الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۴۰
کد مقاله
ELC40
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع – CMOS
نام انگلیسی
Reverse Engineering of CMOS Integrated Circuits
تعداد صفحه به فارسی
۲۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۴
کلمات کلیدی به فارسی
مهندسی معکوس، مدارهای مجتمع
کلمات کلیدی به انگلیسی
Reverse Engineering, Integrated Circuits, CMOS
مرجع به فارسی
دپارتمان مهندسی کامپیوتر، دانشگاه فنی ویلنیوز
مرجع به انگلیسی
Department of Computer Engineering, Vilnius Gediminas Technical University
کشور
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع – CMOS
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع CMOS
مقدمه
مهندسی معکوس بعنوان فرآیندی برای آنالیز یک سیستم موضوعی تعریف شده است تا بتوان نسبت به مشخص نمودن مولفه ها یا اجزای سیستمی‌و ارتباطات میانی آنها اقدام نموده و همچنین قابلیت بوجود آوردن شاخص های سیستمی‌در یک فرم دیگر و یا سطح بالاتری از حالت تجرید را ایجاد کرد. در رشته مدارهای مجتمع چنین فرآیندی معمولاً جهت تصدیق اصلاحات مربوط به طراحی محصول از طریق بهره گیری از داده های پوششی یا نقابی و استخراج نت لیست سطح ترانزیستور اعمال می‌گردد. این نت لیست سپس به سطح دروازه ای و سطح عملکردی خلاصه می‌شود. مدل سطح عملکردی بدست آمده بر این مبنا در مقایسه با طرح چیپ اولیه مورد مقایسه و انطباق قرار میگیرد. مهندسی معکوس همچنین به منظور بازیافت مشخصه های غیرقابل دسترسی مدارهای مجتمع مورد استفاده قرار میگیرد (و همچنین از آن جهت طراحی IC های جدید با استفاده از داده های بازیافتی استفاده می‌شود.)
در این مقاله ما نسبت به ارائه روش های مهندسی معکوس سطح فیزیکی چیپ یا تراشه با استفاده از داده های بصری موارد به هم پیوسته لایه فلزی IC ، به نام vias ، اقدام می‌کنیم. علاوه بر این داده های حاصل شده از تست تجربی برای روش های پیشنهادی ما نیز عرضه خواهد شد. نگرش خلاصه ای از آنچه هم اکنون به عنوان روش های مهندسی معکوس خوانده می‌شود نیز در این مبحث ارائه می‌گردد.
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع – CMOS
مشکلات مهندسی معکوس
فرآیند مهندسی معکوس را می‌توان به دو دسته مستقل تقسیم کرد (شکل ۱):
آنالیز سطح فیزیکی
آنالیز سطح عملکردی
هریک از این مراحل نیازمند حل مسائل بسیار مشکلی می‌باشند. به هنگامی‌که نسبت به آنالیز سطح فیزیکی اقدام می‌کنیم، هدف بازسازی توپولوژی کلیه سطوح فرآیند تولید تراشه، تا حد ممکن دقیق، می‌باشد. این مرحله در صورتی که داده‌های اصلی نقاب های فتولیتوگرافی مهیا نباشد الزامی‌خواهد بود. بعلاوه، این مرحله را باید زمانی به کار گرفت که در جستجوی خطا در فرآیند تولید تراشه باشیم. به هنگامی‌که داده های طراحی اصلی مهیا نباشند، مرحله تجزیه و تحلیل بر روی مدار مجتمع فیزیکی واقعی انجام خواهد شد. بسیاری از مراحل فنی در چنین موردی شامل خواهند شد: کپسول زدایی تراشه، حکاکی شیمیایی یا پلاسما، پولیش و غیره. اهداف نهایی این مراحل آشکار سازی هریک از لایه های فنی تراشه می‌باشد. پس از آشکار سازی، هریک از لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری یا میکروسکوپ الکترونی تصویربرداری می‌شوند. داده های تصویر دیجیتال جهت آنالیز و فرآیند بعدی ذخیره می‌گردند.
مرحله آنالیز عملکردی به هنگامی انجام خواهد شد که داده‌های ماسک فتولیتوگرافی مهیا باشد. این داده ها را می‌توان با استفاده از تکنیک های سطح فیزیکی جستجو نمود و یا آنکه آنها را از طرح اولیه تراشه در صورت وجود حاصل آورد. با استفاده از ابزارهای نرم افزاری اتوماتیک، نت لیست سطح ترانزیستور از داده های ماسک استخراج می‌شود پس از آن نت لیست سطح ترانزیستور در سطح در فاز خلاصه سازی شده و سپس شاخص تراشه سطح عملکردی نیز مشخص می‌گردد. مدلی که از طریق فرآیند تجرید به دست می‌آید، در مقایسه با مدل طرح اصلی مورد شبیه سازی قرار میگیرد تا آنکه از سطح چارچوب ماسک احتمالی یا خطاهای فرآیند تولیدی احتمالی مشخص شوند.
