห์และโอกาสเกิดข้อผิดพลาด
1.2 เหตุใดวิธีการวิเคราะห์ประสิทธิภาพเชิงวิศวกรรมมาตรฐานจึงล้มเหลว
การวิศวกรรมย้อนกลับแบบมาตรฐานนั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า การระบุชิ้นส่วนทำได้ง่าย (อ่านเครื่องหมาย) การติดตามร่องรอยวงจรเป็นงานวัด (ภาพและร่องรอย) และการทำงานของวงจรสามารถระบุได้จากข้อมูลชิ้นส่วน (ดูจากเอกสารข้อมูลจำเพาะ) แต่แผงวงจรแบบกล่องดำนั้นขัดแย้งกับสมมติฐานทั้งสามข้อนี้: ไม่สามารถระบุชิ้นส่วนได้จากเครื่องหมาย ร่องรอยวงจรอาจมองไม่เห็นภายใต้การหุ้ม และซิลิคอนแบบสั่งทำพิเศษไม่มีเอกสารข้อมูลจำเพาะที่เผยแพร่ต่อสาธารณะ
2. การประเมินแบบกล่องดำ: การระบุว่าคุณกำลังเผชิญกับอะไรอยู่
2.1 การสอบภายนอก
ก่อนที่จะพยายามเปิดหรือวิเคราะห์อุปกรณ์:
- ถ่ายภาพส่วนประกอบภายนอกทั้งหมด: เครื่องหมายบนตัวอุปกรณ์ ฉลาก และใบรับรองมาตรฐาน (FCC ID, เครื่องหมาย CE, รายการ UL) สามารถค้นหา FCC ID ในฐานข้อมูล FCC เพื่อดูภาพถ่ายภายในและรายงานการทดสอบที่อาจเปิดเผยรายละเอียดของแผงวงจรได้
- บันทึกข้อมูลตัวเชื่อมต่อทั้งหมด: ประเภทของขั้วต่อ จำนวนขา และป้ายกำกับต่างๆ เหล่านี้เป็นตัวกำหนดอินเทอร์เฟซภายนอกของบอร์ด และเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการวิเคราะห์พฤติกรรม
- ประเมินระดับการห่อหุ้ม: แผงวงจรอยู่ในกล่องมาตรฐาน (ฝาปิดถอดได้) หรือไม่? กล่องปิดผนึก (ใช้กาวหรือเชื่อม)? โมดูลแบบฝัง (แผงวงจรฝังอยู่ในสารประกอบ)?
2.2 การถ่ายภาพแบบไม่รุกราน
| วิธี | สิ่งที่การปลูกพืชเผยให้เห็น | ข้อ จำกัด |
|---|---|---|
| เอกซเรย์ 2 มิติ | โครงร่างของส่วนประกอบ ขนาดของชิป IC รูปแบบขา ตำแหน่งของรูเชื่อมต่อ การเดินสายสัญญาณบนชั้นนอก | ชั้นที่ซ้อนทับกันทำให้เกิดความคลุมเครือ วัสดุที่ใช้ในการหล่ออาจลดทอนรังสีเอ็กซ์ได้ |
| การสแกน CT | สร้างภาพสามมิติของแผงวงจร ชิ้นส่วน และเส้นทางวงจรได้อย่างสมบูรณ์ แม้กระทั่งผ่านวัสดุอุดรอยรั่ว | ความละเอียดถูกจำกัดด้วยความหนาแน่นของวัสดุที่ใช้หล่อขึ้นรูป วัสดุหล่อขึ้นรูปที่ผสมโลหะทำให้เกิดสิ่งผิดปกติ |
| กล้องจุลทรรศน์อะคูสติก | การตรวจสอบรอยต่อชั้นภายใน การแยกชั้น การตรวจจับช่องว่างภายในวัสดุหล่อ | ความลึกในการทะลุทะลวงจำกัด ต้องใช้ตัวกลางในการเชื่อมต่อ |
การสแกน CT เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการวิเคราะห์กล่องดำ — สามารถสร้างภาพโครงสร้างของแผงวงจร ตำแหน่งของชิ้นส่วน และแม้กระทั่งเส้นทางการเดินสายผ่านสารประกอบที่ใช้ในการหล่อขึ้นรูปโดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพ สำหรับโครงการกล่องดำที่มีมูลค่าสูง ควรทำการสแกน CT ก่อนการเข้าไปแทรกแซงทางกายภาพใดๆ
2.3 การประเมินความเสี่ยง
