УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ДАННЫХ С МИКРОСХЕМ Российский патент 2018 года по МПК G06K7/04 G01R27/00 H05K1/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройствам для считывания данных с микросхем различных типов, преимущественно с микросхем накопителей, имеющих механические повреждения контроллера и/или разъема, когда считывание данных с микросхемы с использованием штатного интерфейса невозможно. При этом изобретение может быть использовано при создании устройств, предназначенных для считывания данных с микросхем без соединения рабочих клемм считываемых микросхем с выводами считывающего устройства посредством проводов и, соответственно, без пайки указанных проводов. Указанные устройства могут быть использованы, в частности, для считывания данных с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, и с микросхем монолитных накопителей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известно разработанное российской фирмой «ACELab» устройство для считывания данных с микросхем, выполненное в виде программно-аппаратного комплекса РС-3000 Flash, содержащего считывающее устройство PC-Flash Reader v 4.0., соединенное через разъем USB с персональным компьютером, и набор адаптеров, приспособленных для установки на них считываемых микросхем различного типа (см. http://www.acelab.ru/dep.pc/pc3000.flash.php). Комплекс РС-3000 Flash позволяет получить доступ к записанным на микросхеме накопителя данным в ситуации, когда накопитель поврежден и доступ к данным посредством штатного интерфейса невозможен. По методике фирмы «ACELab» (см.: http://blog.acelaboratorv.com/pc-3000-flash-circuit-board-and-msd-card-preparing-and-soldering.html), считываемая микросхема выпаивается из материнской платы и устанавливается на одном из указанных адаптеров. В случае считывания данных с микросхемы накопителя, основанного на flash-памяти типа NAND, указанную микросхему перед ее установкой на адаптер для считывания предварительно очищают от верхнего защитного слоя лака до вскрытия рабочих компонентов (выводов и проводников) печатной платы считываемой микросхемы. После установки считываемой микросхемы на основание адаптера к заданным рабочим компонентам печатной платы указанной микросхемы припаивают проводники, свободные концы которых соединяют с разъемом считывающего устройства PC-Flash Reader v 4.0., с помощью которого считывают данные, записанные в считываемой микросхеме.

Недостатком известного устройства для считывания данных с микросхем является необходимость выполнения трудоемкой и длительной по времени операции пайки проводников к заданным рабочим компонентам печатной платы считываемой микросхемы, что существенно повышает затраты времени и труда на считывание данных с микросхем.

Наиболее близким по технической сущности по отношению к предлагаемому устройству для считывания данных с микросхем является принятое за прототип устройство VR-TABLE для считывания данных с микросхем, разработанное канадской фирмой «Teel Technologies Canada Inc.» (см.: Руководство для пользователя «VR-TABLE. USER MANUAL», размещенное с возможностью его скачивания на сайте разработчика по адресу: http://teeltechcanada.com/equipment/jtagchipoffisp-tools/vr-table/).

Принятое за прототип устройство VR-TABLE для считывания данных с микросхем содержит основание, выполненное с возможностью размещения на его верхней стороне считываемой микросхемы, набор контактных токопроводящих игл с заостренными рабочими концами, каждая из которых снабжена шарнирной стойкой, закрепленной на верхней стороне основания, и установлена на указанной стойке с возможностью регулирования и фиксации положения контактной иглы относительно считываемой микросхемы с обеспечением контакта заостренного рабочего конца контактной иглы с заданным компонентом печатной платы считываемой микросхемы, и считывающее устройство, подключенное своим входом и выходом к указанным контактным иглам через коммутационное устройство, которое установлено на шарнирной стойке, закрепленной на верхней стороне основания, и выполнено с возможностью программной коммутации контактных игл с упомянутым считывающим устройством. При этом устройство по прототипу снабжено набором сменных коммутационных устройств, каждое из которых подходит только для одного типа (вида) считываемой микросхемы, в связи с чем коммутационное устройство необходимо менять каждый раз, когда изменяется тип (вид) микросхемы, с которой надо считывать данные.

Недостатком прототипа является наличие в нем шарнирных стоек, служащих для крепления контактных игл на основании. Указанные стойки имеют сложную конструкцию, большие габариты, большую массу и высокую стоимость. При этом большие габариты указанных стоек ограничивают до 5 количество используемых контактных игл в прототипе, что не позволяет использовать его в случаях, когда для считывания данных с микросхемы требуется большее количество контактных игл. По этой причине устройство по прототипу не может работать с использованием высокоскоростных интерфейсов, например, интерфейсов, работающих по протоколу NAND, при котором для считывания микросхем требуется использовать одновременно 16-25 контактных игл. В результате этого устройство VR-TABLE может работать в основном с использованием малоскоростных простых интерфейсов, работающих по протоколу JTAG и еММС. В связи с этим устройство VR-TABLE используется в основном для считывания данных с микросхем сотовых телефонов и планшетов и не может быть использовано для считывания данных с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, и с микросхем монолитных накопителей, занимающих большой сегмент в общем объеме используемых на практике микросхем. Указанный недостаток существенно ограничивает область применения устройства по прототипу.

Вместе с тем, габаритная и сложная конструкция шарнирных стоек контактных игл, используемых в прототипе, не допускает возможность размещения контактных игл на основании с большой плотностью указанных игл, что не позволяет считывать данные с микросхем с одной установкой контактных игл на рабочих компонентах печатных плат считываемых микросхем в тех случаях, когда печатные платы считываемых микросхем имеют большое количество рабочих компонентов и/или небольшую площадь с высокой плотностью размещения на ней рабочих компонентов. Это исключает возможность считывания данных с микросхемы за один рабочий цикл считывания и обуславливает необходимость выполнения считывания данных с микросхемы в несколько этапов с установкой контактных игл на разных рабочих компонентах считываемой микросхемы на каждом этапе считывания, за счет чего повышается трудоемкость и снижается оперативность считывания данных с указанных микросхем.

Кроме того, применение в прототипе шарнирных стоек крепления контактных игл на основании усложняет процесс установки и фиксации контактных игл на рабочих компонентах печатной платы считываемой микросхемы и делает этот процесс более трудоемким и менее оперативным.

Другим недостатком принятого за прототип устройства VR-TABLE является необходимость замены коммутационного устройства каждый раз, когда изменяется тип (вид) микросхемы, с которой надо считывать данные. Для обеспечения указанной замены устройство по прототипу содержит набор сменных коммутационных устройств, что усложняет конструкцию устройства по прототипу и повышает его стоимость. Вместе с тем, необходимость указанной замены коммутационного устройства повышает трудоемкость и снижает оперативность выполнения операции по считыванию данных с микросхемы.

Вместе с тем, размещение в VR-TABLE коммутационного устройства на отдельной шарнирной стойке в открытом пространстве на возвышении от основания снижает степень защиты указанного коммутационного устройства от внешних электромагнитных полей и, соответственно, снижает помехозащищенность коммутационного устройства, что, в свою очередь, снижает достоверность результатов считывания данных.

Кроме того, в устройстве VR-TABLE токопроводящие линии, соединяющие контактные иглы с коммутационным устройством, имеют достаточно большую протяженность, поскольку проходят вначале через длинные шарнирные стойки крепления контактных игл до основания, затем идут вдоль основания и поднимаются по длинной стойке к коммутационному устройству. Большая протяженность усложняет указанные линии и снижает надежность и помехозащищенность передачи информационных сигналов от считываемой микросхемы к микросхеме коммутации, что также снижает достоверность результатов считывания данных.

Задачей изобретения является создание устройства для считывания данных с микросхем, конструкция которого обеспечивает возможность размещения контактных токопроводящих игл на основании устройства с расположением их заостренных рабочих концов на считываемой микросхеме с высокой плотностью и в большом количестве, достаточном для работы упомянутого устройства с использованием высокоскоростных интерфейсов, например, интерфейсов, работающих по протоколу NAND, и при этом исключает необходимость замены коммутационного устройства при изменении типа (вида) считываемой микросхемы и делает коммутационное устройство более защищенным от внешних электромагнитных полей.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом устройстве для считывания данных с микросхем, в частности, с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, содержащем основание, выполненное с возможностью размещения на его верхней стороне считываемой микросхемы, набор контактных токопроводящих игл с заостренными рабочими концами, каждая из которых снабжена стойкой, закрепленной на верхней стороне основания, и установлена на указанной стойке с возможностью регулирования и фиксации положения контактной иглы относительно считываемой микросхемы с обеспечением контакта заостренного рабочего конца контактной иглы с заданным компонентом печатной платы считываемой микросхемы, и считывающее устройство, подключенное своим входом и выходом к указанным контактным иглам через коммутационное устройство, выполненное с возможностью программной коммутации контактных игл с упомянутым считывающим устройством, в отличие от прототипа, коммутационное устройство выполнено в виде микросхемы коммутации, размещенной предпочтительно на нижней стороне основания, а стойки контактных игл размещены на основании предпочтительно по кругу, при этом микросхема коммутации и считывающее устройство выполнены предпочтительно с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации в зависимости от типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных.

Дополнительные предпочтительные варианты выполнения изобретения характеризуются следующими признаками, раскрытыми в зависимых пунктах формулы изобретения.

Основание выполнено предпочтительно в виде пластины, нижняя сторона которой выполнена в виде печатной платы, а микросхема коммутации вмонтирована в указанную печатную плату, выполнена в виде программируемой логической интегральной схемы и соединена своими выводами с выходом и входом считывающего устройства и с контактными иглами упомянутого набора. При этом считывающее устройство имеет по меньшей мере три выходные линии питания постоянного напряжения, служащие для питания считываемой микросхемы и микросхемы коммутации, и линию заземления, подключенную своим выходом к линиям заземления считываемой микросхемы и микросхемы коммутации.

Печатная плата, расположенная на нижней стороне основания, выполнена по меньшей мере с одним внутренним экранирующим заземленным слоем, соединенным с выходом линии заземления считывающего устройства и с микросхемой коммутации, основание имеет прямоугольную в плане форму, а на верхней стороне основания размещены два клеммных разъема, один из которых служит для соединения линии питания считываемой микросхемы с выходами линий питания считывающего устройства, а второй - для соединения линии заземления считываемой микросхемы с выходом линии заземления считывающего устройства. При этом указанные разъемы расположены между стойками двух соседних контактных игл вблизи боковой стороны основания и на равном расстоянии от последней и соединены с выводами линии питания и линии заземления считываемой микросхемы проводами, закрепленными своими концами на указанных выводах считываемой микросхемы предпочтительно при помощи пайки.

Считывающее устройство снабжено разъемом USB и штепсельным разъемом расширения и выполнено предпочтительно в виде микроконтроллера, содержащего, по меньшей мере, управляющий контроллер, выполненный в виде микросхемы и соединенный с указанным разъемом USB, и источник напряжения, управляемый указанным контроллером. При этом управляющий контроллер и источник напряжения смонтированы на общей монтажной плате и размещены в общем корпусе считывающего устройства, а на нижней боковой стороне основания, вблизи которой расположены упомянутые клеммные разъемы, установлен штепсельный разъем расширения, входящий в штепсельный разъем расширения считывающего устройства.

