مهندسی معکوس در الکترونیک

مهندسی معکوس در الکترونیک

مهندسی معکوس (Reverse Engineering) در حوزهٔ الکترونیک به معنای بررسی یک دستگاه یا برد الکترونیکی به‌منظور درک ساختار، عملکرد و رفتار آن بدون دسترسی به شماتیک یا سورس فِرم‌ویر اصلی است. کاربردها شامل تعمیر و نگهداری، بازیابی مدارهای منسوخ، تحلیل امنیتی، و توسعهٔ محصولات سازگار می‌شود. این فعالیت می‌تواند از سطح قطعات منفرد تا تحلیل فِرم‌ویر و پروتکل‌های پیچیده ادامه یابد.

اهداف و کاربردها

  • تعمیر و نگهداری: بازیابی عملکرد دستگاه‌هایی که اطلاعات فنی‌شان در دسترس نیست.

  • تحلیل امنیتی: یافتن آسیب‌پذیری‌های سخت‌افزاری/نرم‌افزاری در محصولات IoT، تجهیزات پزشکی، و سیستم‌های تعبیه‌شده.

  • سازگارسازی و توسعهٔ مکمل: ساخت قطعات یا فِرم‌ویر سازگار برای محصولات منسوخ یا رقابتی (interoperability).

  • آموزش و پژوهش: درک طراحی‌های صنعتی و الگوبرداری برای یادگیری.

 

مراحل مهندسی معکوس در الکترونیک

۱. تحلیل فیزیکی (Physical Analysis)

  • باز کردن دستگاه (Teardown)

  • شناسایی بردها (PCB) و قطعات الکترونیکی

  • نقشه‌برداری از مسیرها و اتصال‌ها (با میکروسکوپ یا مولتی‌متر)

  • مولتی‌متر، میکروسکوپ دیجیتال، دوربین ماکرو

    ابزارهای موردنیاز:

    نرم‌افزار طراحی PCB مثل KiCad یا Altium Designer برای بازسازی شماتیک

    ۲. تحلیل منطقی (Logical / Schematic Analysis)

    • رسم شماتیک از روی PCB

    • شناسایی ICها از طریق Datasheet

    • تحلیل مسیرهای سیگنال (Clock، Reset، Power، I/O Bus)

    • درک منطق عملکردی مدار (مثلاً ADC، DAC، Microcontroller، RF Section)

       

      ۳. تحلیل فِرم‌ویر یا نرم‌افزار داخلی

      اگر مدار شامل میکروکنترلر باشد:

      • استخراج (Read-out) فِرم‌ویر از حافظه (فقط در صورت عدم وجود قفل امنیتی و برای کاربرد قانونی)

      • بررسی ساختار باینری یا دی‌اسمبل کردن کد با ابزارهایی مثل:

      • IDA Pro / Ghidra / Radare2 (برای تحلیل کد Assembly)
      • Binwalk / Firmware Mod Kit (برای تحلیل فایل‌های فِرم‌ویر)
      • شناسایی پروتکل‌های ارتباطی (UART، SPI، I²C، CAN، USB)

       

      ۴. شبیه‌سازی و تست

      • مدل‌سازی مدار در نرم‌افزارهایی مانند LTspice، Proteus، Multisim

      • اجرای تست عملکردی روی برد واقعی

      • استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری:

      • Logic Analyzer
      • Oscilloscope
      • Signal Generator

         

        ۵. مستندسازی و بازطراحی

        • بازسازی شماتیک کامل

        • ترسیم مجدد PCB

        • ایجاد مدل سه‌بعدی (در صورت نیاز)

        • طراحی نسخه بهینه یا جایگزین با قطعات مدرن

       

     

نتیجه‌گیری

می‌توان گفت مهندسی معکوس پلی است میان فهم فناوری موجود و خلق فناوری‌های آینده. هرچه شناخت مهندسان از ساختار داخلی سامانه‌ها بیشتر باشد، توانایی آن‌ها در طراحی سیستم‌های نوآورانه، مقاوم‌تر و کارآمدتر نیز افزایش می‌یابد. این حوزه با ترکیب علم الکترونیک، نرم‌افزار، و تحلیل سیستم، زمینه‌ساز پیشرفت در صنایع هوشمند، اینترنت اشیاء، و سیستم‌های تعبیه‌شدهٔ نسل جدید است.