ก่อนดำเนินการวิเคราะห์แบบรุกราน ควรประเมินสิ่งต่อไปนี้:
- มีกลไกตรวจจับการงัดแงะหรือไม่? (หน่วยความจำชั่วคราวแบบใช้แบตเตอรี่สำรอง เซ็นเซอร์แบบตาข่าย สวิตช์ฝาปิด — สามารถมองเห็นได้จากการสแกน CT)
- มีตัวอย่างกี่ชิ้น? (การวิเคราะห์แบบกล่องดำอาจทำลายตัวอย่างได้ การมีตัวอย่างหลายชิ้นจึงเป็นสิ่งที่ควรทำอย่างยิ่ง)
- ระดับความเสี่ยงที่ยอมรับได้คืออะไร? (เป้าหมายคือการทำความเข้าใจวงจร หรือการสร้างสำเนาที่ใช้งานได้? อย่างแรกนั้นยอมรับความเสียหายจากการวิเคราะห์ได้มากกว่า)
รูปที่ 2.แผงวงจรพิมพ์แบบกล่องดำสำหรับการวิศวกรรมย้อนกลับ — มุมมองมาโครแสดงไอซีที่ถูกห่อหุ้มและส่วนประกอบโดยรอบ
3. การวิเคราะห์อินเทอร์เฟซภายนอก: เริ่มจากภายนอกสู่ภายใน
3.1 แผนผังแสดงตำแหน่งขาของคอนเนคเตอร์
โดยไม่ต้องเปิดอุปกรณ์ ให้ตรวจสอบแผนผังการเชื่อมต่อของขั้วต่อทุกจุดโดยใช้การวัดทางไฟฟ้า:
- ขั้วต่อไฟ: ระบุโดยพิจารณาจากค่าความต้านทานต่อกราวด์ (ความต้านทานต่ำ = กราวด์ของแหล่งจ่ายไฟ; ความต้านทานต่ำต่อขาอื่นๆ ผ่านตัวแยกสัญญาณ = แหล่งจ่ายไฟ)
- พินสำหรับการสื่อสาร: เชื่อมต่อเครื่องวิเคราะห์ลอจิกหรือออสซิลโลสโคป แล้วสังเกตการทำงานของสัญญาณในระหว่างการทำงานปกติ สัญญาณ UART จะแสดงรูปแบบบิตเริ่มต้น/หยุดที่เป็นลักษณะเฉพาะ สัญญาณ SPI แสดงสัญญาณนาฬิกา + ข้อมูล สัญญาณ I2C แสดงสัญญาณนาฬิกา + ข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อม ACK/NACK และสัญญาณ CAN แสดงการส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียล
- ขาอนาล็อก: วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ โดยทั่วไปแล้ว สัญญาณอินพุต/เอาต์พุตแบบอนาล็อกจะแสดงสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงช้าๆ หรือสัญญาณที่สัมพันธ์กับเซ็นเซอร์
- I / O ดิจิตอล: สังเกตการเปลี่ยนแปลงสถานะที่สัมพันธ์กับพฤติกรรมของอุปกรณ์ (อินพุตที่เปลี่ยนแปลงเมื่อกดปุ่ม; เอาต์พุตที่เปลี่ยนแปลงเมื่อตัวกระตุ้นทำงาน)
3.2 การระบุและการถอดรหัสโปรโตคอล
สำหรับอินเทอร์เฟซการสื่อสารแต่ละรายการที่ระบุไว้:
- กำหนดโปรโตคอล (อัตราการส่งข้อมูล, รูปแบบข้อมูล, การจัดเฟรม)
- บันทึกและถอดรหัสกระแสข้อมูลระหว่างการทำงานปกติ
- ระบุรูปแบบคำสั่ง/การตอบสนอง โครงสร้างข้อมูล และความสัมพันธ์ด้านเวลา
- สร้างข้อกำหนดโปรโตคอลที่อธิบายวิธีการที่กล่องดำสื่อสารกับระบบภายนอก
การวิเคราะห์พฤติกรรมภายนอกนี้จะให้ข้อกำหนดเชิงฟังก์ชันที่การออกแบบทดแทนใดๆ ต้องตรงตามนั้น แม้ว่าการใช้งานภายในจะยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดทั้งหมดก็ตาม
3.3 การวิเคราะห์กำลังไฟฟ้า
วัดปริมาณการใช้พลังงานของอุปกรณ์เมื่อเวลาผ่านไป:
- การใช้พลังงานในสภาวะคงที่บ่งชี้ถึงความซับซ้อนโดยรวมของวงจร