Вместе с тем, считывающее устройство снабжено персональным компьютером с установленным на нем программным обеспечением и подключено к указанному компьютеру через упомянутый разъем USB. При этом указанное программное обеспечение, программа, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства, и программа, установленная на микросхеме коммутации, выполнены с возможностью обеспечения совместной работы указанного компьютера, считывающего устройства и микросхемы коммутации по заданной программе с обеспечением возможности считывания данных, записанных на считываемой микросхеме, и возможности открытия на экране монитора указанного компьютера рабочих окон, служащих для ввода оператором исходных и текущих параметров указанной заданной программы с учетом типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных, а также для вывода визуальной информации о получаемых считываемых данных.

Установленное на компьютере программное обеспечение и установленная на микросхеме коммутации программа выполнены с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации в зависимости от типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных, и с возможностью разделения контактных игл на входные и выходные - в соответствии с введенными оператором упомянутыми исходными параметрами с обеспечением подачи на входные контактные иглы управляющих сигналов от микросхемы коммутации посредством печатной платы, расположенной на нижней стороне основания, и подачи от выходных контактных игл информационных сигналов о считываемых данных на микросхему коммутации посредством упомянутой печатной платы.

Предлагаемое устройство выполнено с возможностью взаимодействия считывающего устройства с микросхемой коммутации и считываемой микросхемой по интерфейсу, выбираемому в зависимости от количества входящих в упомянутый набор контактных игл, например по интерфейсу, работающему по протоколу NAND или JTAG, или еММС, или FBUS. Причем при считывании данных с микросхем с использованием небольшого набора контактных игл, включающего не более 6 таких игл, выбирается интерфейс, работающий по протоколу JTAG или еММС, или FBUS, а при считывании данных с микросхем с использованием большого набора контактных игл, включающего до 25 таких игл, выбирается интерфейс, работающий по протоколу NAND. При этом количество контактных игл, входящих в упомянутый набор, задается с учетом типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных.

В размещенной на нижней стороне основания печатной плате в каждой из ее линий, через которые контактные токопроводящие иглы соединяются с микросхемой коммутации, установлен фильтр, выполненный предпочтительно в виде индуктивного сопротивления, величина которого подбирается опытным путем.

Стойка каждой контактной иглы имеет форму вертикально направленного цилиндра, в верхней части которого выполнена осевая сквозная горизонтальная прорезь, направленная радиально по отношению к кругу, на котором размещены стойки контактных игл, а каждая контактная игла выполнена в виде круглого упругого стержня, проходящего через указанную сквозную прорезь стойки контактной иглы с опорой на основание указанной прорези стойки и с возможностью возвратно-поступательного перемещения в указанной прорези стойки контактной иглы. При этом у каждой контактной иглы ее концевая часть с заостренным рабочим концом расположена внутри круга, на котором размещены стойки контактных игл, и выполнена отогнутой вниз, а противоположная концевая часть контактной иглы, выходящая из указанной прорези стойки за пределы упомянутого круга, снабжена рукоятью, выполненной из непроводящего ток материала, предпочтительно из пластмассы.

Вместе с тем, стойка каждой контактной иглы выполнена со сквозным осевым резьбовым отверстием и закреплена на основании с помощью крепежного винта, вкрученного с нижней стороны основания в указанное резьбовое отверстие стойки через выполненное в основании сквозное отверстие с обеспечением упора в основание нижнего торца стойки и шляпки указанного крепежного винта. При этом в верхнюю часть указанного резьбового отверстия каждой стойки вкручен фиксирующий винт с возможностью упора его нижнего торца в контактную иглу с обеспечением прижатия заостренного рабочего конца указанной иглы к заданному компоненту печатной платы считываемой микросхемы и фиксации иглы в таком положении, а верхний конец фиксирующего винта выполнен с цилиндрической рифленой шляпкой для обеспечения возможности ручного поворота указанного винта.

Кроме того, стойка каждой контактной иглы выполнена из токопроводящего материала, например, из металла, и находится в контакте с установленной на ней токопроводящей контактной иглой с обеспечением соединения контактной иглы с микросхемой коммутации через указанную стойку и печатную плату, размещенную на нижней стороне основания.

В другом исполнении предлагаемого устройства стойка каждой контактной иглы может быть выполнена из непроводящего ток материала, например, из пластмассы, а ее крепежный винт - из токопроводящего материала. При этом длина крепежного винта стойки каждой контактной иглы подобрана из расчета, чтобы верхний торец указанного крепежного винта находился на одном уровне с нижним основанием упомянутой прорези стойки контактной иглы с обеспечением соединения контактной иглы с микросхемой коммутации через токопроводящий крепежный винт и печатную плату, размещенную на нижней стороне основания.

Каждая контактная игла имеет диаметр 0,50-1,0 мм, предпочтительно 0,70-0,75 мм. При этом у каждой контактной иглы угол между отогнутым вниз заостренным рабочим концом и остальной частью контактной иглы выбирается в пределах 90-120° с таким расчетом, чтобы все контактные иглы могли сходиться вблизи центра круга, на котором размещены стойки контактных игл, без касания друг друга, а после фиксации каждой контактной иглы в рабочем положении обеспечивалось требуемое усилие прижима ее заостренного рабочего конца к заданному компоненту печатной платы считываемой микросхемы. При этом высота расположения низа сквозной прорези у стоек контактных игл над верхней стороной основания составляет 0,5-0,9, предпочтительно 0,7 высоты отогнутой части контактных игл, отсчитываемой при горизонтальном и свободном расположении последних в вертикальной плоскости без наложения заостренных рабочих концов контактных игл на считываемую микросхему.

Диаметр круга, на котором размещены стойки контактных игл, выбирается из расчета, чтобы на площадке основания, ограниченной данным кругом, могла разместиться считываемая микросхема любого заданного типа, а длина каждой контактной иглы в упомянутом наборе выбирается из расчета, чтобы ее заостренный конец мог быть установлен на любом из компонентов печатной платы считываемой микросхемы любого заданного типа, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей вдоль контактной иглы.

Каждая контактная игла имеет защитное антикоррозийное покрытие предпочтительно из химического никеля, а также изолирующее покрытие из не проводящего ток материала, нанесенное на отогнутый вниз участок контактной иглы, за исключением заостренного рабочего конца последней, и на граничащий с указанным участком участок иглы, длина которого выбирается из расчета, чтобы при любом рабочем положении контактных игл, входящих в набор последних, указанные иглы не могли касаться друг друга своими частями, не имеющими изолирующего покрытия.

Управляющий контроллер считывающего устройства подключен через указанный разъем USB к выходной линии блока питания персонального компьютера с постоянным напряжением, равным предпочтительно 5,0 V, внутренний источник напряжения считывающего устройства выполнен с возможностью формирования на его первом выходе постоянного напряжения, равного предпочтительно 3,3 V, и с возможностью формирования на его втором выходе постоянного напряжения, равного предпочтительно 1,6-3,6 V, считывающее устройство снабжено второй выходной управляющей линией, подключенной к выводу микросхемы управляющего контроллера считывающего устройства, первая выходная линия питания считывающего устройства подключена своим входом к первому выходу внутреннего источника напряжения считывающего устройства, и своим выходом - к первому выводу питания ядра микросхемы коммутации, вторая выходная линия питания считывающего устройства подключена своим входом к указанной линии блока питания персонального компьютера, третья выходная линия питания считывающего устройства подключена своим входом ко второму выходу внутреннего источника напряжения считывающего устройства, а в печатную плату, размещенную на нижней стороне основания, вмонтированы два сблокированных коммутатора, имеющие общий управляемый переключатель их положения, подключенный ко второй выходной управляющей линии считывающего устройства, и преобразователь напряжения с напряжением на выходе, равным предпочтительно 1,2 V, вход которого подключен к первой выходной линии питания считывающего устройства, а выход - ко второму выводу питания ядра микросхемы коммутации. При этом первый коммутатор подключен своим первым входом к третьей выходной линии питания считывающего устройства, своим вторым входом - ко второй выходной линии питания считывающего устройства, и своим выходом - к упомянутому клеммному разъему основания, к которому подключается линия питания считываемой микросхемы, а второй коммутатор подключен своим первым входом к третьей выходной линии питания считывающего устройства, своим вторым входом - к первой выходной линии питания считывающего устройства, и своим выходом - к входному выводу микросхемы коммутации, соединенному с выходными выводами последней, подключенными к контактным иглам. Причем в первом положении переключателя сблокированных коммутаторов в каждом из последних выход соединяется с первым входом, а во втором положении переключателя сблокированных коммутаторов в каждом из последних выход соединяется со вторым входом.

При этом программное обеспечение, установленное на персональном компьютере, и программа, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства, выполнены с возможностью регулировки величины напряжения в третьей выходной линии питания считывающего устройства в упомянутых пределах, предпочтительно 1,6-3,6 V, и возможностью попеременного переключения переключателя сблокированных коммутаторов из одного упомянутого положения во второе, причем указанная регулировка величины напряжения и указанное переключение переключателя сблокированных коммутаторов выполняются по заданной программе с учетом типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных.

Вместе с тем, установленное на персональном компьютере программное обеспечение содержит программу, обеспечивающую возможность контроля отсутствия прямого контакта заостренных рабочих концов соседних контактных игл, способного вызвать короткое замыкание. При этом диалоговое окно, высвечиваемое на экране монитора персонального компьютера, выполнено с возможностью запуска указанной программы оператором после установки заостренных рабочих концов контактных игл на печатной плате считываемой микросхемы.

Микросхема коммутации расположена напротив центральной части круга, на котором размещены стойки контактных игл, а считываемая микросхема размещается в центральной части указанного круга таким образом, чтобы зона ее печатной платы с более плотным расположением компонентов последней находилась ближе к центру указанного круга, а выводы линии питания и линии заземления считываемой микросхемы находились напротив упомянутых клеммных разъемов.

Предлагаемое устройство может быть выполнено с возможностью взаимодействия считывающего устройства с микросхемой коммутации и считываемой микросхемой по интерфейсу, работающему по протоколу NAND. При таком исполнении предлагаемого устройства упомянутый набор содержит 16-25 контактных игл, равномерно распределенных по кругу, на котором размещены стойки контактных игл, за исключением той части указанного круга, которая занята упомянутыми клеммными разъемами.

Вместе с тем, предлагаемое устройство снабжено средством визуального увеличения считываемой микросхемы, предпочтительно микроскопом с подсветкой, размещенным вблизи установленного на основании разъема расширения так, чтобы окуляр микроскопа и свет от его подсветки были направлены на считываемую микросхему.

На верхней стороне основания вблизи стойки каждой контактной иглы указан цифровой порядковый номер установленной на данной стойке контактной иглы. При этом порядковые номера контактных игл нарастают последовательно по кругу, на котором размещены стойки контактных игл.

Основание установлено на опорных ножках, закрепленных на нижней стороне основания по углам последнего, при этом высота указанных ножек превышает на 0,5-1,5 см высоту разъемов расширения, установленных на основании и считывающем устройстве.

Размещение стоек контактных игл на основании по кругу с возможностью регулируемого радиального перемещения контактных игл в круге, на котором размещены стойки контактных игл, позволяет отказаться от сложных по конструкции, громоздких и дорогостоящих шарнирных стоек контактных игл, используемых в прототипе, что обеспечивает технический результат изобретения, заключающийся в упрощении конструкции и снижении габаритов и массы стоек контактных игл с одновременным снижением их стоимости.

