По определению Обра́тная разрабо́тка (обратный инжиниринг, обратное проектирование, реверс-инжиниринг; англ. Reverse Engineering) – исследование некоторого устройства или программы, а также документации на него с целью понять принцип его работы; например, чтобы обнаружить недокументированные возможности (в том числе «программные закладки»), сделать изменение, или воспроизвести устройство, программу или иной объект с аналогичными функциями, но без копирования как такового.
Несколько типовых ситуаций, встречающихся на предприятиях, выпускающих радиоэлектронную аппаратуру, в которых будет востребована технология ОП (Обратного Проектирования):
1. Предприятие имеет сложнейшее оборудование для механообработки, станки с ЧПУ, автоматизированные системы самого различного назначения. С их ремонтом в гарантийный период проблем, как правило, не возникает. Но через год-два гарантия заканчивается… Оборудование изнашивается и происходит поломка, которая влечет за собой остановку данного оборудования. Возможно, на несколько месяцев, которые требуются для ремонта. Во многих случаях ремонт поломки реализуется по модульному принципу, то есть заключается в замене неисправного модуля на исправный. Модуль приходится заказывать у производителя оборудования или у дистрибьютора, который это оборудование поставил. Средняя стоимость такого ремонта составляет 15–20.000 долларов.
Рис. 1 Практически на любом предприятии имеется сложное автоматизированное оборудование
2. Предприятие выпускает на своем производстве электронные изделия, на которые отсутствует САПР, пользуясь только «бумажной» конструкторской документацией. Как правило, такие ситуации имеют место в случаях выпуска предприятиями устаревшей, но еще не снятой с производства продукции. В особенности в тех случаях, когда такую продукцию требуется контролировать современным тестовым оборудованием, требующим данных САПР для создания тестовых программ. К примеру, когда такие заводы имеют на своем производстве тестеры для внутрисхемного и функционального контроля.
3. Предприятие использует в составе своего изделия произведенные за рубежом электронные модули и другие части, на которые отсутствуют исходные данные, такие как САПР и принципиальные схемы.
Рассматриваемая в данной статье технология Обратного Проектирования (ОП) применительно к электронике позволяет выполнять следующие задачи:
- Получение данных САПР и воссоздание принципиальной схемы по имеющемуся эталонному электронному модулю.
- Тестирование электронных модулей при отсутствии исходных данных (САПР и.т.д) на них.
- Воспроизводство электронного модуля с аналогичными эталонному образцу функциями, но без копирования как такового.
Рис. 2 Обратное Проектирование востребовано при необходимости в воспроизводстве электроники по образцу
Алгоритм и номенклатура используемого оборудования для реализации ОП применительно к конкретному изделию зависит от сложности этого изделия. Существует несколько оптимальных решений. К примеру, если изделие покрыто защитным лаком или иным защитным покрытием – необходимо в первую очередь обеспечить доступ к контактным площадкам платы, то есть снять это покрытие. Для этих целей нужно применять специализированное устройство для снятия конформных покрытий. После выполнения данной операции можно переходить непосредственно к воссозданию Принципиальной схемы. И здесь существует несколько решений: от достаточно простых ручных установок, применяемых для несложных электронных модулей, до универсальных автоматизированных тестовых систем на базе тестеров с подвижными пробниками – на которых можно эффективно реализовать технологию ОП со сложными электронными модулями. Универсальным решением является применение тестера с подвижными пробниками.
К примеру, в случае использования новейшего тестера с подвижными пробниками модель Pilot V8 VX – в технологии ОП используется самая современная восьми-пробниковая система, обеспечивающая полноценный двухсторонний доступ (по 4 подвижных пробника с каждой стороны обрабатываемого электронного модуля) и цветные камеры высокого разрешения, что позволяет значительно упростить и ускорить восстановление исходных данных на изделие.
Рис. 3 Обратное Проектирование позволяет получить Принципиальную Схему на электронный модуль
А что, если необходимо полностью повторить топологию и геометрию электронного модуля? В такой ситуации одного внутрисхемного тестера с подвижными пробниками будет недостаточно - в результате мы получим только принципиальную схему и карту расположения компонентов, а топология внутренних слоев будет нам недоступна.
