IC芯片(Integrated Circuit集成电路)是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容等)形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片。而今几乎所有看到的芯片，都可以叫做IC芯片。

IC芯片(Integrated Circuit集成电路)是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容等)形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片。而今几乎所有看到的芯片，都可以叫做IC芯片。

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

产品分类

一、集成电路的种类一般是以内含晶体管等电子组件的数量来分类：

SSI(小型集成电路)，晶体管数10～100个；

MSI(中型集成电路)，晶体管数100～1000个；

LSI(大规模集成电路)，晶体管数1000～100000；

VLSI(超大规模集成电路)，晶体管数100000以上。

二、按功能结构分类：集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。

三、按制作工艺分类：集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。

四、按导电类型不同分类：集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。

五、按用途分类：集成电路按用途可分为电视机用集成电路。音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。

鉴别IC芯片质量好坏的五大方法

 1、不在路检测

这种方法是在ｉｃ未焊入电路时进行的，一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值，并和完好的ｉｃ进行 必较。

 2、在路检测

这是一种通过万用表检测ｉｃ各引脚在路（ｉｃ在电路中）直流电阻、对地交直流电压以及总工作电流的检测方法。这种方法克服了代换试验法需要有可代换ｉｃ的局限性和拆卸ｉｃ的麻烦，是检测ｉｃ最常用和实用的方法。

3、直流工作电压测量

这是一种在通电情况下，用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件的工作电压进行测量；检测ｉｃ各引脚对地直流电压值，并与正常值相 较，进而压缩故障范围， 出损坏的元件。测量时要注意以下八 ：

(1)万用表要有足够大的内阻， 少要大于被测电路电阻的１０倍以上，以免造成较大的测量误差。

(2)通常把各电位器旋到中间位置，如果是电视机，信号源要采用标准彩条信号发生器。

(3)表笔或探头要采取防滑措施。因任何瞬间短路都容易损坏ｉｃ。可采取如下方法防止表笔滑动：取一段自行车用气门芯套在表笔尖上，并长出表笔尖约０．５ｍｍ左右，这既能使表笔尖良好地与被测试点接触，又能有效防止打滑，即使碰上邻近点也不会短路。

(4)当测得某一引脚电压与正常值不符时，应根据该引脚电压对ｉｃ正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行分析， 能判断ｉｃ的好坏。 

 (5)ｉｃ引脚电压会受外围元器件影响。当外围元器件发生漏电、短路、开路或变值时，或外围电路连接的是一个阻值可变的电位器，则电位器滑动臂所处的位置不同，都会使引脚电压发生变化。

(6)若ｉｃ各引脚电压正常，则一般认为ｉｃ正常；若ｉｃ部分引脚电压异常，则应从偏离正常值最大处入手，检查外围元件有无故障，若无故障，则ｉｃ很可能损坏。

(7)对于动态接收装置，如电视机，在有无信号时，ｉｃ各引脚电压是不同的。如发现引脚电压不该变化的反而变化大，该随信号大小和可调元件不同位置而变化的反而不变化，就可确定ｉｃ损坏

(8)对于多种工作方式的装置，如录像机，在不同工作方式下，ｉｃ各引脚电压也是不同的。

4．交流工作电压测量法

为了掌握ｉｃ交流信号的变化情况，可以用带有ｄｂ插孔的万用表对ｉｃ的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡，正表笔插入ｄｂ插孔；对于无ｄｂ插孔的万用表，需要在正表笔串接一只０．１～０．５μｆ隔直电容。该法适用于工作频率 较低的ｉｃ，如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同，波形不同，所以所测的数据是近似值，只能供参考。

5．总电流测量法

该法是通过检测ｉｃ电源进线的总电流，来判ｉｃ好坏的一种方法。由于ｉｃ内部绝大多数为直接耦合，ｉｃ损坏时（如某一个ｐｎ结击穿或开路）会引起后级饱和与截止，使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判 ｉｃ的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降，用欧姆定律计算出总电流值。 