- การเปลี่ยนแปลงการใช้พลังงานที่สัมพันธ์กับสถานะการทำงานเผยให้เห็นรูปแบบกิจกรรมภายใน
- ลำดับการเปิดเครื่อง (กระแสไฟกระชาก, เวลาเริ่มต้นทำงาน, โปรไฟล์กระแสไฟเริ่มต้น) ให้เบาะแสเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมภายใน (การบูตโปรเซสเซอร์, การกำหนดค่า FPGA, การปรับเทียบแบบอนาล็อก)
4. การวิเคราะห์ภายใน: การเอาชนะการปกปิดข้อมูลและมาตรการป้องกันการดัดแปลงแก้ไข
ส่วนนี้จะกล่าวถึงเทคนิคเฉพาะทางที่จำเป็นเมื่อการระบุส่วนประกอบมาตรฐานและการวิเคราะห์ร่องรอยถูกขัดขวางโดยมาตรการตอบโต้โดยเจตนา
4.1 การกำจัดสารอุดร่อง
วิธีการกำจัดขึ้นอยู่กับประเภทของสารประกอบ:
- การหล่อซิลิโคน: อ่อนนุ่ม ตัดและลอกอย่างระมัดระวัง มีความเสี่ยงต่อชิ้นส่วนน้อยที่สุด มักใช้เมื่อเป้าหมายหลักคือการรักษาสิ่งแวดล้อมมากกว่าการปกปิดทรัพย์สินทางปัญญา
- การหล่อขึ้นรูปด้วยยูรีเทน: ความแข็งปานกลาง สามารถละลายได้ด้วยสารเคมี (ตัวทำละลายสูตรเฉพาะ) หรือการบดด้วยเครื่องจักรอย่างระมัดระวัง มีความเสี่ยงปานกลางต่อความเสียหายของชิ้นส่วน
- การหล่อด้วยอีพ็อกซี่: ยากมาก ต้องใช้เครื่องกัด CNC ขนาดเล็กที่ควบคุมด้วยข้อมูลจากการสแกน CT เพื่อกำจัดวัสดุโดยไม่ให้สัมผัสกับชิ้นส่วน มีความเสี่ยงสูง — ชิ้นส่วนอาจเสียหายระหว่างการกำจัด ข้อมูลจากการสแกน CT ใช้ในการกำหนดขีดจำกัดความลึกของการกัดเหนือชิ้นส่วนแต่ละชิ้น
- อีพ็อกซี่ผสมโลหะ: การใช้งานด้านความปลอดภัยระดับสูงบางประเภทใช้เรซินอีพ็อกซีที่ผสมอนุภาคเมทาไลต์เพื่อป้องกันการถ่ายภาพด้วยรังสีเอ็กซ์ ซึ่งต้องใช้วิธีการกำจัดแบบพิเศษและใช้เวลาในการวิเคราะห์นานกว่ามาก
4.2 การระบุชิ้นส่วนที่มีการลบเครื่องหมายออก
เมื่อเครื่องหมาย IC ถูกขัดหรือลบออก:
- การวิเคราะห์แพ็กเกจ: ประเภทของแพ็คเกจไอซี (QFP, BGA, SOIC, QFN) และจำนวนขา จะช่วยจำกัดขอบเขตของตัวเลือกได้อย่างมาก ไอซี SOIC 8 ขาที่มีตำแหน่งขาจ่ายไฟเฉพาะ มักจะเป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ตัวขยายสัญญาณ หรืออุปกรณ์หน่วยความจำขนาดเล็ก
- บริบทของวงจร: ส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกับไอซีที่ไม่ทราบที่มานั้นให้เบาะแสสำคัญในการระบุตัวตน ไอซีที่เชื่อมต่อกับออสซิเลเตอร์แบบคริสตัล, หน่วยความจำแฟลช SPI และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เชื่อมต่อผ่าน GPIO หลายตัวนั้น เกือบจะแน่นอนว่าเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์
- การตรวจสอบแม่พิมพ์ (การแกะแคปซูล): การกำจัดวัสดุบรรจุภัณฑ์ของไอซีด้วยสารเคมีหรือวิธีการทางกล จะทำให้เห็นแผ่นซิลิคอน เครื่องหมายบนแผ่นซิลิคอน (ซึ่งมักจะยังคงอยู่แม้ว่าเครื่องหมายบนบรรจุภัณฑ์จะถูกกำจัดออกไปแล้ว) ขนาดของแผ่นซิลิคอน และรูปแบบของแผ่นเชื่อมต่อ สามารถใช้ระบุอุปกรณ์ได้