Для сканирования внутреннего устройства электронного модуля необходимо использовать рентгеноскопические системы (к примеру, на собственном производстве Совтест АТЕ в городе Курске применяются рентгеновские системы известной фирмы Nikon) с опциями томографии или ламинографии.
Обычно Обратное Проектирование выполняется в следующей последовательности:
- создание тестовой программы (для электрического контроля изделий без исходных данных)
- воссоздание принципиальной схемы электронного модуля
- клонирование электронного модуля
Каждый уровень ОП требует выполнения определенного алгоритма и использования специализированных инструментов. Так, на I уровне необходимо только указать контактные точки, переходные отверстия и расположение компонентов (топологию внешних слоев платы можно не соблюдать) изделия. II уровень подразумевает выполнение всех действий первого, и дополнительную работу конструкторов в САПР (система автоматического проектирования). А на III уровне требуется в точности повторить топологию внешних слоев изделия (при помощи специализированного графического редактора) и затем задействовать конструкторскую группу для реализации трассировки платы.
Подводя итоги вышесказанному, можно говорить о том, что технология Обратного Проектирования незаменима для больших наукоемких производств, где используется большое количество автоматизированных систем различного назначения. При поломке таких систем – их самостоятельный ремонт невозможен, так как производитель не предоставляет принципиальные схемы на них.
А сам ремонт заключается в покупке нового модуля в замен неисправного, что приводит к неоправданным затратам и простою оборудования в течение 2-3х месяцев (пока выполняется доставка). Однако, при наличии инструментов для реализации Обратного Проектирования появляется возможность восстановления принципиальной схемы и выполнения с ее помощью самостоятельного ремонта неисправного модуля, что позволяет существенно сократить затраты на ремонт оборудования и уменьшить время его простоя. Кроме того, данная технология полезна при ремонте или модернизации старых изделий (информация на которые отсутствует, утеряна или уничтожена).
Используя технологию Обратного Проектирования, отечественные производители получают многофункциональный инструмент, позволяющий самостоятельно поддерживать в рабочем состоянии оборудование импортного производства и практически полностью отказаться от использования импортных решений в выпускаемой продукции.
Рис. 4 Пример реальной работы по использованию Обратного Проектирования для одного из наших Заказчиков
Следует отметить, что на территории Российской Федерации и стран СНГ единственной организацией, активно использующей технологии Обратного Проектирования, является предприятие ООО «Совтест АТЕ» (г.Курск). На сегодняшний момент имеются несколько реализованных проектов интеграции технологии ОП в производственный процесс Заказчика. Кроме того, на производственном участке ООО «Совтест АТЕ» имеется весь спектр необходимого оборудования для решения задач Обратного Проектирования, которое активно используется и для контроля выпускаемой продукции.
Кстати, на представленном выше рисунке приведен пример реальной работы наших специалистов с использованием Обратного Проектирования для изделия нашего Заказчика. Цель работы заключалась в получении Принципиальной Схемы с электронного модуля Заказчика.
В работе использовался Тестер с подвижными пробниками Pilot V8 (Seica):
- Размеры ПП – 40х77мм
- Кол-во компонентов – 100
- Кол-во слоев ПП - 4
- Время генерации принципиальной схемы - 3 часа
В заключение можно отметить, что Технология ОП уже достаточно широко распространена на зарубежных предприятиях оборонного назначения, причем ее применение не ограничивается только клонированием секретной продукции. В среднем под задачи Обратного Проектирования во всем мире поставляется 10 -15 специализированных тестовых систем в год.
Для предоставления дополнительной информации по технологии Обратного Проектирования направляйте запрос на адрес info@sovtest-ate.com. Будем рады сотрудничеству с Вами.
Знаете ли Вы что? – означает сокращение 4D в названии тестовой системы с подвижными пробниками Pilot V8 4D. В этой аббревиатуре зашифровано назначение тестера - он предназначен для:
- Тестирования Прототипов
- Ремонта электронных модулей
- Производства электронных модулей
- Обратного Проектирования
Рис. 5 Тестовая система с подвижными пробниками Pilot V8 – необходимое звено для Обратного Проектирования