IC芯片对EMI设计的影响

电磁兼容设计通常要运用各项控制技术，一般来说，越接近EMI源，实现EM控制所需的成本就越小。PCB上的集成电路芯片是EMI最主要的能量来源，因此，如果能够深入了解集成电路芯片的内部特征，可以简化PCB和系统级设计中的EMI控制。

在考虑EMI控制时，设计工程师及PCB板级设计工程师首先应该考虑IC芯片的选择。集成电路的某些特征如封装类型、偏置电压和芯片的：工艺技术（例如CMoS、ECI）等都对电磁干扰有很大的影响。下面将着重探讨IC对EMI控制的影响。

集成电路EMI来源

PCB中集成电路EMI的来源主要有：数字集成电路从逻辑高到逻辑低之间转换或者从逻辑低到逻辑高之间转换过程中，输出端产生的方波信号频率导致的EMl信号电压和信号电流电场和磁场芯片自身的电容和电感等。

集成电路芯片输出端产生的方波中包含频率范围宽广的正弦谐波分量，这些正弦谐波分量构成工程师所关心的EMI频率成分。最高EMI频率也称为EMI发射带宽，它是信号上升时间（而不是信号频率）的函数。

计算EMI发射带宽的公式为：f=0.35/Tr

式中，厂是频率，单位是GHz;7r是信号上升时间或者下降时间，单位为ns。

从上述公式中可以看出，如果电路的开关频率为50MHz，而采用的集成电路芯片的上升时间是1ns，那么该电路的最高EMI发射频率将达到 350MHz，远远大于该电路的开关频率。而如果汇的—上升时间为5肋Fs，那么该电路的最高EMI发射频率将高达700MHz。

电路中的每一个电压值都对应一定的电流，同样每一个电流都存在对应的电压。当IC的输出在逻辑高到逻辑低或者逻辑低到逻辑高之间变换时，这些信号电压 和信号电流就会产生电场和磁场，而这些电场和磁场的最高频率就是发射带宽。电场和磁场的强度以及对外辐射的百分比，不仅是信号上升时间的函数，同时也取决 于对信号源到负载点之间信号通道上电容和电感的控制的好坏，因此，信号源位于PCB板的汇内部，而负载位于其他的IC内部，这些IC可能在PCB上，也可 能不在该PCB上。为了有效地控制EMI，不仅需要关注汇;芭片自身的电容和电感，同样需要重视PCB上存在的电容和电感。

当信号电压与信号回路之间的锅合不紧密时，电路的电容就会减小，因而对电场的抑制作用就会减弱，从而使EMI增大;电路中的电流也存在同样的情况，如 果电流同返回路径之间锅合不;佳，势必加大回路上的电感，从而增强了磁场，最终导致EMI增加。这充分说明，对电场控制不佳通常也会导致磁场抑制不佳。用 来控制电路板中电磁场的措施与用来抑制IC封装中电磁场的措施大体相似。正如同PCB设计的情况，IC封装设计将极大地影响EMI。

电路中相当一部分电磁辐射是由电源总线中的电压瞬变造成的。当汇的输出级发：跳变并驱动相连的PCB线为逻辑“高”时，汇芯片将从电源中吸纳电流，提 供输出级月需的能量。对于IC不断转换所产生的超高频电流而言，电源总线姑子PCB上的去辊网络止于汇的输出级。如果输出级的信号上升时间为1.0ns， 那么IC要在1.0ns这么短的时P 内从电源上吸纳足够的电流来驱动PCB上的传输线。电源总线上电压的瞬变取决于电源j线路径上的申。感、吸纳的电流以及电流的传输时间。电压的瞬变由公式 所定义，L是电流传输路径上电感的值;dj表示信号上升时间间隔内电流的变化;dz表示d流的传输时间（信号的上升时间）的变化。

由于IC管脚以及内部电路都是电源总线的一部分，而且吸纳电流和输出信号的上于时间也在一定程度上取决于汇的工艺技术，因此选择合适的汇就可以在很大程度上控伟上述公式中提到的三个要素。