شکل ۱٫ رویه مهندسی معکوس
اغلب مقاله‌های انتشار یافته عملی موجود در زمینه رشته مهندسی معکوس بر روی آنالیز عملکردی متمرکز شده اند. بر این مبنا دو دسته بندی برای این مقاله‌ها وجود دارد. مقاله های موجود در دسته بندی اولیه نسبت به تجریه و تحلیل روشهای تشخیص ساختار عملکردی (همانند ترانزیستورها ) از داده های ماسک مدار مجتمع اقدام می‌نمایند. مقوله های موجود در دسته بندی دوم نیز روش های تجرید عملکردی مختلف را با استفاده از نت لیست سطح ترانزیستور جاری مورد بررسی قرار می‌دهند. بسیاری از روش های تشریح شده در برنامه‌های نرم افزاری کامپیوتری مختلف پیاده شده و در عمل اجرا گردیده اند.
مقاله هایی که اولین مرحله مهندس معکوس (سطح فیزیکی) را مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهند تقریباً در مباحث علمی وجود ندارند. آنالیز سطح فیزیکی مدار مجتمع، با این حال، در برخی از دفاتر ثبت ایالات متحده تشریح شده است.
یک سیستم مهندسی معکوس اتوماتیک که ادوات تصویربرداری نوری و نرم افزارهای کامپیوتری را به کار میگیرد در بخش (۸) تشریح شده است. این سیستم دارای نقصهای قابل ملاحظه ای می‌باشد: این سیستم با استفاده از کتابخانه از قبل تعریف شده واحدهای ساختاری مدار مجتمع عمل می‌نماید. ساختارهای این واحد در فرمت تصویر شبکه ای یا پویش خطی دیجیتال ذخیره می‌شوند و عمل شناسایی از طریق جستجوی بصری برای واحدهای مشابه حاصل می‌گردد. استفاده از کتابخانه از پیش تعریف شده ساختارها باعث کاهش قابلیت سیستم خواهد شد.
…
اجزای مدارهای مجتمع را می‌توان با استفاده از فرآیندهای ریاضی، مورفولوژیکی و فرآیند تصویر برداری استاتیک و همچنین آنالیز الگوریتم ها در تصاویر دیجیتال مورد شناسایی قرار داد.
ما روش هایی را که بر مبنای چنین فرآیندهای تصویر برداری راستر دیجیتال می‌باشند و آنالیز الگوریتم ها با استفاده از برنامه کاربردی خاص مرتبط با لایه تصویر IC را پیشنهاد می‌کنیم. چین مشخصه ای را می‌توان به دست آورد چرا که هریک از لایه ها در IC با استفاده از قواعد طراحی خاص مورد طراحی و ساخت قرار گرفته اند.
شکل ۲ نقشه ساده شده ای از VIA و لایه های اطراف آن
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع – CMOS
الگوریتم کلی و آبجکت آنالیز
در این مقاله ما آنالیز دو روش مناسب برای شناسایی میان اتصالات لایه فلزی IC، به نام vias ، را ارائه می‌نماییم. شکل ۲ نشان دهنده ساختار ساده شده via و لایه های اطراف آن می‌باشد. VIA سیم ها را از اولین لایه فلزی M1 به دومین لایه فلزی M2 متصل می‌نماید.
هر یک از دو روش ارائه شده بر مبنای الگوریتم کلی می‌باشند که شامل سه مرحله اصلی هستند:
پردازش تصویر ورودی
۲- آنالیز تصویر پردازش شده و استخراج داده های بردار
آنالیز و پردازش داده های بردار
پیاده سازی مراحل ۱ و ۲ برای هر روش پیشنهادی متفاوت می‌باشد. به منظور برآورد این مطلب که کدامیک از این روش ها می‌توانند برای استخراج داده های لایه Via مناسب تر باشند، آنها را باید با استفاده از دسته های تصاویر آزمون ثابت مورد آزمایش قرار داد و دقت هر روش را محاسبه و مقایسه کرد.
تصاویر تست شده
قبل از تشریح روشها، ما در ابتدا باید داده های ورودی آنها را معرفی نماییم. ما مجموعه‌ای از تصاویر نمونه و انتخابی را در اختیار داریم که از ویژگیهای مختلفی برای ارزیابی روش های عینی بیشتری برخوردار می‌باشند. ۴ مجموعه تصویر تست قالب های مدار مجتمع مورد استفاده قرار گرفت. برای این کار از میکروسکوپ نوری استفاده شد. تصاویر نمونه از هر یک از مجموعه‌های مربوطه در شکل ۳ نشان داده شده‌اند. سه مورد از IC های مربوطه با استفاده از تکنولوژی تولید گردیده و یک مورد نیز با استفاده از تکنولوژی تولید شد.
قواعد تکنولوژیکی از طریق مربعات دارای اندازه های ثابت تعریف شدند. در تصاویر تست قطر آنها تقریباً به میزان و قطر مفتول فلزی نیز به میزان مشخص گردید. رزولوشن تصویر نیز تقریباً به میزان ۱۵ پیکسل در هر میکرومتر برآورد شد.