- การถ่ายภาพอินฟราเรดระหว่างการใช้งาน: รูปแบบการแผ่ความร้อนจากวงจรไอซีที่ใช้พลังงานเผยให้เห็นโครงสร้างภายในและส่วนการทำงาน ซึ่งให้เบาะแสเกี่ยวกับประเภทและหน้าที่ของอุปกรณ์
4.3 การจัดการ ASIC แบบกำหนดเอง
หากกล่องดำนั้นมีวงจร ASIC (วงจรรวมเฉพาะงาน) ที่ออกแบบเองอยู่ภายใน จะไม่สามารถระบุได้จากฐานข้อมูลใดๆ เนื่องจากไม่เคยมีการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์มาก่อน แนวทางแก้ไข:
- การกำหนดคุณลักษณะเชิงฟังก์ชัน: สร้างแผนผังพฤติกรรมการรับส่งข้อมูลทั้งหมดโดยการกระตุ้นอินพุตและสังเกตเอาต์พุต สร้างแบบจำลองพฤติกรรมที่อธิบายว่า ASIC ทำอะไรโดยไม่ต้องรู้ขั้นตอนการทำงาน
- การจำลอง FPGA: นำพฤติกรรมที่กำหนดไว้ไปใช้งานใน FPGA รุ่นใหม่ เพื่อทดแทนการทำงานของ ASIC ที่ไม่ทราบรุ่น วิธีการนี้ไม่ได้จำลองการออกแบบภายในของ ASIC แต่จะสร้างพฤติกรรมภายนอกที่เทียบเท่ากัน
- การวิศวกรรมย้อนกลับแม่พิมพ์: ในกรณีที่ซับซ้อนที่สุด สามารถถ่ายภาพชิ้นส่วน ASIC ทีละชั้น และสร้างวงจรระดับเกตขึ้นใหม่จากภาพเหล่านั้นได้ วิธีนี้มีราคาแพงมาก (50,000–500,000 ดอลลาร์สหรัฐขึ้นไป) และโดยทั่วไปมักใช้สำหรับงานด้านการทหารหรือความมั่นคงแห่งชาติ
รูปที่ 3กระบวนการวิศวกรรมย้อนกลับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบกล่องดำ
5. การวิเคราะห์ลักษณะพฤติกรรมโดยไม่ต้องเข้าถึงข้อมูลภายใน
5.1 กรณีที่ไม่สามารถทำการวิเคราะห์ทางกายภาพได้
ในบางกรณี กล่องดำไม่สามารถเปิดได้ (เนื่องจากกลไกการทำลายล้าง ตัวอย่างชิ้นเดียวที่ไม่สามารถหามาทดแทนได้ หรือข้อจำกัดทางกฎหมาย) ความพยายามในการวิศวกรรมย้อนกลับทั้งหมดจึงต้องอาศัยการวิเคราะห์พฤติกรรมจากภายนอก:
- การแมปอินพุต/เอาต์พุตและการถอดรหัสโปรโตคอลอย่างครอบคลุม (ตามที่อธิบายไว้ในส่วนที่ 3)
- การหาลักษณะเฉพาะของฟังก์ชันถ่ายโอน: สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตแต่ละรายการ ให้วัดฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่แปลงอินพุตเป็นเอาต์พุตในช่วงการทำงาน
- การวิเคราะห์ลักษณะเวลา: วัดเวลาตอบสนอง ระยะเวลาแฝง และพฤติกรรมเป็นช่วงๆ ทั้งหมด
- การวิเคราะห์สถานะเครื่องจักร: ระบุสถานะการทำงาน การเปลี่ยนสถานะ และเงื่อนไขการเปลี่ยนสถานะของอุปกรณ์
5.2 การสร้างสิ่งทดแทนที่ใช้งานได้จริงจากข้อมูลพฤติกรรม
ข้อกำหนดด้านพฤติกรรมช่วยให้สามารถออกแบบชิ้นส่วนทดแทนที่ใช้งานได้ โดยไม่จำเป็นต้องทราบการทำงานภายใน:
- เลือกโปรเซสเซอร์หรือแพลตฟอร์ม FPGA ที่สามารถรองรับการใช้งานอินเทอร์เฟซ I/O และความเร็วในการประมวลผลที่ต้องการ
- นำฟังก์ชันถ่ายโอนลักษณะเฉพาะ เครื่องสถานะ และการกำหนดเวลาไปใช้ในเฟิร์มแวร์หรือ HDL
