Jak projektować zaawansowaną elektronikę konsumencką, sprzęt medyczny, wojskowy lub kosmiczny nie uczą politechniki ani seminaria. Informacje, które są ogólnie dostępne, zwykle nie wykraczają poza ogólne reguły i wskazówki. Im bardziej specjalistyczna dziedzina, tym publicznie dostępnych szczegółów jest mniej. Przykładem może być elektronika kosmiczna.
Taką wiedzę zawsze zapewniała inżynieria odwrotna, czyli po prostu rozbieranie i analizowanie produktów konkurencyjnych. Im większe skomplikowanie urządzeń, większa presja czasu w projektach oraz nacisk na zachowanie niskiej ceny, tym reverse engineering ma większe znaczenie, bo żadne inne działania nie są tak efektywne. Usługi rozbierania i analizy konstrukcji w ostatnich latach bardzo się rozwinęły i ich możliwości zapewniane przez zajmujące się tym specjalistyczne firmy nierzadko są po prostu imponujące. Działalność ta opiera się na specjalistach wysokiej klasy i nietrudno dostrzec, że jest to coraz bardziej dochodowy biznes.
Inżynieria odwrotna najczęściej kojarzy się z odtworzeniem schematu na podstawie elementów i mozaiki ścieżek. Tak jest cały czas, niemniej proces ten w dużej części został zautomatyzowany i nikt już nie ogląda ścieżek przez lupę. Płytki wielowarstwowe są szlifowane, warstwa po warstwie skanowane są mozaiki, a potem komputerowo składane w sieć połączeń. Do tego tworzona jest lista BOM obejmująca nie tylko wartości, ale także wskazania, kto jest ich producentem. To już nie jest takie proste, bo wiele komponentów nie ma oznaczeń, jak chociażby kondensatory. Półprzewodniki mają sygnatury przypisane do projektów lub zamówień i często zamiast oznaczeń producenta chipów mają logotypy wytwórcy urządzenia. Wymusza to w tych procesach trawienie plastiku obudów w kwasach i obserwację mikroskopową struktur krzemowych.
Warto zauważyć, że urządzenia produkowane w dużych seriach korzystają z układów, gdzie w jednej obudowie jest kilka struktur półprzewodnikowych, do tego kluczowe chipy są tworzone na potrzeby projektu jako SoC. W takich przypadkach niezbędne jest nie tylko ustalenie, kto wyprodukował układ, ale też w jakiej technologii (wymiar procesu, średnica krzemu) oraz jakie bloki funkcjonalne zostały wykorzystane, np. procesor, pamięć, interfejsy, część radiowa. Takie prace wymagają analizy mozaiki chipa i posiadania ogromnej wiedzy, aby umieć zinterpretować uzyskane obrazy. Oczywiście niezbędny też jest sprzęt pozwalający na obserwację i fotografowanie mikronowych struktur, szlifowanie płytek i obudów.
Po rozbiciu urządzenia na elementarne części i zyskaniu wiedzy na temat hardware, kolejnym etapem reverse engineeringu jest dzisiaj szacowanie kosztów produktu. Sama możliwość wstecznego narysowania schematu, odtworzenia płytki drukowanej nawet skomplikowanego urządzenia to jeszcze za mało, bo ważne jest, aby produkcja była rentowna.
Niezbędne jest więc określenie, ile kosztuje BOM, w tym odpowiedź, czemu wybrano takie, a nie inne chipy spośród wielu równoważnych funkcjonalnie. Ta część pracy to "reverse costing" i poza podzespołami termin dotyczy też kosztów produkcji w danej lokalizacji lub u danego producenta EMS, ceny płytki drukowanej lub obudowy. Analizie cenowej trzeba też poddać wartość oprzyrządowania produkcji, a więc specyficznych testerów lub maszyn wymaganych do wytworzenia oraz oprogramowanie. Nie wszystko z podanej listy kwalifikuje się jako praca inżynierska, dużą rolę w procesie wyznaczenia kosztów odgrywają konsultanci biznesowi znający realia łańcucha dostaw, poziomy cen, upustów i strategie cenowe.
Warto przejrzeć dostępne w Internecie oferty usług takich firm, bo pokazują one, jak złożone staje się dzisiaj projektowanie elektroniki.
Robert Magdziak