При этом за счет упрощения конструкции и снижения габаритов стоек контактных игл, а также за счет размещения указанных стоек на основании по кругу с возможностью указанного регулируемого радиального перемещения контактных игл обеспечивается возможность размещения контактных токопроводящих игл на основании устройства с расположением их заостренных рабочих концов на считываемой микросхеме с высокой плотностью, а также возможность размещения контактных токопроводящих игл на основании в большом количестве, достаточном для оперативного считывания данных с микросхемы за один рабочий цикл считывания без перестановки контактных игл на считываемой микросхеме и с использованием для работы предлагаемого устройства высокоскоростных интерфейсов, например, интерфейсов, работающих по протоколу NAND. За счет этого обеспечивается возможность использования предлагаемого устройства для считывания данных с микросхем любых типов, в том числе с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, и с микросхем монолитных накопителей, занимающих большой сегмент в общем объеме используемых на практике микросхем, что обеспечивает технический результат изобретения, заключающийся в существенном расширении области применения предлагаемого устройства.

Указанное расширение области применения предлагаемого устройства распространяется и на микросхемы, особенностью которых является большое количество рабочих компонентов печатной платы и/или небольшая площадь печатной платы с высокой плотностью размещения на ней рабочих компонентов.

Кроме того, техническим результатом, обеспечиваемым за счет исключения из конструкции предлагаемого устройства шарнирных стоек контактных игл, используемых в устройстве по прототипу, является достигаемое при этом упрощение процесса установки и фиксации заостренных рабочих концов контактных игл на рабочих компонентах печатной платы считываемой микросхемы, что позволяет снизить трудоемкость указанного процесса и сделать его выполнение более оперативным.

Вместе с тем, выполнение коммутационного устройства в виде микросхемы коммутации, установленной на нижней стороне основания, выполненной в виде печатной платы, в которую вмонтирована микросхема коммутации, а также выполнение указанной печатной платы по меньшей мере с одним внутренним экранирующим заземленным слоем, соединенным с выходом линии заземления считывающего устройства и с микросхемой коммутации, обеспечивает высокую степень защиты микросхемы коммутации от воздействия на нее внешних электромагнитных полей, за счет чего повышается достоверность результатов считывания данных, что также является техническим результатом изобретения.

Кроме того, выполнение микросхемы коммутации и считывающего устройства с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации в зависимости от типа (вида) считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных, обеспечивает следующие преимущества предлагаемого устройства в сравнении с его прототипом:

- исключается необходимость замены коммутационного устройства при изменении типа (вида) считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных, что позволяет получить технический результат изобретения, заключающийся в снижении трудоемкости и повышении оперативности считывания данных с микросхем;

- исключается необходимость комплектации устройства для считывания данных с микросхем набором сменных коммутационных устройств, как это имеет место в прототипе, за счет чего упрощается конструкция и снижается стоимость указанного устройства, что также является техническим результатом изобретения.

Вместе с тем, выполнение стойки каждой из контактных игл из токопроводящего материала с обеспечением контакта указанной стойки с токопроводящей контактной иглой и соединение нижнего конца указанной стойки с микросхемой коммутации упрощает линии связи контактных игл с микросхемой коммутации и существенно укорачивает эти линии, что снижает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые по указанным линиям информационные сигналы, характеризующие считываемые данные, за счет чего повышается надежность и помехозащищенность передачи сигналов от считываемой микросхемы к микросхеме коммутации, что также является техническим результатом изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение раскрывается ниже на примере со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых изображены:

на фиг. 1 - структурно-функциональная схема устройства для считывания данных с микросхем, соответствующего изобретению;

на фиг. 2 - фотография общего вида опытного образца адаптера, входящего в состав устройства, схема которого представлена на фиг. 1;

на фиг. 3 - вид сверху адаптера, показанного на фиг. 2;

на фиг. 4 - вид снизу адаптера, показанного на фиг. 2;

на фиг. 5 - увеличенный фрагмент рабочей зоны показанного на фиг. 2 адаптера, расположенной на верхней стороне его основания, вид сверху;

на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 3;

на фиг. 7 - вид по стрелке Б на фиг. 6;

на фиг. 8 - расположенная в вертикальной плоскости увеличенная концевая рабочая часть контактной иглы адаптера, показанного на фиг. 2;

на фиг. 9 - вид сверху адаптера, показанного на фиг. 2, без контактных игл.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже раскрывается значение некоторых выражений и терминов, используемых в формуле и описании настоящего изобретения, что необходимо для более подробного раскрытия предлагаемого устройства для считывания данных с микросхем, соответствующего настоящему изобретению.

Выражение «считывание данных с микросхемы» означает считывание информации, записанной на микросхеме. Данное выражение имеет такое же значение при его использовании применительно также к двум и более микросхемам.

Термин «считываемая микросхема» относится к микросхеме накопителя информации любого типа, для считывания данных с которой может быть использовано предлагаемое устройство.

Выражение «рабочие компоненты печатной платы считываемой микросхемы» относится к выводам и проводникам указанной печатной платы.

Выражение «входные рабочие компоненты печатной платы считываемой микросхемы» относится к упомянутым выводам и проводникам, на которые посредством входных контактных игл подаются входные электрические сигналы с выхода микросхемы коммутации.

Выражение «выходные рабочие компоненты печатной платы считываемой микросхемы» относится к упомянутым выводам и проводникам, с которых посредством выходных контактных игл снимаются ответные электрические информационные сигналы, характеризующие данные, записанные на считываемой микросхеме. Указанные информационные сигналы поступают на вход микросхемы коммутации.

Термин «контактные иглы» означает набор тонких упругих металлических стержней предпочтительно цилиндрической формы с заостренными рабочими концами. Указанные контактные иглы обеспечивают в предлагаемом устройстве электрическую связь рабочих компонентов печатной платы считываемой микросхемы с микросхемой коммутации, для чего в рабочем положении предлагаемого устройства заостренные рабочие концы контактных игл находятся в контакте с рабочими компонентами печатной платы считываемой микросхемы.

Термин «входные контактные иглы» относится к части набора контактных игл, включающей контактные иглы, служащие для передачи поступающих с микросхемы коммутации заданных входных электрических сигналов на входные рабочие компоненты печатной платы считываемой микросхемы. В рабочем положении предлагаемого устройства заостренные рабочие концы входных контактных игл находятся в контакте с входными рабочими компонентами печатной платы считываемой микросхемы.

Термин «выходные контактные иглы» относится к части набора контактных игл, включающей контактные иглы, служащие для передачи упомянутых ответных электрических информационных сигналов с выходных рабочих компонентов печатной платы считываемой микросхемы на микросхему коммутации. В рабочем положении предлагаемого устройства заостренные рабочие концы выходных контактных игл находятся в контакте с выходными рабочими компонентами печатной платы считываемой микросхемы.

Термин «адаптер» относится к устройству, служащему для размещения считываемой микросхемы и коммутации ее рабочих компонентов с входом и выходом считывающего устройства с обеспечением возможности считывания данных, записанных на считываемой микросхеме.

Термин «считывающее устройство» относится к электронному устройству, служащему:

- для формирования на его выходе в соответствии с заданной программой выходных электрических сигналов, направляемых через микросхему коммутации на входные контактные иглы, находящиеся в контакте с входными рабочими компонентами печатной платы считываемой микросхемы;

- для приема на его входе и дальнейшей обработки по заданной программе ответных входных информационных сигналов, поступающих через микросхему коммутации от выходных контактных игл, находящихся в контакте с выходными рабочими компонентами печатной платы считываемой микросхемы;

- для формирования в его выходных питающих линиях электрического напряжения заданного уровня, необходимого для питания электрических цепей адаптера.

Термин «коммутационное устройство» относится к устройству, служащему для коммутации считывающего устройства с рабочими компонентами печатной платы считываемой микросхемы через контактные иглы.

Термин «микросхема коммутации» относится к микросхеме, служащей для тех же целей, что и коммутационное устройство.

Остальные выражения и термины, используемые в описании и формуле изобретения, являются известными для специалистов в области техники, к которой относится раскрываемое ниже изобретение.

В соответствии с представленной на фиг. 1 структурно-функциональной схемой предлагаемое устройство для считывания данных с микросхем, в частности, с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, содержит адаптер 1 с штепсельным разъемом расширения 2, и считывающее устройство 3 с ответным штепсельным разъемом расширения 4, в который входит разъем 2 адаптера 1, и разъемом USB 5, посредством которого считывающее устройство 3 подключено к персональному компьютеру 6, соединенному с монитором 7. Адаптер 1 выполнен с возможностью размещения на нем считываемой микросхемы 8 и содержит набор идентичных контактных токопроводящих игл 9(1)-9(N), устанавливаемых на адаптере 1 с возможностью их контакта с заданными компонентами (выводами или проводниками) печатной платы считываемой микросхемы 8, и коммутационное устройство 10, выполненное с возможностью программной коммутации считывающего устройства 3 с контактными иглами 9, входящими в указанный набор игл 9(1)-9(N). Считывающее устройство 3 имеет выход в виде линии управления 11 и вход в виде линии 12 передачи информационных сигналов с контактных игл 9 на считывающее устройство 3, при этом линии 11 и 12 подключены к контактным иглам 9 через коммутационное устройство 10.

На фиг. 2 показана фотография опытного образца адаптера 1, разработанного, изготовленного и используемого на практике для считывания данных с микросхем в соответствии с настоящим изобретением. Адаптер 1 снабжен основанием 13 (фиг. 2-4), выполненным с возможностью размещения на его верхней стороне считываемой микросхемы 8, и набором из 25 контактных игл 9, установленных на стойках 14, закрепленных на верхней стороне основания 13. При этом коммутационное устройство 10 выполнено в виде микросхемы коммутации 15 (фиг. 1, 4), установленной предпочтительно на нижней стороне основания 13, выполненного предпочтительно в виде пластины, нижняя сторона которой выполнена в виде печатной платы 16 (фиг. 4), а микросхема коммутации 15 вмонтирована в печатную плату 16, выполнена в виде программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) и соединена своими выводами с контактными иглами 9 упомянутого набора. Считывающее устройство 3 имеет по меньшей мере три выходные линии питания 17-19 (фиг. 1) постоянного напряжения, подключенные своими выходами к линиям питания считываемой микросхемы 8 и микросхемы коммутации 15, и линию заземления 20, подключенную своим выходом к линиям заземления считываемой микросхемы 8 и микросхемы коммутации 15.

Стойки 14 контактных игл 9 размещены на основании 13 предпочтительно по кругу (фиг. 2, 3), что позволяет при любой задаче считывания данных с различных типов (видов) микросхем 8 подобрать требуемую конфигурацию расстановки заостренных концов 29 контактных игл 9 на заданных компонентах печатной платы считываемой микросхемы 8.

Печатная плата 16 (фиг. 4) выполнена по меньшей мере с одним внутренним экранирующим заземленным слоем (не показан), соединенным с выходом линии заземления 20 считывающего устройства 3 и с микросхемой коммутации 15, основание 13 имеет прямоугольную в плане форму, а на верхней стороне основания 13 размещены клеммные разъемы 21 и 22 (фиг. 2, 3, 5), первый из которых служит для соединения линии питания считываемой микросхемы 8 с выходами линий питания 18 и 19 считывающего устройства 3, а второй - для соединения линии заземления считываемой микросхемы 8 с выходом линии заземления 20 считывающего устройства 3. Разъемы 21 и 22 расположены между стойками 14 двух соседних контактных игл 9 вблизи боковой стороны основания 13 и на равном расстоянии от последней. При этом разъем 21 соединен проводом 23 (фиг. 5) с клеммой 24 линии питания считываемой микросхемы 8, а разъем 22 соединен проводом 25 с клеммой 26 линии заземления считываемой микросхемы 8. Провода 23 и 25 закреплены своими концами на клеммах 24 и 26 считываемой микросхемы 8 предпочтительно при помощи пайки. Штепсельный разъем расширения 2 адаптера 1 (фиг. 1) закреплен на нижней боковой стороне основания 13 (фиг. 2, 4), вблизи которой расположены клеммные разъемы 21 и 22.

Считывающее устройство 3 выполнено предпочтительно в виде микроконтроллера, который может содержать, по меньшей мере, управляющий контроллер, выполненный в виде микросхемы и соединенный с разъемом USB 5, и источник напряжения, управляемый указанным контроллером, при этом управляющий контроллер и источник напряжения могут быть смонтированы на общей монтажной плате и размещены в общем корпусе считывающего устройства. При этом конструкция считывающего устройства 3 в настоящем описании детально не раскрывается, поскольку она хорошо известна специалистам в области считывания данных с микросхем. Из открытых источников известно много различных конструктивных вариантов исполнения указанного считывающего устройства, которые находятся в открытой продаже и при этом открыто и широко применяются многими зарубежными и отечественными фирмами, специализирующимися на считывании данных с микросхем различных накопителей информации. В качестве считывающего устройства 3 может быть использовано, например, считывающее устройство PC-Flash Reader v 4.0., входящее в состав программно-аппаратного комплекса РС-3000 Flash, разработанного фирмой «ACELab» и представленного на сайте последней по адресу: http://www.acelab.ru/dep.pc/pc3000.flash.php. При этом следует отметить, что заявитель настоящего изобретения успешно использует указанное считывающее устройство PC-Flash Reader v 4.0. в комплексе с представленным на фиг. 2 опытным образцом адаптера 1 для считывания данных с микросхем различных типов накопителей, имеющих механические повреждения контроллера и/или разъема, в том числе с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, и с микросхем монолитных накопителей.

На персональном компьютере 6 установлено специальное программное обеспечение, необходимое для выполнения различных задач считывания данных с микросхем различного типа (вида), при этом указанное программное обеспечение, а также программа, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3, и программа, установленная на микросхеме коммутации 15, выполнены с возможностью обеспечения совместной работы компьютера 6, считывающего устройства 3 и микросхемы коммутации 15 по заданной программе с обеспечением возможности считывания данных, записанных на считываемой микросхеме 8, и возможности открытия на экране монитора 7 компьютера 6 рабочих окон, служащих для ввода оператором исходных и текущих параметров указанной заданной программы с учетом типа (вида) считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных с микросхемы 8, а также для вывода визуальной информации о получаемых считываемых данных.

Вместе с тем, установленное на компьютере 6 программное обеспечение, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3 программа и установленная на микросхеме коммутации 15 программа выполнены предпочтительно с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации 15 в зависимости от типа (вида) считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных с микросхемы 8, и с возможностью разделения контактных игл 9 на входные и выходные - в соответствии с введенными оператором упомянутыми исходными параметрами с обеспечением подачи на входные контактные иглы 9 управляющих сигналов от микросхемы коммутации 15 посредством печатной платы 16 и подачи от выходных контактных игл 9 информационных сигналов о считываемых данных на микросхему коммутации 15 посредством печатной платы 16.

Предлагаемое устройство выполнено с возможностью взаимодействия считывающего устройства 3 с микросхемой коммутации 15 и считываемой микросхемой 8 по интерфейсу, выбираемому в зависимости от количества входящих в набор контактных игл 9, например, по интерфейсу, работающему по протоколу NAND или JTAG, или еММС, или FBUS. Причем при считывании данных с микросхем 8 с использованием небольшого набора контактных игл 9, включающего не более 6 таких игл, выбирается интерфейс, работающий по протоколу JTAG или еММС, или FBUS, а при считывании данных с микросхем 8 с использованием большого набора контактных игл 9, включающего до 25 таких игл (как показано на фиг. 2-4), выбирается интерфейс, работающий по протоколу NAND. При этом количество контактных игл 9, входящих в упомянутый набор, задается с учетом типа считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных.

Для снижения влияния возникающих в выходных контактных иглах 9 паразитных наводящих токов на информационные сигналы, поступающие от выходных контактных игл 9 на микросхему коммутации 15, а также для сглаживания высоких пиков импульсов напряжения входных сигналов и ответных информационных сигналов в линиях печатной платы 16, соединяющих контактные иглы 9 с микросхемой коммутации 15, в печатную плату 16 вмонтирован набор фильтров 27(1)-27(N) (фиг. 1, 4), при этом число фильтров 27, входящих в указанный набор, равно числу контактных игл 9, входящих в набор игл 9(1)-9(N). Каждый из фильтров 27(1)-27(N) установлен в одну из линий печатной платы 16, соединяющих нижние концы стоек 14 контактных токопроводящих игл 9 с микросхемой коммутации 15, и выполнен предпочтительно в виде индуктивного сопротивления, величина которого подбирается опытным путем.

Каждая контактная игла 9 выполнена в виде круглого упругого стержня с отогнутым вниз концевым участком 28 (фиг. 6) и с заостренным рабочим концом 29, а стойка 14 каждой контактной иглы 9 имеет форму вертикально направленного цилиндра, в верхней части которого выполнена осевая сквозная горизонтальная прорезь 30 (фиг. 6, 7), направленная радиально по отношению к кругу, на котором размещены стойки 14. При этом каждая контактная игла 9 проходит через указанную сквозную прорезь 30 своей стойки 14 с опорой на основание прорези 30 и с возможностью регулирования положения контактной иглы 9 относительно считываемой микросхемы 8 за счет возвратно-поступательного перемещения контактной иглы 9 относительно стойки 14 в радиальном направлении по отношению к кругу, на котором размещены стойки 14. У каждой контактной иглы 9 концевая рабочая часть с отогнутым вниз участком 28, показанная на фиг. 8, расположена внутри круга, на котором размещены стойки 14 (фиг. 3), а противоположная концевая часть контактной иглы 9, выходящая из прорези 30 стойки 14 за пределы упомянутого круга, снабжена рукоятью 31, выполненной из непроводящего ток материала, предпочтительно из пластмассы.

Кроме того, стойка 14 каждой контактной иглы 9 выполнена со сквозным осевым резьбовым отверстием 32 (фиг. 6) и закреплена на основании 13, например, с помощью крепежного винта 33, вкрученного с нижней стороны основания 13 в резьбовое отверстие 32 стойки 14 через выполненное в основании 13 сквозное отверстие с обеспечением упора в основание 13 нижнего торца стойки 14 и шляпки крепежного винта 33. В верхнюю часть резьбового отверстия 32 стойки 14 вкручен фиксирующий винт 34 с возможностью упора его нижнего торца в контактную иглу 9 с обеспечением прижатия заостренного рабочего конца 29 последней к одному из выводов 35 (фиг. 5) или проводников 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8 и фиксации иглы 9 в таком положении. При этом верхний конец фиксирующего винта 34 каждой стойки 14 выполнен с цилиндрической рифленой шляпкой 38 (фиг. 6, 7) для обеспечения возможности ручного поворота винта 34.

Стойка 14 каждой контактной иглы 9 может быть выполнена из токопроводящего материала, например, из металла, и находится в контакте с установленной на ней токопроводящей контактной иглой 9 с обеспечением соединения контактной иглы 9 с микросхемой коммутации 15 через указанную стойку 14 и печатную плату 16, размещенную на нижней стороне основания 13. Вместе с тем, с целью снижения затрат на изготовление адаптера 1, стойка 14 каждой контактной иглы 9 может быть выполнена из непроводящего ток материала, например, из пластмассы, а ее крепежный винт 33 - из токопроводящего материала, при этом длина крепежного винта 33 стойки 14 каждой контактной иглы 9 подобрана из расчета, чтобы верхний торец указанного крепежного винта 33 находился на одном уровне с нижним основанием прорези 30 стойки 14 с обеспечением соединения контактной иглы 9 с микросхемой коммутации 15 через токопроводящий крепежный винт 33 и печатную плату 16.

Кроме того, диаметр контактных игл 9 выбирается в пределах 0,50-1,0 мм, предпочтительно 0,70-0,75 мм, для обеспечения требуемой упругости контактной иглы 9. Вместе с тем, у каждой контактной иглы 9 угол а (фиг. 8) между отогнутым вниз участком 28 с заостренным рабочим концом 29 и остальной частью контактной иглы 9 выбирается в пределах 90-120° с таким расчетом, чтобы все контактные иглы 9, входящие в набор таких игл 9(1)-9(N) (фиг. 1), могли сходиться вблизи центра круга, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9, без касания друг друга, а после фиксации каждой контактной иглы 9 в рабочем положении обеспечивалось требуемое усилие прижима ее заостренного рабочего конца 29 к заданному компоненту печатной платы 37 считываемой микросхемы 8. При этом высота к (фиг. 6) расположения низа сквозной прорези 30 у стоек 14 над верхней стороной основания 13 составляет 0,5-0,9, предпочтительно 0,7 высоты h (фиг. 8) отогнутой части 28 контактных игл 9, отсчитываемой при горизонтальном и свободном расположении последних в вертикальной плоскости без наложения заостренных рабочих концов 29 контактных игл 9 на считываемую микросхему 8, что обеспечивает надежную фиксацию острого конца 29 каждой контактной иглы 9 на заданном выводе 35 или на заданном проводнике 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8.

Диаметр круга, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9, выбирается из расчета, чтобы на площадке основания 13, ограниченной данным кругом, могла разместиться считываемая микросхема 8 любого заданного типа, а длина каждой контактной иглы 9 в упомянутом наборе выбирается из расчета, чтобы ее заостренный конец 29 мог быть установлен на любом из компонентов 35 или 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8 любого заданного типа, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей вдоль контактной иглы 9.

При этом каждая контактная игла 9 имеет защитное антикоррозийное покрытие предпочтительно из химического никеля, а также изолирующее покрытие из не проводящего ток материала, нанесенное на концевую часть иглы 9, имеющую заостренный рабочий конец 29. При этом указанное изолирующее покрытие нанесено на отогнутый вниз участок 28 иглы 9, за исключением заостренного рабочего конца 29, и на граничащий с участком 28 участок 39 (фиг. 8) иглы 9, длина s которого выбирается из расчета, чтобы при любом рабочем положении контактных игл 9, входящих в набор последних, указанные иглы не могли касаться друг друга своими частями, не имеющими изолирующего покрытия.

Для питания большинства типов считываемых микросхем 8 требуется напряжение не выше 5,0 V, а для безопасной работы микросхемы коммутации 15, выполненной в виде ПЛИС, и микросхемы управляющего контроллера считывающего устройства 3 требуется питание с установленной величиной напряжения, равной 3,3 V. При этом для ядра упомянутой ПЛИС требуется также питание с установленной величиной напряжения, равной 1,2 V. Кроме того, при считывании данных с поврежденных микросхем 8 разного типа опытным путем было установлено, что изменение напряжения питания считываемой микросхемы 8 в процессе считывания с нее данных в пределах 1,6-3,6 V, как в сторону увеличения, так и в сторону снижения напряжения питания в указанных пределах, позволяет повысить достоверность считывания данных, записанных в микросхеме 8.

