[genseq 0]

Требуется помощь в реверс-инжиниринге ячеек нанопорового секвенатора MinION с целью использования отходов его работы (юзанных ячеек) в научных целях - для изучения различных ионных каналов в бислойных мембранах (программа минимум). Или для их регенерации и повторного использования. При этом сигналы с ячеек желательно считывать не при помощи секвенатора MinION, а с помощью доморощенного устройства (программа максимум). 

Плата ячейки содержит сенсорный чип (специализированный ASIC), информация с которого считывается FPGA (Xilinx Spartan-6) и передаётся на компьютер через Cypress FX3 по USB 3.0. Ещё там имеется парочка мелких чипов, с назначением которых нужно разбираться.

Ячейки добыть не проблема, поскольку в России уже имеются десятки (или сотни) таких нанопоровых секвенаторов. Проблема в том, что решить эту проблему сейчас пытается только один человек (и это не я), который в одиночку может и не справиться. Или справиться, но не скоро. Поэтому буду очень рад, если такой реверс-инжиниринг заинтересует кого-нибудь из местных специалистов. 

 

[mantech 35]

4 часа назад, genseq сказал:

Ещё там имеется парочка мелких чипов, с назначением которых нужно разбираться.

LT3022 - Very Low Dropout Linear Regulator

LT3029 - Dual 500mA/500mA Low Dropout, Low Noise, Micropower Linear Regulator

прямоугольник ниже ПЛИС скорее всего память для ПЛИСа, 2 микры линаара и аналога - скорее всего ацп и операционный усилитель. Вообщем типовуха, но без схемы вам тут делать нечего, все-равно нужно срисовывать схему, делать свой алгоритм считывания и т.п.  

5 часов назад, genseq сказал:

Плата ячейки содержит сенсорный чип (специализированный ASIC)

А вот это меня бы гораздо сильнее обеспокоило, ибо недокументированные АСИКи - это еще та жесть...

[Stas 1]

LTFCY - LTC6655BHMS8-2.5#TRPBF

ИОН 2.5V

[genseq 0]

2 часа назад, Stas сказал:

LTFCY - LTC6655BHMS8-2.5#TRPBF

ИОН 2.5V

Спасибо. Т.е. это малошумящий источник опорного напряжения на 2,5V от компании Analog Devices.

[genseq 0]

Сенсорный чип находится на отдельной плате, легко извлекаемой из ячейки. Кроме этого чипа на плате есть ещё какая-то мелочёвка и двухрядный разъём с пинами, которыми плата ячейки вставляется разъём секвенатора (в MinION). Похоже, нужно прорисовать схемы двух плат - ячейки (сенсорный чип с дополнительными компонентами) и секвенатора (FPGA Xilinx Spartan-6, LT3022, LT3029, LTC6655BHMS8-2.5#TRPBF, Cypress FX3 и т.п.). 

 

 

[HardEgor 66]

5 минут назад, genseq сказал:

Похоже, нужно прорисовать схемы двух плат -

Схемы вам не помогут - самое ценное зашито в ПЛИС.

Вот когда считаете ее содержимое, тогда и схемы можно начинать рисовать. 

[genseq 0]

Т.е. самое ценное - это загрузочный файл (прошивка) FPGA? И начинать нужно с его анализа? Тогда буду признателен за содействие в поиске специалистов, способных провести такой анализ. Если не ошибаюсь, скачать эту прошивку уже удалось.

[yes 5]

может я какую-то ерунду напишу - но может вам что-то подскажут из того самого Оксфорда, где эти платы делают - это все-таки исследовательская аппаратура - может они пожалеют коллег?

прошивка ничего не даст - вы по ней ничего не поймете, ну разве, что сможете клонировать эти платы, что вам не надо (но и это только если производитель не запретил).

каких-то "дизасемблеров" для ПЛИС нету и реверс-инжениринг тут не пойдет, по-моему

-------------

более разумно, если есть рабочая ячейка и аппарат, к которому она подключается, то попытаться разобраться в протоколе обмена - подключить к нему осциллограф или логический анализатор, скачать логи и посмотреть на них - вряд ли там зашифровано всё (хотя англичане могут)

 

[mantech 35]

4 часа назад, HardEgor сказал:

Схемы вам не помогут - самое ценное зашито в ПЛИС.

Ну может ТС и его команда хотят зашить туда что-то свое? Тут надо понимать принципы функционирования матрицы считывателя и ее выходные параметры, ну и схемы...

[Plain 168]

В предыдущих темах автора он хотел делать это устройство сам, что было куда реалистичнее.

[genseq 0]

2 минуты назад, Plain сказал:

В предыдущих темах автора он хотел делать это устройство сам, что было куда реалистичнее.

Хотел. Но это оказалось абсолютно нереальным. Проще регенерировать уже готовые (фирменные) ячейки. Правда, для этого нужно не фирменное ПО, а его модифицированный вариант. Но такая модификация тоже оказалась нереальной. Теперь надеюсь на то, что если удастся разобраться со схемотехникой секвенатора, то удастся сделать и его аналог (под готовые ячейки). И сочинить для него требуемое управляющее ПО. Не уверен, что это проще, но других вариантов пока не вижу. 