封装特征在电磁干扰控制中的作用

IC封装通常包括硅基芯片、一个小型的内部PCB以及焊盘。硅基芯片安装在小型64PCB上，通过绑定线实现硅基芯片与焊盘之间的连接，在某些封装中也可以实 现直接连接小型PCB实现硅基芯片上的信号和电源与汇封装上的对应管脚之间的连接，这样就实到了硅基芯片上信号和电源节点的对外延伸。因此，该汇的电源和 信号的传输路径包括馅基芯片、与小型PCB之间的连线、PCB走线以及汇封装的输入和输出管脚。对电容和宅感（对应于电场和磁场）控制的好坏在很大程度上 取决于整个传输路径设计的好坏，某些设计特征将直接影响整个IC芯片封装的电容和电感。

先看硅基芯片与内部小电路板之间的连接方式。许多的汇芯片都采用绑定线来实颈硅基芯片与内部小电路板之间的连接，这是一种在硅基芯片与内部小电路板之 间的极细6t电线。这种技术之所以应用广泛是因为硅基芯片和内部小电路板的热胀系数（CU）相近‘芯片本身是一种硅基器件，其热胀系数与典型的PCB材料 （如环氧树脂）的热胀系数有相大的差别。如：果硅基芯片的电气连接点直接安装在内部小PCB上的话，那么在一段相对较短的时间之后，IC封装内部温度的变 化导致热胀冷缩，这种方式的连接就会因为断裂而失效。绑定线是一种适应这种特殊环境的引线方式，它可以承受较大负荷的弯曲变形而不容易断裂

采用绑定线的问题在于，每一个信号或者电源线的电流环路面积的增加将导致电感值升高。获得较低电感值的优良设计就是实现硅基芯片与内部PCB之间的直 接连接，也就是说硅基芯片的连接点直接联结在 PCB的焊盘上。这就要求选择使用一种特殊的PCB板基材料，这种材料应该具有极低的热膨胀系数。而选择这种材料将导致汇芯片整体成本的增加，因而采用这 种工艺技术的芯片并不常见，但是只要这种将硅基芯片与载体PCB直接连接的IC存在：并且在设计方案中可行，那么采用这样的IC器件就是较好的选择。

一般来说，在汇封装设计中，降低电感并且增大信号与对应回路之间或者电源与地之间电容是选择集成电路芯片过程的首要考虑因素。举例来说，小间距的表面 贴装与大间距的表面贴装：工艺相比，应该优先考虑选择采用小间距的表面贴装工艺封装的汇芯片，而这两种类型的表面贴装工艺封装的IC芯片都优于过孔引线类 型的封装。BGA封装的汇芯片同任何常用的封装类型相比具有最低的引线电感。从电容和电感控制的角度来看，小型的封装和更细的间距通常总是代表性能的提高。

引线结构设计的一个重要特征是管脚的分配。由于电感和电容值的大小都取决于信号或者是电源与返回路径之间的接近程度，因此要考虑足够多的返回路径。

电源管脚和地管脚应该成对分配，每一个电源管脚都应该有对应的地管脚相邻分布，而且在这种引线结构中应该分配多个电源管脚和地管脚对。这两方面的特征 都将极大地降低电源和地之间的环路电感，有助于减少电源总线上的电压瞬变，从而降低EAdI。由于习惯上的原因，现在市场上的许多汇芯片并没有完全遵循上 述设计规则，但IC设计和生产厂商都深刻理解这种设计方法的优点，因而在新的IC芯片设计和发布时IC厂商更关注电源的连接。

理想情况下，需要为每一个信号管脚都分配一个相邻的信号返回管脚（如地管脚）。实际情况并非如此，众多的IC厂商是采用其他折中方法。在BGA封装 中，一种行之有效的设计方法是在每组八个信号管脚的中心设置一个信号的返回管脚，在这种管脚排列方式下，每一个信号与信号返回路径之间仅相差一个管脚的距 离。而对于四方扁平封装（QFP）或者其他鸥翼（gullw切g）型封装形式的IC来说，在信号组的中心放置一个信号的返回路径是不现实的，即便这样也必 须保证每隔4到6个管脚就放置一个信号返回管脚。需要注意的是，不同的汇工艺技术可能采用不同的信号返回电压。有的IC使用地管脚（如TIL器件）作为信 号的返回路径，而有的 IC则使用电源管脚（如绝大多数的ECI‘器件）作为信号的返回路径，也有的IC同时使用电源管脚和地管脚（比如大多数的CMoS器件）作为信号的返回路 径。因此设计工程师必须熟悉设计中使用的IC芯片逻辑系列，了解它们的相关工作情况。