Для обеспечения указанных параметров напряжения в питающих цепях предлагаемого устройства управляющий контроллер считывающего устройства 3 (фиг. 1) подключен через разъем USB 5 к выходной линии блока питания персонального компьютера 6 с постоянным напряжением, равным предпочтительно 5,0 V, а внутренний источник напряжения считывающего устройства 3 выполнен с возможностью формирования на его первом выходе постоянного напряжения, равного предпочтительно 3,3 V, и с возможностью формирования на его втором выходе постоянного напряжения, равного предпочтительно 1,6-3,6 V. При этом первая выходная линия питания 17 считывающего устройства 3 подключена своим входом к первому выходу внутреннего источника напряжения считывающего устройства 3, и своим выходом - к первому выводу питания ядра микросхемы коммутации 15, вторая выходная линия питания 18 считывающего устройства 3 подключена своим входом к указанной линии блока питания персонального компьютера 6, а третья выходная линия питания 19 считывающего устройства 3 подключена своим входом ко второму выходу внутреннего источника напряжения считывающего устройства 3.

Для обеспечения установленного уровня напряжения питания ядра микросхемы коммутации 15, равного 1,2 V, данное напряжение может вырабатываться внутренним источником напряжения считывающего устройства 3 и в этом случае считывающее устройство 3 снабжается четвертой выходной линией питания с напряжением 1,2 V, подключенной ко второму выводу питания ядра микросхемы коммутации 15 (не показано). Альтернативным вариантом является формирование необходимого для питания ядра микросхемы коммутации 15 напряжения 1,2 V на самом адаптере 1 с использованием для этой цели вмонтированного в печатную плату 16 преобразователя напряжения 40 (фиг. 1), имеющего напряжение на выходе, равное предпочтительно 1,2 V. При этом вход преобразователя напряжения 40 подключен к линии питания 17 считывающего устройства 3, а выход - ко второму выводу питания ядра микросхемы коммутации 15.

Для обеспечения возможности выбора оператором уровня напряжения в питающих цепях адаптера 1 предлагаемое устройство снабжено двумя сблокированными коммутаторами 41 и 42, имеющими общий управляемый переключатель их положения 43. При этом коммутаторы 41 и 42 могут быть размещены на материнской плате считывающего устройства 3 (не показано). Вместе с тем, альтернативным вариантом является размещение коммутаторов 41 и 42 с переключателем 43 в адаптере 1, как показано на фиг. 1. При таком варианте размещения коммутаторы 41 и 42 с переключателем 43 вмонтированы в печатную плату 16 (фиг. 4) адаптера 1, а считывающее устройство 3 снабжено второй выходной управляющей линией 44 (фиг. 1), вход которой подключен к выводу микросхемы управляющего контроллера считывающего устройства 3 (не показано), а выход - к переключателю 43. При этом первый коммутатор 41 подключен своим первым входом к выходной линии питания 19 считывающего устройства 3, своим вторым входом - к выходной линии питания 18 считывающего устройства 3, и своим выходом - к клеммному разъему 21 (фиг. 5) основания 13, к которому посредством провода 23 подключается линия питания считываемой микросхемы 8, а второй коммутатор 42 подключен своим первым входом к выходной линии питания 19 считывающего устройства 3, своим вторым входом - к выходной линии питания 17 считывающего устройства 3, и своим выходом - к входному выводу микросхемы коммутации 15, соединенному с выходными выводами последней, подключенными к контактным иглам 9. Причем в первом положении переключателя 43 в каждом из сблокированных коммутаторов 41 и 42 выход соединяется с первым входом, а во втором положении переключателя 43 в каждом из сблокированных коммутаторов 41 и 42 выход соединяется со вторым входом.

Программное обеспечение, установленное на персональном компьютере 6, и программа, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3, выполнены с возможностью регулировки величины напряжения в выходной линии питания 19 считывающего устройства 3 в упомянутых пределах, предпочтительно 1,6-3,6 V, и возможностью попеременного переключения переключателя 43 сблокированных коммутаторов 41 и 42 из одного упомянутого положения во второе, при этом указанная регулировка величины напряжения и указанное переключение переключателя 43 выполняются по заданной программе с учетом типа считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных.

Для исключения возможности появления короткого замыкания при работе предлагаемого устройства установленное на персональном компьютере 6 программное обеспечение содержит программу, обеспечивающую возможность контроля отсутствия прямого контакта заостренных рабочих концов 29 соседних контактных игл 9, способного вызвать короткое замыкание. При этом диалоговое окно, высвечиваемое на экране монитора 7 персонального компьютера 6, выполнено с возможностью запуска указанной программы оператором после установки заостренных рабочих концов 29 контактных игл 9 на печатной плате 37 считываемой микросхемы 8.

Микросхема коммутации 15 расположена напротив центральной части круга, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9, а считываемая микросхема 8 размещается в центральной части указанного круга таким образом, чтобы зона ее печатной платы 37 (фиг. 5) с более плотным расположением компонентов 35 и 36 последней находилась ближе к центру указанного круга, а выводы линии питания и линии заземления считываемой микросхемы 8 находились напротив клеммных разъемов 21 и 22.

Для обеспечения возможности считывания данных с микросхем разнообразных типов, в том числе с монолитных накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, предлагаемое устройство выполнено с возможностью взаимодействия считывающего устройства 3 с микросхемой коммутации 15 и считываемой микросхемой 8 по интерфейсу, работающему по протоколу NAND, и при этом содержит набор из 16-25 контактных игл, равномерно распределенных по кругу, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9, за исключением той части указанного круга, которая занята клеммными разъемами 21 и 22.

Учитывая малые размеры большинства считываемых микросхем 8, а также малые размеры компонентов 35 и 36 их печатных плат 37 (фиг. 5), устройство снабжено средством визуального увеличения размещаемой на основании 13 считываемой микросхемы 8, предпочтительно микроскопом с подсветкой (не показан), размещенным вблизи установленного на основании 13 разъема расширения 2 так, чтобы окуляр микроскопа и свет от его подсветки были направлены на считываемую микросхему 8. Наличие такого микроскопа и подсветки существенно облегчает установку и фиксацию заостренных рабочих концов 29 контактных игл 9 на компонентах 35 и 36 печатных плат 37 считываемых микросхем 8.

Для обеспечения идентификации контактных игл 9 на верхней стороне основания 13 вблизи стоек 14 контактных игл 9 указаны цифровые порядковые номера 1, 2, 3…25 (фиг. 9) установленных на стойках 14 контактных игл 9. Указанные порядковые номера контактных игл 9 обозначены на фиг. 9 выносной линией с номером 45. При этом порядковые номера контактных игл 9 нарастают последовательно по кругу, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9.

Кроме того, для обеспечения размещения разъема 2 на нижней стороне основания 13, а также для исключения повреждения и перегрева печатной платы 16 и микросхемы коммутации 15, основание 13 установлено на опорных ножках 46 (фиг. 2, 4), закрепленных на нижней стороне основания 13 по углам последнего. При этом высота ножек 46 превышает на 0,5-1,5 см высоту разъемов расширения 2 и 4.

Устройство для считывания данных с микросхем работает следующим образом.

В исходном положении устройства заостренные концы 29 контактных игл 9 находятся на удалении от центральной части круга, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9, а разъем расширения 2 адаптера 1 не соединен с разъемом расширения 4 считывающего устройства 3, что обеспечивает пребывание адаптера 1 и контактных игл 9 в обесточенном состоянии.

Считываемую микросхему 8 (фиг. 1, 3) подготавливают к проведению операции считывания данных. В случае считывания данных с микросхемы монолитного накопителя, основанного на flash-памяти типа NAND, указанную микросхему предварительно очищают от верхнего защитного слоя лака до вскрытия рабочих выводов 35 (фиг. 5) и проводников 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8.

При выполнении указанной подготовки к считыванию данных считываемую микросхему 8 помещают на верхней стороне основания 13 в центральной части круга, на котором размещены стойки 14 контактных игл 9, с расположением клемм 24 и 26 (фиг. 5) считываемой схемы 8 напротив клеммных разъемов 21 и 22. При этом считываемая микросхема 8 размещается таким образом, чтобы зона ее печатной платы 37 (фиг. 5) с более плотным расположением компонентов 35 и 36 последней находилась ближе к центру указанного круга. При таком размещении считываемой микросхемы 8 на основании 13 обеспечивается возможность установки заостренных рабочих концов 29 контактных игл 9 на любом из компонентов 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8. Для фиксации считываемой микросхемы 8 на основании 13 в неподвижном положении может быть использован, например, двухсторонний скотч или какой-либо прижим, или другие средства крепления (не показаны).

После установки считываемой микросхемы 8 на основании 13 разъем 21 соединяют проводом 23 с клеммой 24 линии питания считываемой микросхемы 8, а разъем 22 - проводом 25 с клеммой 26 линии заземления считываемой микросхемы 8. При этом провода 23 и 25 крепят их концами на клеммах 24 и 26 считываемой микросхемы 8 предпочтительно при помощи пайки.

Вблизи разъема расширения 2 адаптера 1 устанавливают микроскоп с подсветкой (не показан), так, чтобы окуляр микроскопа и свет от его подсветки были направлены на считываемую микросхему 8, после чего путем радиального перемещения контактных игл 9 в прорезях 30 стоек 14 устанавливают контактные иглы 9 в таком рабочем положении, при котором обеспечивается контакт их заостренных рабочих концов 29 с заданными выводами 35 и проводниками 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8. При этом положение каждой установленной таким образом контактной иглы 9 фиксируется путем вворачивания по резьбе фиксирующего винта 34 в стойку 14 вращением его головки 38 до упора нижнего торца винта 34 в иглу 9, что обеспечивает упор заостренного конца 29 иглы 9 в вывод 35 или проводник 36 печатной платы 37 и его фиксацию в данном положении, а также обеспечивает электрическое соединение иглы 9 с печатной платой 16 основания 13 и с микросхемой коммутации 15. При выполнении стоек 14 из токопроводящего материала (например, металла) указанное соединение иглы 9 с печатной платой 16 обеспечивается в результате прижатия иглы 9 к нижнему основанию сквозной прорези 30 стойки 14, а при выполнении стоек 14 из не проводящего ток материала (например, пластмассы) указанное соединение обеспечивается за счет прижатия иглы 9 фиксирующим винтом 34 к верхнему торцу токопроводящего крепежного винта 33.

При выполнении описанной выше установки контактных игл 9 и их фиксации принимаются меры по исключению возможности прямого контакта друг с другом незаизолированных заостренных рабочих концов 29 соседних контактных игл 9 во избежание появления короткого замыкания при работе устройства. Проверка на отсутствие указанного контакта выполняется визуальным путем, а также с помощью указанного микроскопа и его подсветки. Вместе с тем, для обеспечения возможности полного исключения появления указанного короткого замыкания упомянутая проверка выполняется также с помощью специальной программы, входящей в состав программного обеспечения, установленного на компьютере 6. Указанная программа запускается оператором после полной установки заостренных рабочих концов 29 контактных игл 9 на считываемой микросхеме 8. В случае расположения в опасной близости заостренных рабочих концов 29 соседних контактных игл 9 последние переустанавливаются в новое, более безопасное положение, исключающее возможность указанного прямого контакта заостренных рабочих концов 29 соседних контактных игл 9, после чего оператор вновь запускает указанную выше программу для окончательной проверки на отсутствие возможности короткого замыкания. Кроме того, выполняется также проверка наличия контактного рабочего прижатия заостренных концов 29 контактных игл 9 к компонентам 35 и 36 печатной платы 37, с использованием для этой цели, например, известного в электротехнике метода «прозванивания» цепей с помощью щупов и вольтметра.

