Компания
35,87
рейтинг
18 мая 2014 в 21:00

Разное → Гикпорн 4 — продолжаем вскрывать микросхемы: БК0010, MEMS гироскоп и немного Роснано

С момента публикации предыдущего поста с вскрытыми микросхемами прошло пол года — пора рассказать, что удалось увидеть нового. Для тех кто пропустил первые 3 серии — вот раз, два, три.

Toshiba TCD1201D — линейный монохромный CCD светочувствительный сенсор из 2048 элементов. Датчики такого типа применяются в факсах, считывателях штрих-кодов и даже на спутниках, фотографирующих землю. Сами светочувствительные элементы — в линии в центре кристалла. Накопленный за время облучения светом заряд постепенно «сдвигается» к краю кристалла двухфазным тактовым сигналом, где он усиливается — и далее уже может быть оцифрован, получится 1 строчка изображения.





Целый кристалл (34.8x0.8мм) в половинном разрешении. В полном разрешении он бы уже не влез в JPEG (80к+ пикселей по ширине):



Миландр 1645РТ2У — радиационно-стойкая микросхема постоянной памяти на 32k*8 бит.



Уровень поликремния, видны сами блоки памяти:



Данные хранятся в элементе antifuse — за счет пробоя тонкого диэлектрика: Здесь зеленые прямоугольники — транзисторы доступа, а сама ячейка памяти — чуть выше/ниже их — в красном прямоугольнике видна овальная область с более тонким диэлектриком. Именно там и происходит пробой.



Invensense MPU6050 — 6-осевой гироскоп+акселерометр, широко используется в квадкоптерах и телефонах. Состоит из 2 кристаллов, приваренных лицом к лицу. Механические элементы при движении микросхемы — также сдвигаются относительно друг друга, и этот сдвиг можно оценить по изменению емкости.





Первый кристалл:



Второй кристалл:



Под микромеханическими элементами — обычная цифровая логика:



Статическая память, технология производства порядка 250нм:



Microchip 24lcs52 — EEPROM на 2 килобита, используется как SPD-чип в модулях памяти:



Крупнее charge-pump: умножитель напряжения на переключаемых конденсаторах (т.к. для записи/стирания EEPROM нужно относительно высокое напряжение). Здесь конденсаторы — зеленые прямоугольники, а «силовые» транзисторы — между ними.



Еще одна EEPROM на 2 килобита — ST 34C02:



Ti TS5A3159 — 1.65-5В 2:1 аналоговый переключатель с подогнанным сопротивлением каждого канала ~1Ω и гарантией разрыва перед переключением. Транзисторы для обеспечения сопротивления канала 1Ω — занимают бОльшую часть кристалла.
Размер кристалла — 1017x631 µm, технология 1µm.



TI LM393 — сдвоенный компаратор напряжения, одна из старых рабочих лошадок электроники.
Размер кристалла — 704x748 µm.



TI TL431 — шунт-регулятор напряжения, часто используемый в линейных источниках питания в сочетании с мощным внешним транзистором. Очень старая микросхема по старым техпроцессам — но до сих пор активно используемая в новых разработках. Конкретно эта микросхема была выпаяна из видеокарты AMD 4870.
Размер кристалла — 1011x1013 µm.



Ken Shirriff уже сделал полную аннотацию электрической схемы, более полный пост он опубликует в ближайшие дни-недели, а пока рисунок. Схему можно увидеть тут.



О SiTime я уже упоминал в статье про высокотехнологичное производство в России. SiTime — одна из компаний, в которую инвестировала деньги Роснано. SiTime SiT8008 — MEMS генератор, который должен заменить кварц с бОльшей надежностью и сравнимой ценой. Для обеспечения максимального Q-фактора механический резонатор запаян в вакууме _внутри_ кристалла.



Основной кристалл — бросается в глаза катушка индуктивности для PLL:



После травления металлизации:



Крупным планом стандартные ячейки — снова технология уровня 250нм.



NXP/Phillips PCF8574 — 8-битный I2C расширитель портов, технология производства 3мкм (!!!). До сих пор производится и продается. Как видим, дело тут не в технологии производства.