- ออกแบบแผงวงจรให้มีตำแหน่งขั้วต่อและรูปแบบขาเชื่อมต่อที่เหมือนกัน เพื่อให้สามารถใช้งานร่วมกันได้โดยอัตโนมัติ
- ตรวจสอบความถูกต้องโดยเทียบกับอุปกรณ์ต้นฉบับผ่านการทดสอบเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
วิธีการนี้ทำให้ได้บอร์ดที่มีพฤติกรรมเหมือนกับบอร์ดเดิมทุกประการจากมุมมองของระบบ แม้ว่าการทำงานภายในอาจแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงก็ตาม
6. การสร้างแบบร่างการออกแบบขึ้นใหม่จากหลักฐานที่รวบรวมได้
6.1 การผสานหลักฐาน
การวิเคราะห์ย้อนกลับแบบกล่องดำนั้นแทบจะไม่พึ่งพาเทคนิคการวิเคราะห์เพียงอย่างเดียว แต่จะนำหลักฐานจากหลายแหล่งมาผสมผสานกัน:
- ข้อมูลจากการสแกน CT ให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของส่วนประกอบและโครงสร้างของแผงวงจร
- การวิเคราะห์พฤติกรรมภายนอกให้ข้อมูลจำเพาะเชิงฟังก์ชัน
- การถอดวัสดุหุ้ม (หากดำเนินการ) จะช่วยให้สามารถทำเครื่องหมายชิ้นส่วนและตรวจสอบวงจรได้
- การแกะแคปซูลไอซีช่วยให้สามารถระบุอุปกรณ์สำหรับชิ้นส่วนที่ไม่มีเครื่องหมายได้
- การถอดรหัสโปรโตคอลจะให้ข้อมูลจำเพาะของอินเทอร์เฟซการสื่อสาร
แหล่งข้อมูลหลักฐานแต่ละแหล่งจะเติมเต็มช่องว่างที่แหล่งข้อมูลอื่นๆ ทิ้งไว้ การสร้างใหม่จะเสร็จสมบูรณ์เมื่อแหล่งข้อมูลหลักฐานทั้งหมดมาบรรจบกันที่คำอธิบายการออกแบบที่สอดคล้องกันเพียงหนึ่งเดียว
6.2 ผลลัพธ์ที่ได้จากโครงการแบบกล่องดำ
ขึ้นอยู่กับระดับความลึกของการวิเคราะห์ที่ทำได้:
- การบูรณะใหม่ทั้งหมด: หากนำวัสดุห่อหุ้มออกและระบุส่วนประกอบทั้งหมดแล้ว ผลลัพธ์มาตรฐาน (แผนผังวงจร, Gerber, รายการวัสดุ, รายการเชื่อมต่อ) จะเทียบเท่ากับโครงการวิศวกรรมทั่วไป
- การออกแบบทดแทนที่ใช้งานได้จริง: หากไม่สามารถทำการวิเคราะห์ทางกายภาพอย่างเต็มรูปแบบได้ — จะออกแบบแผงวงจรใหม่ที่จำลองพฤติกรรมภายนอกของแผงวงจรเดิมโดยใช้ส่วนประกอบที่ทันสมัย ซึ่งรวมถึงแผนผังวงจรใหม่ ไฟล์ Gerber ใหม่ รายการชิ้นส่วนใหม่ และรายงานการตรวจสอบพฤติกรรม
- ข้อกำหนดอินเทอร์เฟซ: หากมีการวิเคราะห์จากภายนอกอย่างครบถ้วน—เช่น การจัดทำเอกสารอย่างละเอียดเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซ โปรโตคอล เวลา และฟังก์ชันการถ่ายโอนทั้งหมด—ก็จะเพียงพอสำหรับการออกแบบระบบทดแทนที่สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์หลักของกล่องดำได้อย่างถูกต้อง
7. บริการวิศวกรรมย้อนกลับแบบกล่องดำของ Highleap
Highleap Electronicsให้บริการวิเคราะห์แบบกล่องดำเฉพาะทางสำหรับโครงการวิศวกรรมย้อนกลับที่ท้าทายที่สุด:
- การถ่ายภาพขั้นสูง: การสแกน CT ผ่านสารประกอบหล่อขึ้นรูป การวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์ ของชุดประกอบที่ห่อหุ้ม และการถ่ายภาพระดับไดสำหรับไอซีที่ไม่มีเครื่องหมาย