В результате выполненных действий по установке контактных игл 9 и фиксации рабочего контакта их заостренных рабочих концов 29 с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8 устанавливается электрическое соединение указанных компонентов 35 и 36 с выводами разъема расширения 2 адаптера 1.

На этом заканчивается подготовка к работе адаптера 1, после чего выполняется общая подготовка к работе всего устройства в целом. Для этого разъем 2 адаптера 1 соединяют с разъемом 4 считывающего устройства 3, после чего включают компьютер 6 и монитор 7. При этом считывающее устройство 3 получает от внутреннего блока питания компьютера 6 питание постоянного напряжения, предпочтительно 5,0 V, что приводит к запуску установленной на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3 программы, которая вводит в рабочий режим управляющий контроллер и внутренний источник постоянного напряжения считывающего устройства 3. При первоначальной инициализации программы, установленной на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3, напряжение в выходных линиях питания 17-19 считывающего устройства 3 отсутствует и, соответственно, все контактные иглы 9, находящиеся в контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8, находятся в обесточенном состоянии.

Затем выполняется запуск установленного на компьютере 6 программного обеспечения, которое формирует управляющие пусковые сигналы, поступающие от компьютера 6 на микросхему управляющего контроллера считывающего устройства 3. После обработки полученных управляющих сигналов в указанной микросхеме в соответствии с установленной на ней программой в линии управления И считывающего устройства 3 формируются управляющие пусковые сигналы, поступающие на микросхему коммутации 15 адаптера 1. После обработки полученных управляющих сигналов в микросхеме коммутации 15 в соответствии с установленной на ней программой (прошивкой), загруженной на этапе производства микросхемы коммутации 15, адаптер 1 устанавливается в исходное рабочее состояние, при котором все контактные иглы 9, находящиеся в контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8, продолжают находиться в обесточенном состоянии.

Перед выполнением считывания данных с микросхемы 8 оператор через диалоговое окно на мониторе 7 вводит в программируемую задачу по считыванию данных тип (вид) считываемой микросхемы 8, установленной на основании 13 адаптера 1. Если при этом тип считываемой микросхемы 8 не соответствует типу предыдущей микросхемы 8, которая перед этим проходила считывание с помощью предлагаемого устройства, установленное на компьютере 6 программное обеспечение и установленная на микросхеме коммутации 15 программа после указанного выше ввода оператором типа (вида) считываемой микросхемы 8 выполняют перепрограммирование микросхемы коммутации 15 по заданной программе. При этом программа, установленная на микросхеме коммутации 15, переформатируется до получения конфигурации, соответствующей считываемой микросхеме 8, установленной на основание 13 для считывания.

Для обеспечения требуемой коммутации считывающего устройства 3 и контактных игл 9, находящихся в контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8, оператор заполняет в диалоговом окне монитора 7 соответствующую таблицу коммутации считывающего устройства 3 и контактных игл 9. В указанной таблице оператор для каждой из указанных контактных игл 9 указывает с каким из компонентов 35 или 36 печатной платы 37 находится в контакте заостренный рабочий конец 29 данной иглы 9, что обеспечивает идентификацию точек считывания данных на микросхеме 8 с привязкой их к конкретным контактным иглам 9, каждая из которых имеет свой идентификационный порядковый номер, отмеченный на фиг. 9 выноской с номером 45.

При этом посредством установленного на компьютере 6 программного обеспечения и установленной на микросхеме коммутации 15 программы все контактные иглы 9, находящиеся в рабочем контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 микросхемы 8, разделяются на входные и выходные контактные иглы 9 в зависимости от функционального назначения каждого из указанных компонентов 35 и 36, отраженного в указанной выше таблице коммутации, заполненной оператором через диалоговое окно на мониторе 7. Входные контактные иглы 9 служат для подачи на указанные компоненты 35 и 36 заданных входных сигналов, а выходные контактные иглы 9 - для передачи с указанных компонентов 35 и 36 на считывающее устройство 3 через микросхему коммутации 15 ответных информационных сигналов, характеризующих данные, считываемые с компонентов 35 и 36 микросхемы 8.

После установки на предлагаемом устройстве рабочего режима напряжение на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3 и первом выводе питания ядра микросхемы коммутации 15, подключенном к линии 17 считывающего устройства 3, устанавливается равным 3,3 V, а напряжение на втором выводе питания ядра микросхемы коммутации 15, подключенном к линии 17 считывающего устройства 3 через преобразователь напряжения 40, устанавливается равным 1,2 V. При этом напряжение питания микросхемы управляющего контроллера считывающего устройства 3 и микросхемы коммутации 15 сохраняются на указанных уровнях в течение всего периода проведения процедуры считывания данных с микросхемы 8 и не зависят от уровня напряжения питания считываемой микросхемы 8 и входных контактных игл 9.

После заполнения указанной таблицы коммутации и установки рабочего режима на предлагаемом устройстве оператор посредством диалогового окна на мониторе 7 производит выбор варианта уровня напряжения питания для считываемой микросхемы 8 и входных контактных игл 9 с учетом типа считываемой микросхемы 8 и/или текущей задачи, решаемой при считывании данных с микросхемы 8.

По первому варианту выбирается напряжение питания, регулируемое предпочтительно в пределах 1,6-3,6 V. При этом в качестве источника питания используется внутренний источник постоянного напряжения считывающего устройства 3, получающий питание от компьютера 6 через разъем USB и формирующий в выходной линии питания 19 (фиг. 1) считывающего устройства 3 постоянное напряжение, регулируемое предпочтительно в пределах 1,6-3,6 V посредством получаемых указанным источником напряжения команд, формируемых установленной на микросхеме управляющего контроллера программой, получающей от компьютера 6 управляющие команды на регулировку указанного напряжения, формируемые в соответствии с программным обеспечением, установленным на компьютере 6.

При выборе оператором данного варианта напряжения питания программное обеспечение, установленное на компьютере 6, посылает с выхода последнего управляющий сигнал, который передается через считывающее устройство 3 и его выходную управляющую линию 44 на переключатель 43 сблокированных коммутаторов 41 и 42. После отработки полученного управляющего сигнала переключатель 43 устанавливается в положение, при котором в соответствии с фиг. 1 в каждом из сблокированных коммутаторов 41 и 42 выход соединяется с левым входом. При таком положении переключателя 43 питание с регулируемым напряжением 1,6-3,6 V поступает от линии 19 на выход коммутатора 41 и далее через клеммный разъем 21 (фиг. 5) и провод 23 поступает на клемму 24 питания считываемой микросхемы 8. Одновременно с этим питание с таким же напряжением поступает от линии 19 на выход коммутатора 42 и далее через микросхему коммутации 15 поступает на входные контактные иглы 9.

При этом посредством программного обеспечения, установленного на компьютере 6, и программы, установленной на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства 3, устанавливается оптимальный уровень напряжения питания считываемой микросхемы 8 и входных контактных игл 9 в указанных пределах 1,6-3,6 V с учетом типа считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных, обеспечивающий наиболее достоверные результаты при считывании данных, записанных на микросхеме 8, а также с учетом заложенной в базе данных установленного на компьютере 6 программного обеспечения информации о рабочих компонентах 35 и 36 печатной платы 37 различных типов считываемых микросхем 8.

По второму варианту выбирается постоянное напряжение питания, составляющее предпочтительно 5,0 V. При этом в качестве начального источника питания используется внутренний блок питания компьютера 6, от которого питание с напряжением 5,0 V поступает к выходной линии питания 18 считывающего устройства 3.

При выборе оператором данного варианта питания программное обеспечение, установленное на компьютере 6, посылает с выхода последнего управляющий сигнал, который передается через считывающее устройство 3 и его выходную управляющую линию 44 на переключатель 43 сблокированных коммутаторов 41 и 42. После отработки полученного управляющего сигнала переключатель 43 переходит в крайнее правое положение, при котором в соответствии с фиг. 1 в каждом из сблокированных коммутаторов 41 и 42 выход соединяется с правым входом. При таком положении переключателя 43 питание с напряжением 5,0 V поступает от линии 18 считывающего устройства 3 на выход коммутатора 41 и далее через клеммный разъем 21 (фиг. 5) и провод 23 поступает на клемму 24 питания считываемой микросхемы 8. Одновременно с этим питание с напряжением 3,3 V поступает от линии 17 считывающего устройства 3 на выход коммутатора 42 и далее через микросхему коммутации 15 поступает на входные контактные иглы 9.

Первый вариант напряжения питания является более предпочтительным, поскольку позволяет за счет регулирования напряжения питания считываемой микросхемы 8 и входных контактных игл 9 в пределах 1,6-3,6 V устанавливать оптимальный уровень питания последних, при котором обеспечивается более высокая достоверность результатов считывания данных, записанных на микросхеме 8, что исключается при выборе второго варианта напряжения питания с постоянным уровнем в 5,0 V.

Кроме того, при выборе оператором второго варианта напряжения питания, равного 5,0 V, оператор должен еще до установки контактных игл 9 на считываемой микросхеме 8 убедиться в том, что напряжение на рабочих компонентах 35 и 36 считываемой микросхемы 8, на которые планируется устанавливать контактные иглы 9, не превышает уровень 4,0 V, представляющий опасность выхода из строя как самой считываемой микросхемы 8, так и микросхемы коммутации 15. Для этого перед использованием напряжения питания 5,0 V оператор должен оценить уровень напряжения на указанных компонентах 35 и 36 микросхемы 8, например, с помощью мультиметра или осциллографа.

После выполнения программной установки в линиях питания считываемой микросхемы 8 и входных контактных игл 9 уровня напряжения питания, соответствующего выбранному оператором варианту, по заданной программе, формируемой программным обеспечением, установленным на компьютере 6, и программой, установленной на микросхеме коммутации 15, выполняется программная активация контактных игл 9, находящихся в рабочем контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8. Для этого программное обеспечение, установленное на компьютере 6, формирует набор управляющих коммутационных сигналов в выходной линии 11 считывающего устройства 3, соответствующих ранее заполненной оператором таблице коммутации считывающего устройства 3 и контактных игл 9. Указанные сигналы поступают на микросхему коммутации 15, где обрабатываются посредством программы, установленной на микросхеме 15, в результате чего обеспечивается требуемая коммутация считывающего устройства 3 и контактных игл 9, находящихся в рабочем контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8. При этом обеспечивается жесткая электрическая связь указанных контактных игл 9 с поступающими к микросхеме коммутации 15 от считывающего устройства 3 сигналами протокола используемого интерфейса, в частности NAND протокола - в случае считывания данных с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND.