SkyWorks AAT4292 — 7-битный расширитель ввода-вывода, с 1.1Ω 100мА ключами в верхнем плече.



После травления металлизации видно, что 7 MOSFET-ов на ток 100мА заняли практически всю площадь кристалла:



БК0010

Вкусное на последок: Vslav-ом была восстановлена схема серии микросхем из компьютера БК0010 — результаты опубликованы тут. По результатом анализов — был даже обнаружен баг в реализации контроллера гибких дисков. Как и в случае с PS1 — это нужно, чтобы делать абсолютно точные эмуляторы.



Вся серия КР1801ВП1* — это БМК, базовый матричный кристалл. В БМК все транзисторы / логические блоки уже готовые выходят с завода, остается лишь добавить слой металлизации, который их соединит нужным образом. Получается примерно как FPGA — только программирование раз и навсегда.

Кусочек БМК крупнее. Светлые линии — это металлизация, которой конфигурируется конкретная логическая схема. Подробнее про схему базовой ячейки можно почитать тут.



Будущее


Все больше людей интересуются восстановлением схемы из микросхем как хобби — что не может не радовать. Следующие кандидаты на восстановление схемы — КР1818ВГ93, популярный в exСССР контроллер гибких дисков (2 микросхемы уже с трепетом ожидают кислотную ванну) и наконец — собственно КР580ВМ80А (заинтересованные люди скапливаются тут).

Мне также интересно попробовать восстановить схему игры волк-заяц — в прошлую акцию сбора старого железа мне передали одну штуку, но качество вскрытия чипа оказалось неудовлетворительным. Не завалялось ли у кого еще одной игры на растерзание? Нужна именно волк-заяц, или аналогичная с микки-маусом (можно с разбитым экраном или другими повреждениями).

Надеюсь, эта очередная экскурсия в микромир была интересна.

Update: Добавлена аннотация схемы TL431
Автор: @BarsMonster
Zeptobars
рейтинг 35,87
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Комментарии (20)

  • +11
    Прям по заголовку уже понятно, чья статья! Радостно, что есть такие люди как вы. Спасибо. Ни за что не бросайте это дело.
  • +4
    Вспомнил как в детстве обожал вскрывать микросхемы. Держал корпус над газом пока тот не обугливался, и извлекал блистящий кристалл который потом приклеивал на листочек. Он переливался а я рефлексировал над ним с увеличительным стеклом.
    Спасибо за ностальгию!
  • +33
    Спасибо, попаял…
  • +4
    Я наконец-то узнал, что скрывается внутри акселерометра.
    А игра у меня есть, с разбитым экраном, но она во Владивостоке, в коробках в гараже. Упс,
    • +3
      не упс, а UPS вам в помощь… хотя наверно дорого будет…
  • +2
    Требую RFID!:)
    • +1
      RFID уже были
      • +1
        У нас с Tiberius особые счеты по RFID :-)
        • +1
          Кстати, BarsMonster, акселерометр откуда добыл?!
          • +1
            Купил для потенциального квадкоптера с запасом :-)
      • +4
        Милорд, нужно больше RFID!!!
    • +1
      Рфидофилы!
      • +1
        Рфидофиловед.
  • +2
    Вот без аннотации смотрится как гик-порно: красивые картинки, но понятно очень мало :)
    С аннотацией куда интереснее.
  • +5
    Акселерометр — жемчужина поста.
  • +2
    Каждый раз смотрю на ваши фотки и каждый раз восхищаюсь — как человечество додумалось до такого!
  • +2
    Прислать магнетометр?
  • +2
    А есть ли у вас фотки как сгорают микросхемы? Было бы поучительно видеть последствия повышенного напряжения на IO когда вышибает защитный диод и порт отмирает и в тротивововес что просиходит от статики… ну или специально сгенерированного разряда =)
    • +1
      Да, это может быть интересно на видео, но там видно будет только брутальные повреждения…
      Статику увидеть без электронного микроскопа не выйдет, да и с ним затруднительно…
      • 0
        На видео? То есть вскрыть чип не повредив соединения с выводами? Потом его еще подключить и аккуратно спалить — нетривиально)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное