1.5年前、Habréで、ランダムに点滅するLED をリバースエンジニアリングする試みについて書いています。 その後、ブラックボックスとしてのLEDのちらつきのパターンを分析する試みは最終的に成功しませんでしたが、輝度変調のデューティサイクルの分布が確立され、エミュレータが作成されました。 過去に、さまざまなグループがちらつきのあるLEDを開きました-そして、彼らの仕事はもう少し知られるようになりました。 最後に、私の手が彼らに届きました。



過去において、「ランダムな点滅」の結晶は非常に多くの種類があることがわかりました。 同様の結晶の動作の原理に関する著者の写真と考え-Siliconpr0n.org 、 cpldcpu.wordpress.com 、 hackaday.com 。 ちらつきのLEDのように一見取るに足りないものを誰かが実質的に開発して大量生産するだけでなく、まだ進歩/競争があることは驚くべきことです！

赤ちらつきLED

結晶サイズ580x476 µm、テクノロジー3µm。 3接点-プラス、マイナス、LEDクリスタルへの出力。



ここでのランダムデータのソースとして、2つのRCジェネレーター間の位相差が間接的に使用されているようで、動作は決定論的ではありません。 このチップを実装するための多くのオプションがあります。たとえば、 LFSRと1つのジェネレーター（線形フィードバック付きの16ビットシフトレジスタ-実装には16ビットシフトレジスタと1つのマルチ入力XORが必要です。生成される擬似ランダムシーケンスの繰り返しサイクルは65536です。最適な構成の選択、最も単純なハードウェア擬似乱数ジェネレータ）。



メタライゼーションなしの結晶写真：

RGB点滅LED

このLEDの振る舞いは完全に決定的です：ビルトインRCジェネレーターの周波数拡散（〜±10％）のみが異なるLED間の振る舞いの違い。 左下の部分は、ROMベースのマイクロコードを連想させます。 つまり このLEDは古いプロセッサに似ています-適切なタイミングでこのマイクロコードを介して動作モードを順次切り替えると、フリッカーサブ回路のさまざまな組み合わせがアクティブになります。 そして、プロセッサと同様に、0からプログラムを開始します-ここでは、各LEDは同じ状態グラフに沿って、わずかに異なる速度で移動します。



結晶サイズ553x474 µm、テクノロジー1.5µm。 スキームの複雑さにもかかわらず、クリスタルはより小さくなりました。 この超小型回路は、通常、3回目の試みからしか撮影できませんでした。そのような小さな結晶（面積0.25mm²）では、作業が非常に神経質になります： 1、2 。



メタライゼーションなしの結晶写真。





PS。 ASOI GSUの教員は、LEDの入手を支援しました。

まとめ

すべての結晶（私に届いたものと他の結晶の両方）は、1.5から3ミクロン（1500-3000nm！）の比較的古い生産技術を使用して生産されました-これは、常に微妙な生産基準が新製品に対して経済的に正当化されることを強調しています：結晶-約0.25mm²の小さな領域の結晶を切断することはすでに困難であり、したがって、生産基準を細かくしても製品がより安く/より良くなることはありません（実際、RGBの技術はそのような結晶サイズを得るために1500 nmにのみ改善されました）。 それは良い例でもあり、単純な製品でさえ誰かがお金を稼ぐ-しかし、簡単なことをすることは他の誰よりも安く、最も難しいことをすることです。



制御マイクロ回路自体は、予想以上に複雑です：複数のトランジスタからアナログの何かを見るのは驚くことではありません（もちろん、モノクロバージョンの場合）-しかし、このようなソリューションでは、温度安定性と望ましい視覚効果を提供することは困難です。