После завершения активации контактных игл 9 программное обеспечение, установленное на компьютере 6, формирует входные управляющие сигналы, соответствующие содержащейся в указанном программном обеспечении заданной программе по выполнению операций считывания данных с рабочих компонентов 35 и 36 (фиг. 5) считываемой микросхемы 8. Указанные сигналы по линии 11 считывающего устройства 3 поступают на микросхему коммутации 15 и после обработки с помощью установленной на ней программы поступают на входные контактные иглы 9. При этом на заостренных концах 29 входных контактных игл 9 формируются входные импульсы напряжения, передающиеся на входные рабочие компоненты 35 и 36 печатной платы 37, находящиеся в контакте с входными контактными иглами 9. В результате указанные импульсы напряжения передаются по печатной плате 37 к выходным рабочим компонентам 35 и 36 печатной платы 37, которые находятся в контакте с выходными контактными иглами 9, вследствие чего на выходных рабочих компонентах 35 и 36 печатной платы 37 формируются ответные выходные импульсы напряжения, служащие информационными сигналами, характеризующими данные, записанные на считываемой микросхеме 8.

Следом за подачей указанных входных управляющих сигналов программное обеспечение компьютера 6 переводит по заданной программе компьютер 6, считывающее устройство 3 и микросхему коммутации 15 в режим приема с выходных контактных игл 9 указанных информационных сигналов с выходных рабочих компонентов 35 и 36 печатной платы 37, находящихся в контакте с выходными контактными иглами 9.

При этом информационные сигналы, формируемые в выходных контактных иглах 9, передаются через их стойки 14 (или крепежные винты 33) и линии печатной платы 16 на микросхему коммутации 15. При прохождении информационных сигналов через фильтры 27 (фиг. 1) обеспечивается снижение влияния паразитных наводящих токов, возникающих в выходных контактных иглах 9, на информационные сигналы, поступающие от выходных контактных игл 9 на микросхему коммутации 15, что повышает достоверность получаемых результатов считывания данных с микросхемы 8. Вместе с тем, при прохождении информационных сигналов через фильтры 27 обеспечивается сглаживание высоких пиков импульсов напряжения указанных сигналов перед их поступлением на микросхему коммутации 15. С выхода микросхемы коммутации 15 информационные сигналы поступают через линию 12 и микросхему управляющего контроллера считывающего устройства 3 на компьютер 6, где посредством установленного на компьютере 6 программного обеспечения приводятся к требуемому виду, характеризующему данные, считываемые с микросхемы 8, и сохраняются в базе данных компьютера 6. При необходимости информация о считываемых с микросхемы 8 данных может демонстрироваться на экране монитора 7.

По окончании процесса считывания данных с микросхемы 8 программное обеспечение, установленное на компьютере 6, направляет через микросхему управляющего контроллера считывающего устройства 3 управляющий сигнал на микросхему коммутации 15, после получения и обработки которого программа микросхемы коммутации 15 переводит контактные иглы 9, находящиеся в рабочем контакте с компонентами 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8 в высокоимпедансное состояние. Одновременно с этим указанное программное обеспечение направляет на микросхему управляющего контроллера считывающего устройства 3 управляющий сигнал на отключение внутреннего источника напряжения считывающего устройства 3, что приводит к обесточиванию адаптера 1, после чего выключают компьютер 6 и отделяют разъем 2 адаптера 1 от разъема 4 считывающего устройства 3. Затем выворачивают фиксирующие винты 34 на 1-2 оборота из стоек 14 контактных игл 9 и перемещают контактные иглы 9 в прорезях 30 стоек 14 в их исходное положение, после чего отпаивают провода 23 и 25 от клемм 24 и 26 микросхемы 8 и снимают последнюю с основания 13.

В целом, представленное описание и сопровождающие его графические иллюстрации, а также представленный на фиг. 2 и успешно используемый на практике по своему назначению опытный образец адаптера 1 подтверждают, что предлагаемое изобретение обеспечивает практическую возможность создания устройства для считывания данных с микросхем, конструкция которого обеспечивает возможность размещения контактных токопроводящих игл 9 на основании 13 адаптера 1 с высокой плотностью расположения их заостренных рабочих концов 29 на считываемой микросхеме 8 и возможность размещения контактных игл 9 на основании 13 в большом количестве, достаточном для оперативного считывания данных с микросхемы 8 за один рабочий цикл считывания без перестановки контактных игл 9 на считываемой микросхеме 8 и с использованием для работы предлагаемого устройства высокоскоростных интерфейсов, например, интерфейсов, работающих по протоколу NAND. Благодаря этому предлагаемое устройство может быть использовано для считывания данных с микросхем любых типов, в том числе с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, и с микросхем монолитных накопителей, что расширяет область применения предлагаемого устройства. Причем указанное расширение области применения предлагаемого устройства распространяется и на микросхемы с большим количеством рабочих компонентов печатной платы и/или небольшой площадью печатной платы с высокой плотностью размещения на ней рабочих компонентов.

Исключение из конструкции адаптера 1 предлагаемого устройства шарнирных стоек контактных игл, используемых в адаптере устройства по прототипу, позволяет упростить конструкцию адаптера 1, снизить его массу, габариты и стоимость, а также упростить процесс установки и фиксации заостренных рабочих концов 29 контактных игл 9 на рабочих компонентах 35 и 36 печатной платы 37 считываемой микросхемы 8, за счет чего снижается трудоемкость и повышается оперативность выполнения указанного процесса.

Вместе с тем, выполнение микросхемы коммутации 15 и считывающего устройства 3 с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации 15 в зависимости от типа считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных, исключает необходимость замены коммутационного устройства 10 при изменении типа (вида) считываемой микросхемы 8 и/или задачи, решаемой при считывании данных, что снижает трудоемкость и повышает оперативность считывания данных с микросхем и при этом исключает необходимость в комплектации устройства для считывания данных с микросхем набором сменных коммутационных устройств 10, как это имеет место в прототипе, что обеспечивает упрощение конструкции и снижение стоимости предлагаемого устройства.

Кроме того, предусмотренные в предлагаемом устройстве конструктивные меры по защите микросхемы коммутации 15 от воздействия на нее внешних электромагнитных полей обеспечивают повышение достоверности результатов считывания данных.

Представленное описание и поясняющие его графические иллюстрации являются только примером практического осуществления изобретения, который необходим специалистам в данной области техники для исчерпывающего понимания изобретения. Указанный пример не ограничивает объем настоящего изобретения, определяемый формулой последнего, и не исключает другие возможные варианты выполнения предлагаемого устройства для считывания данных с микросхем, согласующиеся с сущностью и объемом настоящего изобретения.

Например, представленное в описанном примере осуществления изобретения обеспечение питанием микросхемы коммутации 15 подходит для используемой в опытном образце представленного на фиг. 2-4 адаптера ПЛИС конкретного типа. При выборе для адаптера 1 ПЛИС другого типа питание микросхемы коммутации 15 может быть существенно другим, как по числу питающих линий, так и по величине напряжения питания в них. Кроме того, при использовании в предлагаемом устройстве интерфейса, работающего по протоколу NAND с использованием 8-ми проводной шины, линии 11 и 12 (фиг. 1) могут быть заменены на одну двунаправленную линию, которая по команде, формируемой на выходе персонального компьютера 6 в соответствии с установленным на нем программным обеспечением, и поступающей на считывающее устройство 3, становится либо линией управления, по которой на микросхему коммутации 15 поступают входные управляющие сигналы с выхода считывающего устройства 3, либо линией для передачи информационных сигналов с выхода микросхемы коммутации 15 на вход считывающего устройства 3.

Возможность существования других вариантов осуществления настоящего изобретения, отличающихся от представленного в настоящем описании, становится понятной специалисту в данной области техники после его ознакомления с представленными материалами изобретения. При этом необходимо отметить, что указанные возможные варианты осуществления изобретения подпадают под действие настоящего изобретения в той же мере, как и приведенное выше описание и поясняющие его графические иллюстрации.

Изобретение относится к устройствам для считывания данных с микросхем различных типов, преимущественно с микросхем накопителей, имеющих механические повреждения контроллера и/или разъема. Технический результат заключается в обеспечении возможности считывания микросхем различного вида без смены коммутационного устройства и в обеспечении защищенности от внешних электромагнитных полей. Устройство содержит основание, на котором размещается считываемая микросхема, набор контактных токопроводящих игл на стойках, считывающее устройство с внутренним управляющим контроллером, коммутационное устройство, выполненное с возможностью программной коммутации считывающего устройства с контактными иглами. Стойки размещены на основании по кругу и выполнены со сквозными прорезями с возможностью возвратно-поступательного перемещения контактных игл в этих прорезях в радиальном направлении по отношению к упомянутому кругу с возможностью регулирования и фиксации положения контактных игл относительно считываемой микросхемы с обеспечением контакта их заостренных рабочих концов с заданными компонентами печатной платы считываемой микросхемы. Считывающее устройство снабжено компьютером с установленным на нем программным обеспечением. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства для считывания данных с микросхем и расширить область его применения, а также снизить трудоемкость процесса считывания данных с микросхем, ускорить указанный процесс и повысить достоверность результатов считывания данных. 23 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для считывания данных с микросхем, в частности с микросхем накопителей, основанных на flash-памяти типа NAND, содержащее основание, выполненное с возможностью размещения на его верхней стороне считываемой микросхемы, набор контактных токопроводящих игл с заостренными рабочими концами, каждая из которых снабжена стойкой, закрепленной на верхней стороне основания, и установлена на указанной стойке с возможностью регулирования и фиксации положения контактной иглы относительно считываемой микросхемы с обеспечением контакта заостренного рабочего конца контактной иглы с заданным компонентом печатной платы считываемой микросхемы, и считывающее устройство, подключенное своим входом и выходом к указанным контактным иглам через коммутационное устройство, выполненное с возможностью программной коммутации контактных игл с упомянутым считывающим устройством, отличающееся тем, что коммутационное устройство выполнено в виде микросхемы коммутации, размещенной предпочтительно на нижней стороне основания, а стойки контактных игл размещены на основании предпочтительно по кругу, при этом микросхема коммутации и считывающее устройство выполнены предпочтительно с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации в зависимости от типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основание выполнено предпочтительно в виде пластины, нижняя сторона которой выполнена в виде печатной платы, а микросхема коммутации вмонтирована в указанную печатную плату, выполнена в виде программируемой логической интегральной схемы и соединена своими выводами с выходом и входом считывающего устройства и с контактными иглами упомянутого набора, при этом считывающее устройство имеет по меньшей мере три выходные линии питания постоянного напряжения, служащие для питания считываемой микросхемы и микросхемы коммутации, и линию заземления, подключенную своим выходом к линиям заземления считываемой микросхемы и микросхемы коммутации.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что печатная плата, расположенная на нижней стороне основания, выполнена по меньшей мере с одним внутренним экранирующим заземленным слоем, соединенным с выходом линии заземления считывающего устройства и с микросхемой коммутации, основание имеет прямоугольную в плане форму, а на верхней стороне основания размещены два клеммных разъема, один из которых служит для соединения линии питания считываемой микросхемы с выходами линий питания считывающего устройства, а второй - для соединения линии заземления считываемой микросхемы с выходом линии заземления считывающего устройства, при этом указанные разъемы расположены между стойками двух соседних контактных игл вблизи боковой стороны основания и на равном расстоянии от последней и соединены с выводами линии питания и линии заземления считываемой микросхемы проводами, закрепленными своими концами на указанных выводах считываемой микросхемы предпочтительно при помощи пайки.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что считывающее устройство снабжено разъемом USB и штепсельным разъемом расширения и выполнено предпочтительно в виде микроконтроллера, содержащего, по меньшей мере, управляющий контроллер, выполненный в виде микросхемы и соединенный с указанным разъемом USB, и источник напряжения, управляемый указанным контроллером, при этом управляющий контроллер и источник напряжения смонтированы на общей монтажной плате и размещены в общем корпусе считывающего устройства, а на нижней боковой стороне основания, вблизи которой расположены упомянутые клеммные разъемы, установлен штепсельный разъем расширения, входящий в штепсельный разъем расширения считывающего устройства.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что считывающее устройство снабжено персональным компьютером с установленным на нем программным обеспечением и подключено к указанному компьютеру через упомянутый разъем USB, при этом указанное программное обеспечение, программа, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства, и программа, установленная на микросхеме коммутации, выполнены с возможностью обеспечения совместной работы указанного компьютера, считывающего устройства и микросхемы коммутации по заданной программе с обеспечением возможности считывания данных, записанных на считываемой микросхеме, и возможности открытия на экране монитора указанного компьютера рабочих окон, служащих для ввода оператором исходных и текущих параметров указанной заданной программы с учетом типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных, а также для вывода визуальной информации о получаемых считываемых данных.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что установленное на компьютере программное обеспечение и установленная на микросхеме коммутации программа выполнены с возможностью перепрограммирования микросхемы коммутации в зависимости от типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных, и с возможностью разделения контактных игл на входные и выходные - в соответствии с введенными оператором упомянутыми исходными параметрами с обеспечением подачи на входные контактные иглы управляющих сигналов от микросхемы коммутации посредством печатной платы, расположенной на нижней стороне основания, и подачи от выходных контактных игл информационных сигналов о считываемых данных на микросхему коммутации посредством упомянутой печатной платы.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью взаимодействия считывающего устройства с микросхемой коммутации и считываемой микросхемой по интерфейсу, выбираемому в зависимости от количества входящих в упомянутый набор контактных игл, например по интерфейсу, работающему по протоколу NAND, или JTAG, или еММС, или FBUS, причем при считывании данных с микросхем с использованием небольшого набора контактных игл, включающего не более 6 таких игл, выбирается интерфейс, работающий по протоколу JTAG, или еММС, или FBUS, а при считывании данных с микросхем с использованием большого набора контактных игл, включающего до 25 таких игл, выбирается интерфейс, работающий по протоколу NAND, при этом количество контактных игл, входящих в упомянутый набор, задается с учетом типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных.