- การถอดกระถาง: การกัดขึ้นรูปขนาดเล็กด้วยเครื่อง CNC โดยใช้ข้อมูลจาก CT, การละลายทางเคมี และการแกะเปลือกด้วยวิธีทางกล พร้อมด้วยโปรโตคอลการรักษาสภาพชิ้นส่วน
- การวิเคราะห์พฤติกรรม: การถอดรหัสโปรโตคอล การหาลักษณะเฉพาะของฟังก์ชันการถ่ายโอน และการวิเคราะห์สถานะของเครื่องจักรสำหรับอุปกรณ์ที่ไม่สามารถเปิดได้
- การจำลอง FPGA: ฟังก์ชันการทำงานของ ASIC แบบกำหนดเองถูกจำลองขึ้นในแพลตฟอร์ม FPGA สมัยใหม่เพื่อทดแทนการทำงานเดิม
- ส่งมอบงานให้ครบถ้วน: เต็ม การสร้างแผนผังใหม่ ในกรณีที่การวิเคราะห์ทางกายภาพอนุญาต และใช้การออกแบบทดแทนทางพฤติกรรมในกรณีที่การวิเคราะห์ทางกายภาพอนุญาต
- การบูรณาการด้านการผลิต: จากการวิเคราะห์ผ่าน การสร้างต้นแบบ, การชุมนุมและ การตรวจสอบการทำงาน
- NDA ที่เข้มงวด: โครงการแบบกล่องดำต้องการความลับสูงสุด — โปรโตคอลด้านความปลอดภัยของเราตรงตามข้อกำหนดนั้น
แนะนำโพสต์
การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม
การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม ครอบคลุมถึง...
การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
Highleap Electronics ให้บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค...
การประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) พร้อมการเขียนโปรแกรมเฟิร์มแวร์
Highleap Electronics ให้บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) พร้อมเฟิร์มแวร์...
ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ 24 ชั้นในประเทศจีน
วิธีขอใบเสนอราคาสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มาทำการวิเคราะห์ DFM/DFA สำหรับ...
วิธีการรับใบเสนอราคาสำหรับ PCB
ให้เราวิเคราะห์ DFM/DFA ให้คุณและจะติดต่อกลับพร้อมรายงานผล คุณสามารถอัปโหลดไฟล์ได้อย่างปลอดภัยผ่านเว็บไซต์ของเรา เราต้องการข้อมูลต่อไปนี้เพื่อเสนอราคาให้กับคุณ:
-
- Gerber, ODB++ หรือ .pcb เฉพาะ
- รายการ BOM หากคุณต้องการประกอบ
- จำนวน
- เวลาเปิด
นอกจากการผลิต PCB แล้ว เรายังให้บริการอิเล็กทรอนิกส์ครบวงจร เช่น การออกแบบ PCB, PCBA และโซลูชันแบบครบวงจร ไม่ว่าคุณจะต้องการความช่วยเหลือในการสร้างต้นแบบ การตรวจสอบการออกแบบ การจัดหาส่วนประกอบ หรือการผลิตจำนวนมาก เราก็ให้การสนับสนุนครบวงจรเพื่อให้แน่ใจว่าโครงการของคุณจะประสบความสำเร็จ
สำหรับบริการ PCBA โปรดระบุ BOM (รายการวัสดุ) และคำแนะนำการประกอบเฉพาะของคุณ นอกจากนี้ เรายังเสนอบริการวิเคราะห์ DFM/DFA เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบของคุณสำหรับการผลิตและการประกอบ เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการผลิตจะราบรื่น