[mantech 35]

52 минуты назад, genseq сказал:

удастся сделать и его аналог (под готовые ячейки). И сочинить для него требуемое управляющее ПО. Не уверен, что это проще, но других вариантов пока не вижу. 

Ну это проще, чем создавать новое, учитывая, что вряд-ли у вас есть куча денег и доступ к современным техпроцессам, но потребуется как минимум хороший плисовод и схемотехник и не на фрилансе и т.п. А штатными единицами с хорошей ЗП, иначе - это мартышкин труд...

[baumanets 12]

1 час назад, genseq сказал:

Хотел. Но это оказалось абсолютно нереальным. Проще регенерировать уже готовые (фирменные) ячейки. Правда, для этого нужно не фирменное ПО, а его модифицированный вариант. Но такая модификация тоже оказалась нереальной. Теперь надеюсь на то, что если удастся разобраться со схемотехникой секвенатора, то удастся сделать и его аналог (под готовые ячейки). И сочинить для него требуемое управляющее ПО.

Работал 5 лет в профильном НИИМЭ, занимался разработкой PDK и частично других библиотек для технологий 65нм и 90нм.

Это тупиковый путь для энтузиастов, не имеющих богатого инвестора, а еще лучше государственного ресурса.

Если это инициатива снизу, то увы, провал.

Кроме заказной микросхемы - аналоговой ASIC и прошивки ПЛИС, вам всё остальное сможет разработать средней руки специалист.

Т.к. логика используется ПЛИСовская, логично предположить, что в ASIC сделана аналоговая часть, скорее даже Analog Mixed Signal.

А она, может быть сделана, очень много на чём, начиная от КМОПовских техпроцессов ОУ и заканчивая техпроцессами с ячейками ПЗС с переносом измеренных зарядов,

типа линий задержки в хорусах и фленжерах.

Но там точно должны быть блоки измерения импеданса, коммутаторы по ячейкам, АРУ, схемы выборки и хранения, предусилители 

и аналоговые фильтры всем известных фамилий, ибо раз есть чип, то и Фурье можно сделать на нём, чтоб не перегружать ПЛИС.

Будь у вас даже схема, любой ДЦ в России с вас возьмет минимум миллионов 5 за разработку и  изготовление партии микросхем.

Как знакомый с технологией, я б сверху чип защитил нитридом, чтоб защиту можно было снять только плазмой. 

Содрать чип послойно можно на оборудовании орбитальной полировки, при этом сшивка изображений займёт гигабайты данных на жестком диске,

а дальше распознавание изображений потребует вычислительного кластера и специальной ПО.

Но если изображение сошьётся правильно, это еще ничего не значит. Чип мог по режиму fuse/antifuse самоуничтожить перемычки, эмулируя шлаком верную работу,

он мог сделать netlist обфускацию, и тогда его правильные блоки разбросаны будут среди мусорных IP-блоков, внешне соединенных в виде правильных узлов.

Пороги для АРУ устройства и часть защищаемой логики вообще могут загружаться каждый раз по криптоключу из ПЛИС/компьютера.

А у вас будет в наличии знакомый невыездной спец по криптографии, с лицензией от ФСБ  и первой формой допуска?

Будь я разрабом такой инновации, я б обязательно туда поставил криптомодуль, чтоб не хакали :-)

 

Я пишу это, чтобы вы просто оценили масштаб задачи и межотраслевой кооперации. 

Могу помочь с одним контактом, который точно может оценить трудозатраты, т.к. он вскрывал для анализа не одну сотню чипов.

Но я даже не знаком с вами лично. И не знаю, кто именно скрывается за вашим псевдонимом.

[genseq 0]

Спасибо за подробную разборку проблемы. Буду признателен за контактные данные специалиста, способного оценить трудозатраты.

За псевдонимом не скрываюсь. Просто на форумах принято использовать не имена, а ники.

С уважением,

Владимир Зубов ( [email protected] )

 

Кстати, о сенсорном чипе. Он разработан компанией Analog Devices на основе чипов для компьютерной томографии. Ближайший аналог - ADAS1131:

  https://www.analog.com/en/products/adas1131.html#product-overview

Аналогичный сделать никто не сможет, поэтому о разработке его аналога лучше не мечтать. Из всего остального самой серьёзной проблемой является прошивка ПЛИС, с которой может справиться только какой-нибудь самородок или непризнанный гений. По крайней мере, у меня сложилось именно такое мнение. Но в этих вопросах я не разбираюсь, поэтому буду очень рад, если ошибусь и сложность этой задачи окажется не запредельной.

[Herz 4]

1 час назад, baumanets сказал:

Но я даже не знаком с вами лично. И не знаю, кто именно скрывается за вашим псевдонимом.

 

24 минуты назад, genseq сказал:

За псевдонимом не скрываюсь. Просто на форумах принято использовать не имена, а ники.

С уважением,

Владимир Зубов ( [email protected] )

Вот это стоило в Личке обсуждать.