IC芯片中电源和地管脚的合理分布不仅能够降低EMI，而且可以极大地改善地弹反射（groundboltnce）效果。当驱动传输线的器件试图将传输线下拉到逻辑低时，地弹反射却仍然维持该传输线在逻辑低闭值电平之上，地弹反射可能导致电路的失效或者出现故障。

IC 封装中另一个需要关注的重要问题是芯片内部的PCB设计，内部PCB通常也是IC封装中最大的组成部分，在内部PCB设计时如果能够实现电容和电感的严格 控制，将极大地改善系统的整体EMI性能。如果这是一个两层的PCB板，至少要求PCB板的一面为连续的地平面层，PCB板的另一面是电源和信号的布线 层。更理想的情况是四层的PCB板，中间的两层分别是电源和地平面层，外面的两层作为信号的布线层。由于汇封装内部的PCB通常都非常薄，四层板结构的设 计将引出两个高电容、低电感的布线层，它特别适合于电源分配以及需要严格控制的进出该封装的输入输出信号。低阻抗的平面层可以极大地降低电源总线亡的电压 瞬变，从而极大地改善EMI性能。这种受控的信号线不仅有利于降低EMI，同样对于确保进出汇的信号的完整性也起到重要的作用。

常见的IC芯片解密方法与原理解析

其实了解芯片解密方法之前先要知道什么是芯片解密，网络上对芯片解密的定义很多，其实芯片解密就是通过半导体反向开发技术手段，将已加密的芯片变为不加密的芯片，进而使用编程器读取程序出来。

芯片解密所要具备的条件是：

第一、你有一定的知识，懂得如何将一个已加密的芯片变为不加密。

第二、必须有读取程序的工具，可能有人就会说，无非就是一个编程器。是的，就是一个编程器，但并非所有的编程器是具备可以读的功能。这也是就为什么我们有时候为了解密一个芯片而会去开发一个可读编程器的原因。具备有一个可读的编程器，那我们就讲讲，芯片解密常有的一些方法。

1、软件攻击：

该技术通常使用处理器通信接口并利用协议、加密算法或这些算法中的安全漏洞来进行攻击。软件攻击取得成功的一个典型事例是对早期ATMELAT89C系列单片机的攻击。攻击者利用了该系列单片机擦除操作时序设计上的漏洞，使用自编程序在擦除加密锁定位后，停止下一步擦除片内程序存储器数据的操作，从而使加过密的单片机变成没加密的单片机，然后利用编程器读出片内程序。

至于在其他加密方法的基础上，可以研究出一些设备，配合一定的软件，来做软件攻击。近期国内出现了一种凯基迪科技51芯片解密设备(成都一位高手搞出来的)，这种解密器主要针对SyncMos.Winbond,在生产工艺上的漏洞,利用某些编程器定位插字节，通过一定的方法查找芯片中是否有连续空位,也就是说查找芯片中连续的FFFF字节，插入的字节能够执行把片内的程序送到片外的指令,然后用解密的设备进行截获,这样芯片内部的程序就被解密完成了。

2、电子探测攻击 ：

该技术通常以高时间分辨率来监控处理器在正常操作时所有电源和接口连接的模拟特性，并通过监控它的电磁辐射特性来实施攻击。因为单片机是一个活动的电子器件，当它执行不同的指令时，对应的电源功率消耗也相应变化。这样通过使用特殊的电子测量仪器和数学统计方法分析和检测这些变化，即可获取单片机中的特定关键信息。 至于RF编程器可以直接读出老的型号的加密MCU中的程序，就是采用这个原理。