…
قبل از اجرای فرآیند خاص مرتبط با این روش، تصاویر اولیه را باید تحت روال پیش- فیلترینگ قرار داد تا آنکه نویز و جزئیات غیر الزامی‌آنها برطرف شود. برای این کار از فیلتر حد میانه با اندازه پنجره ۳*۳ یا ۵*۵ استفاده می‌شود، که منوط به اندازه ذرات نامطلوب خواهد بود. پس از این مرحله، مراحل خاص مشخص شده برای هریک از الگوریتم های پیشنهادی ما انجام می‌گردند.
روش انتخاب بخش قابل توجه تصویر (بلاب)
این روش مشابه ساده تر و سریع تر از دو روش تشخیص via می‌باشد. این روش بر مبنای فیلتر ساده آستانه و آنالیز ویژگی بخش بلاب تصویر باینری می‌باشد.
پس از کاهش نویز فیلتر آستانه برای تصویر اعمال می‌گردد. ارزش آستانه ثابت می‌باشد که به وسیله بالاترین میزان شدت مقادیر پیکسل در نواحی via تصویر بدست می‌آید. چنین روشی در نظر میگیرد که پیکسل های واقع شده در نواحی via غالباً از شدت بالاتری در مقایسه با نواحی مجاور آنها برخوردار می‌باشند. Vias دارای لبه‌هایی می‌باشند که از شدت پایین‌تری بهره‌مند بوده و بر این مبنا آنها را از نواحی دیگر مجزا می‌سازد. این امر به طور کلی برای تصاویر via درست می‌باشد، چرا که لایه اکسید عایق بین دو لایه فلزی دارای قابلیت بازتاب نور اندکی در مقایسه با نواحی via می‌باشد.
پس از فیلترینگ آستانه، تصویر باینری حاصل شده به وسیله یک فیلتر ساده رد بلاب مورد پردازش قرار میگیرد. این مرحله نیازمند ابعاد تقریبی از پیش تعیین شده آبجکتهای via در پیکسل ها می‌باشد. اندازه Via را می‌بایست محاسبه نمود و آن را به عنوان پارامتر ورودی در این روش بکار گرفت.
فیلترینگ بلاب مبتنی بر اندازه باعث حذف آبجکتهای باینری خواهد شد که اندازه آنها در محدوده اندازه مشخص شده به وسیله پارامتر فیلتر نمی‌باشد. آبجکتهای باقیمانده پس از این فیلتر به عنوان vias شناسایی می‌شوند.
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع – CMOS
روش همبستگی متقابل
روش دوم بر مبنای اصول جستجوی مشابهات آماری می‌باشد. نواحی تصویری که دارای همبستگی با تصویر نمونه via آماده می‌باشند به عنوان موقعیت های via مشخص می‌گردند.
پس از کاهش نویز، الگوی جستجوی via مرجع از این تصویر انتخاب می‌شود. این الگو می‌بایست تصویر واحدی باشد که از کیفیت بسیار مطلوبی برخوردار بوده و از نمونه via اصلی تصویر اولیه حاصل شده باشد. الگوی جستجو می‌بایست در بردارنده via باشد و همچنین باید حاوی برخی از پیکسل های لبه‌های زمینه اطراف نیز باشد. انتخاب الگوی درست به عنوان یک مرحله بسیار درست برای این الگوریتم به شمار می‌آید. بهترین کیفیت از طریق تصویر الگو را می‌توان بوسیله مشخص نمودن میانگین نمونه های تصویری بخوبی- فرم گرفته via حاصل آورد.
…
شکل ۴٫ نتیجه همسبتگی متقابل تصویر لایه via
پردازش داده های استخراج شده
پس از استخراج موقعیت via و داده های اندازه با استفاده از دو روش تشریحی، چنین موردی جهت مطابقت با قواعد طراحی via مورد پردازش قرار میگیرد. آنها محدودیت های وابسته به اندازه via و فضای آن را مشخص می‌کنند. قواعد طراحی به عنوان پارامترهای ورودی برای مرحله پردازش به شمار می‌آیند.
…
نتایج
برنامه کاربردی نرم افزاری مشتری طراحی و جهت اجرای تست این روش اعمال شد. نتایج این تست در جدول ۱ مشخص شده اند.
…
مهندسی معکوس مدارهای مجتمع – CMOS
نتیجه گیری
دو روش مناسب برای استخراج داده‌های میان اتصالی لایه فلزی مدار مجتمع از تصاویر میکروسکپی پیشنهاد شده و بصورت تجربی مورد تصدیق قرار گرفتند.
برنامه کاربردی نرم افزار مشتری جهت تصدیق و تنظیم الگوریتمهای روش پیشنهادی تهیه شد.
نتایج تست معرف آن است که در اغلب موارد روش انتخاب بلاب بعنوان مناسب‌ترین روش برای شناسایی via در تصویر مد نظر می‌باشد. با این وجود، هر دو روش پیشنهادی به میزان زیادی وابسته به کیفیت داده‌های تصویر ورودی می‌باشند. روش جستجوی همبستگی متقابل به هنگامی که کیفیت داده‌های تصویر ورودی افت می‌کنند، کاملا بر روش بلاب ارجعیت دارد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