8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в размещенной на нижней стороне основания печатной плате в каждой из ее линий, через которые контактные токопроводящие иглы соединяются с микросхемой коммутации, установлен фильтр, выполненный предпочтительно в виде индуктивного сопротивления, величина которого подбирается опытным путем.

9. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что стойка каждой контактной иглы имеет форму вертикально направленного цилиндра, в верхней части которого выполнена осевая сквозная горизонтальная прорезь, направленная радиально по отношению к кругу, на котором размещены стойки контактных игл, а каждая контактная игла выполнена в виде круглого упругого стержня, проходящего через указанную сквозную прорезь стойки контактной иглы с опорой на основание указанной прорези стойки и с возможностью возвратно-поступательного перемещения в указанной прорези стойки контактной иглы, при этом у каждой контактной иглы ее концевая часть с заостренным рабочим концом расположена внутри круга, на котором размещены стойки контактных игл, и выполнена отогнутой вниз, а противоположная концевая часть контактной иглы, выходящая из указанной прорези стойки за пределы упомянутого круга, снабжена рукоятью, выполненной из непроводящего ток материала, предпочтительно из пластмассы.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что стойка каждой контактной иглы выполнена со сквозным осевым резьбовым отверстием и закреплена на основании с помощью крепежного винта, вкрученного с нижней стороны основания в указанное резьбовое отверстие стойки через выполненное в основании сквозное отверстие с обеспечением упора в основание нижнего торца стойки и шляпки указанного крепежного винта, при этом в верхнюю часть указанного резьбового отверстия каждой стойки вкручен фиксирующий винт с возможностью упора его нижнего торца в контактную иглу с обеспечением прижатия заостренного рабочего конца указанной иглы к заданному компоненту печатной платы считываемой микросхемы и фиксации иглы в таком положении, а верхний конец фиксирующего винта выполнен с цилиндрической рифленой шляпкой для обеспечения возможности ручного поворота указанного винта.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что стойка каждой контактной иглы выполнена из токопроводящего материала, например из металла, и находится в контакте с установленной на ней токопроводящей контактной иглой с обеспечением соединения контактной иглы с микросхемой коммутации через указанную стойку и печатную плату, размещенную на нижней стороне основания.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что стойка каждой контактной иглы выполнена из непроводящего ток материала, например из пластмассы, а ее крепежный винт - из токопроводящего материала, при этом длина крепежного винта стойки каждой контактной иглы подобрана из расчета, чтобы верхний торец указанного крепежного винта находился на одном уровне с нижним основанием упомянутой прорези стойки контактной иглы с обеспечением соединения контактной иглы с микросхемой коммутации через токопроводящий крепежный винт и печатную плату, размещенную на нижней стороне основания.

13. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что каждая контактная игла имеет диаметр 0,50-1,0 мм, предпочтительно 0,70-0,75 мм.

14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что у каждой контактной иглы угол между отогнутым вниз заостренным рабочим концом и остальной частью контактной иглы выбирается в пределах 90-120° с таким расчетом, чтобы все контактные иглы могли сходиться вблизи центра круга, на котором размещены стойки контактных игл, без касания друг друга, а после фиксации каждой контактной иглы в рабочем положении обеспечивалось требуемое усилие прижима ее заостренного рабочего конца к заданному компоненту печатной платы считываемой микросхемы, при этом высота расположения низа сквозной прорези у стоек контактных игл над верхней стороной основания составляет 0,5-0,9, предпочтительно 0,7 высоты отогнутой части контактных игл, отсчитываемой при горизонтальном и свободном расположении последних в вертикальной плоскости без наложения заостренных рабочих концов контактных игл на считываемую микросхему.

15. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что диаметр круга, на котором размещены стойки контактных игл, выбирается из расчета, чтобы на площадке основания, ограниченной данным кругом, могла разместиться считываемая микросхема любого заданного типа, а длина каждой контактной иглы в упомянутом наборе выбирается из расчета, чтобы ее заостренный конец мог быть установлен на любом из компонентов печатной платы считываемой микросхемы любого заданного типа, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей вдоль контактной иглы.

16. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что каждая контактная игла имеет защитное антикоррозийное покрытие предпочтительно из химического никеля, а также изолирующее покрытие из не проводящего ток материала, нанесенное на отогнутый вниз участок контактной иглы, за исключением заостренного рабочего конца последней, и на граничащий с указанным участком участок иглы, длина которого выбирается из расчета, чтобы при любом рабочем положении контактных игл, входящих в набор последних, указанные иглы не могли касаться друг друга своими частями, не имеющими изолирующего покрытия.

17. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что управляющий контроллер считывающего устройства подключен через указанный разъем USB к выходной линии блока питания персонального компьютера с постоянным напряжением, равным предпочтительно 5,0 V, внутренний источник напряжения считывающего устройства выполнен с возможностью формирования на его первом выходе постоянного напряжения, равного предпочтительно 3,3 V, и с возможностью формирования на его втором выходе постоянного напряжения, равного предпочтительно 1,6-3,6 V, считывающее устройство снабжено второй выходной управляющей линией, подключенной к выводу микросхемы управляющего контроллера считывающего устройства, первая выходная линия питания считывающего устройства подключена своим входом к первому выходу внутреннего источника напряжения считывающего устройства и своим выходом - к первому выводу питания ядра микросхемы коммутации, вторая выходная линия питания считывающего устройства подключена своим входом к указанной линии блока питания персонального компьютера, третья выходная линия питания считывающего устройства подключена своим входом ко второму выходу внутреннего источника напряжения считывающего устройства, а в печатную плату, размещенную на нижней стороне основания, вмонтированы два сблокированных коммутатора, имеющие общий управляемый переключатель их положения, подключенный ко второй выходной управляющей линии считывающего устройства, и преобразователь напряжения с напряжением на выходе, равным предпочтительно 1,2 V, вход которого подключен к первой выходной линии питания считывающего устройства, а выход - ко второму выводу питания ядра микросхемы коммутации, при этом первый коммутатор подключен своим первым входом к третьей выходной линии питания считывающего устройства, своим вторым входом - ко второй выходной линии питания считывающего устройства, и своим выходом - к упомянутому клеммному разъему основания, к которому подключается линия питания считываемой микросхемы, а второй коммутатор подключен своим первым входом к третьей выходной линии питания считывающего устройства, своим вторым входом - к первой выходной линии питания считывающего устройства, и своим выходом - к входному выводу микросхемы коммутации, соединенному с выходными выводами последней, подключенными к контактным иглам, причем в первом положении переключателя сблокированных коммутаторов в каждом из последних выход соединяется с первым входом, а во втором положении переключателя сблокированных коммутаторов в каждом из последних выход соединяется со вторым входом.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что программное обеспечение, установленное на персональном компьютере, и программа, установленная на микросхеме управляющего контроллера считывающего устройства, выполнены с возможностью регулировки величины напряжения в третьей выходной линии питания считывающего устройства в упомянутых пределах, предпочтительно 1,6-3,6 V, и возможностью попеременного переключения переключателя сблокированных коммутаторов из одного упомянутого положения во второе, при этом указанная регулировка величины напряжения и указанное переключение переключателя сблокированных коммутаторов выполняются по заданной программе с учетом типа считываемой микросхемы и/или задачи, решаемой при считывании данных.

19. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что установленное на персональном компьютере программное обеспечение содержит программу, обеспечивающую возможность контроля отсутствия прямого контакта заостренных рабочих концов соседних контактных игл, способного вызвать короткое замыкание, при этом диалоговое окно, высвечиваемое на экране монитора персонального компьютера, выполнено с возможностью запуска указанной программы оператором после установки заостренных рабочих концов контактных игл на печатной плате считываемой микросхемы.

20. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что микросхема коммутации расположена напротив центральной части круга, на котором размещены стойки контактных игл, а считываемая микросхема размещается в центральной части указанного круга таким образом, чтобы зона ее печатной платы с более плотным расположением компонентов последней находилась ближе к центру указанного круга, а выводы линии питания и линии заземления считываемой микросхемы находились напротив упомянутых клеммных разъемов.

21. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью взаимодействия считывающего устройства с микросхемой коммутации и считываемой микросхемой по интерфейсу, работающему по протоколу NAND, при этом упомянутый набор содержит 16-25 контактных игл, равномерно распределенных по кругу, на котором размещены стойки контактных игл, за исключением той части указанного круга, которая занята упомянутыми клеммными разъемами.

22. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что оно снабжено средством визуального увеличения считываемой микросхемы, предпочтительно микроскопом с подсветкой, размещенным вблизи установленного на основании разъема расширения так, чтобы окуляр микроскопа и свет от его подсветки были направлены на считываемую микросхему.

23. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что на верхней стороне основания вблизи стойки каждой контактной иглы указан цифровой порядковый номер установленной на данной стойке контактной иглы, при этом порядковые номера контактных игл нарастают последовательно по кругу, на котором размещены стойки контактных игл.

24. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что основание установлено на опорных ножках, закрепленных на нижней стороне основания по углам последнего, при этом высота указанных ножек превышает на 0,5-1,5 см высоту разъемов расширения, установленных на основании и считывающем устройстве.