3、过错产生技术：

该技术使用异常工作条件来使处理器出错，然后提供额外的访问来进行攻击。使用最广泛的过错产生攻击手段包括电压冲击和时钟冲击。低电压和高电压攻击可用来禁止保护电路工作或强制处理器执行错误操作。时钟瞬态跳变也许会复位保护电路而不会破坏受保护信息。电源和时钟瞬态跳变可以在某些处理器中影响单条指令的解码和执行。

4、探针技术：

该技术是直接暴露芯片内部连线，然后观察、操控、干扰单片机以达到攻击目的。

5、紫外线攻击方法：

紫外线攻击也称为UV攻击方法，就是利用紫外线照射芯片，让加密的芯片变成了不加密的芯片，然后用编程器直接读出程序。这种方法适合OTP的芯片，做单片机的工程师都知道OTP的芯片只能用紫外线才可以擦除。那么要擦出加密也是需要用到紫外线。目前台湾生产的大部分OTP芯片都是可以使用这种方法解密的，感兴趣的可以试验或到去下载一些技术资料。OTP芯片的封装有陶瓷封装的一半会有石英窗口，这种事可以直接用紫外线照射的，如果是用塑料封装的，就需要先将芯片开盖，将晶圆暴露以后才可以采用紫外光照射。由于这种芯片的加密性比较差，解密基本不需要任何成本，所以市场上这种芯片解密的价格非常便宜，比如SONIX的SN8P2511解密，飞凌单片机解密等价格就非常便宜。

6、利用芯片漏洞：

很多芯片在设计的时候有加密的漏洞，这类芯片就可以利用漏洞来攻击芯片读出存储器里的代码，比如我们以前的文章里提到的利用芯片代码的漏洞，如果能找到联系的FF这样的代码就可以插入字节，来达到解密。还有的是搜索代码里是否含有某个特殊的字节，如果有这样的字节，就可以利用这个字节来将程序导出。这类芯片解密以华邦、新茂的单片为例的比较多，如W78E516解密，N79E825解密等，ATMEL的51系列的AT89C51解密是利用代码的字节漏洞来解密的。另外有的芯片具有明显的漏洞的，比如在加密后某个管脚再加电信号的时候，会使加密的芯片变成不加密的芯片，由于涉及到国内某家单片机厂家，名称就不列出来了。目前市场上能看到的芯片解密器都是利用芯片或程序的漏洞来实现解密的。不过外面能买到的解密其基本上是能解得型号很少，因为一般解密公司都不会将核心的东西对外公布或转让。而解密公司自己内部为了解密的方便，自己会使用自制的解密工具，如果致芯科技具有可以解密MS9S09AW32的解密器、能专门解密LPC2119LPC2368等ARM的解密器，使用这样的解密器解密速度快，客户到公司基本上立等可取。

7、FIB恢复加密熔丝方法：

这种方法适用于很多的具有熔丝加密的芯片，最具有代表性的芯片就是TI的MSP430解密的方法，因为MSP430加密的时候要烧熔丝，那么只要能将熔丝恢复上，那就变成了不加密的芯片了，如MSP430F1101A解密、MSP430F149解密、MSP430F425解密等。一般解密公司利用探针来实现，将熔丝位连上，也有的人因为自己没有太多的解密设备，需要交由其它半导体线路修改的公司来修改线路，一般可以使用FIB(聚焦离子束)设备来将线路连接上，或是用专用的激光修改的设备将线路恢复。这些设备目前在国内的二手设备很多，也价格很便宜，一些有实力的解密公司都配置了自己的设备。这种方法由于需要设备和耗材，不是好的方法，但是很多芯片如果没有更好的方法的时候，就需要这种方法来实现。

8、修改加密线路的方法：

目前市场上的CPLD以及DSP芯片设计复杂，加密性能要高，采用上述方法是很难做到解密的，那么就需要对芯片结构作前面的分析，然后找到加密电路，然后利用芯片线路修改的设备将芯片的线路做一些修改，让加密电路失效，让加密的DSP或CPLD变成了不加密的芯片从而可以读出代码。如TMS320LF2407A解密，TMS320F28335解密、TMS320F2812解密就是采用这种方法。