嵌入式设备PCB级逆向基础技术浅析

今天，我们生活在一个被嵌入式设备统治的世界中。每个人都可能生活在各种各样的窥探、监控中。受安全漏洞影响的路由器、网络摄像头、智能手机和其他嵌入式设备，是极易被攻击的。最近爆发的Mirai病毒事件和其他LoT恶意软件更加说明了这一点。无论是出于好奇还是应顾客要求进一步提高产品的安全性，想要深度审计该类设备的固件，我们都需要拆卸下来，好找到调试接口。只有通过对系统进行调试和运行，才能揭示其中的隐秘之处。由于该过程具有一定的破坏性，故通常会对设备造成损坏。因此，要想进行深入的分析，仅准备一台设备是不够的!

PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)和PCBA(Printed Circuit BoardAssembly，印刷电路板组装)是电子设备不可缺少的组成部分。它们是电子元件的物理载体，负责连接和传输电子信号。逆向工程是一个通过分析和理解现有产品或系统获取设计信息的技术过程，然后进行复制、改进或创新。在PCB和PCBA领域，逆向工程尤为重要，特别是在产品开发、故障分析、兼容性改进等方面。

一、PCB/PCBA逆向工程是什么?

PCB/PCBA逆向工程是指对现有PCB或PCBA进行分析，以了解其设计、结构和功能。这通常涉及电路板的物理检查、电子元件的识别、电路布局的分析和电路功能的模拟。逆向工程的目标可能是学习设计原理，修复故障设备，开发兼容产品或升级产品。

二、PCB/PCBA逆向工程流程

1.制作电路板图片

拿到样品后，扫描样品整体，获得PCBA 3D模型及各层线路图数据。

2.制作BOM单

记录所有组件的型号、参数和位置。特别是二极管、三极管的方向、IC间隙的方向，用数码相机拍摄两个组件位置的照片，以帮助后续的图片。

3.修图

调整画布的对比度和亮度，使铜模部分与无铜模部分对比强烈。确保转档图像清晰，然后将图片保存为黑白BMP格式文件 TOP BMP和BOT BMP。如果发现图形有问题，也可以用PS进行修改和修改。

4.图片校准

将两个BMP格式的文件转换为PROTEL格式文件，并将两层调到PROTEL中进行校对。如果不能很好地重叠，则需要重复第三步。

5.封装制作

如果PROTEL中的元件包装不能匹配，我们应该自己建立元件包装。

6.绘制走线

将TOPBMP转化为TOPP PCB,注意转换到SILK层，即黄色层，然后扫描TOP层。并根据第一步的图纸放置设备，在绘制后删除SILK层，并重复，直到所有层都被绘制。

7.导出PCB文件

在PROTEL中将TOPOTEL PCB和BOT PCB调入到一个图中就可以了。

8.最终校对

使用激光打印机将TOPP LAYER BOTTOM LAYER 分别打印在透明胶片上，按1打印:1的比例将胶片放在PCB上，比较是否有。

9.测试信号参数分析

这样，与原板相同的抄板就完成了，但只完成了一半，需要测试抄板的电子技术性能是否与原板相同。

三、逆向工程的应用

产品开发：通过对竞争对手产品的逆向分析，企业可以快速学习和开发自己的产品。

故障分析：当原设计文件丢失或不完整时，逆向工程有助于识别和修复故障。

兼容性改进：通过了解现有产品的工作原理，可以开发兼容的配件或升级组件。

教育与研究：逆向工程是学习和研究电子设计原理的有效途径。

四、结论

PCB/PCBA逆向工程是一个复杂但强大的工具，可以帮助企业快速获取技术知识，提高竞争力。然而，它也带来了法律、技术和成本的挑战。正确使用逆向工程可以在尊重知识产权的前提下促进技术创新和产品改进。