re-hardware-io

ハードウェアインターフェース（JTAG / UART / Flash 読み取り）

使用する場合／しない場合

• 使用する：実物のボードがあり、ファームウェアの抽出、起動ログの取得、ハードウェアデバッグが必要な場合
• 使用する：JTAG/SWD デバッグ、UART シリアル通信、Flash チップの直接読み取り、ロジックアナライザーによる信号の取得
• 使用しない：ファームウェアファイルしかない場合（[[re-fw-extract]] を使用します。ハードウェアからの抽出は最後の手段です）
• 使用しない：rootfs の解凍が済んでおり、静的解析だけが必要な場合（[[re-fw-rootfs]] を使用します）
• 使用しない：ファームウェアの実行が必要な場合（より安全で低コストな [[re-fw-emulate]] を先に試します）

ツールの準備

すべてのツールは使用前に動作確認してください。ハードウェア操作には高いリスクがあります。電源を入れる前に、マルチメーターで電圧レベルと共通グラウンドを測定し、シルク印刷を確認してください（落とし穴 3／4 を参照）。[[re-analyze/platform-tips]] に従い、まず実行可能な最も簡単な方法を試してください。ソフトウェアの手段（ファイル→展開→エミュレーション）を使い切ってから、ハードウェアに移ります。

openocd —— JTAG/SWD デバッグ

• Linux: apt install openocd / dnf install openocd / pacman -S openocd
• macOS: brew install openocd
• Windows: choco install openocd（または公式 Windows ビルド）
• 確認: openocd --version

picocom / minicom —— シリアルターミナル

• Linux: apt install picocom（または apt install minicom）/ dnf install picocom / pacman -S picocom
• macOS: brew install picocom
• Windows: choco install putty（PuTTY はシリアル通信に対応）または WSL 内の Linux 版
• 確認: picocom --version

flashrom —— Flash チップの読み取り

• Linux: apt install flashrom / dnf install flashrom / pacman -S flashrom
• macOS: brew install flashrom
• Windows: 公式ビルドまたは WSL（プログラマー ch341a は WSL 内で flashrom -p ch341a_spi を使用します）
• 確認: flashrom --version

ロジックアナライザー（sigrok-cli / pulseview）

• Linux: apt install sigrok-cli pulseview / dnf install sigrok-cli pulseview / pacman -S sigrok-cli pulseview
• macOS: brew install sigrok-cli pulseview
• Windows: sigrok 公式 Windows インストーラー（sigrok.org）
• 確認: sigrok-cli --version / pulseview --version

JTAGulator —— ピン識別ボード（オープンソースハードウェア）

• オープンソースハードウェアプロジェクト git clone https://github.com/grandideastudio/JTAGulator（ファームウェアとドキュメントを含む）。JTAGulator ボードは別途購入または製造を依頼する必要があります
• 確認: シリアル接続後に help を送信すると、コマンド一覧が表示されます
• 不明なボードの UART/JTAG ピンを自動列挙する際に使用します（手順 1／2 の有力なツールです）

ハードウェア購入ガイド（一般的な選択肢と電圧レベル）

• USB-UART アダプター: CH340 / CP2102 / FTDI のいずれのチップ方式でも使用できます。3.3V TTL 電圧に対応したモデルを選んでください（3.3V/5V 切り替えジャンパー付きなら、より汎用的です）。3.3V のボードに 5V TTL を接続すると、インターフェースが焼損します（落とし穴 3 を参照）
• デバッガー: ST-Link v2（STM32 系、SWD/JTAG の両方に対応）、J-Link（汎用、ライセンスは有料）、CMSIS-DAP/DAPLink（オープンソースファームウェア方式）。対象チップのメーカーに合わせて選びます
• SPI Flash プログラマー: ch341a（最も安価な SOIC8 方式）+ クリップ／テストソケット。複数プロトコルが必要な場合は、RT809H クラスのプログラマーを使用します
• ロジックアナライザー: 信号速度に応じてサンプリングレートを選びます。UART 115200 や低速 SPI には 8 チャンネル、24MHz クラスで十分です。高速 SPI（数十 MHz）には 100MHz 以上のサンプリングが必要です（経験則：サンプリングレートは信号速度の 4 倍以上）
• 電圧レベル変換: 1.8V/2.5V のボードと 3.3V のツールを接続する場合は、TXS0108 クラスの双方向電圧レベル変換モジュールを使用します

操作手順

順番に実行し、各手順の結果を記録します。

1. ボードの分解とインターフェースの特定：
   • ケースを開けて PCB を確認します。シルク印刷（TX/RX、VCC、GND、JTAG/SWD テストポイント）、ピンヘッダー、Flash チップの型番（W25Q128、MX25L、GD25Q など）を確認します
   • マルチメーターで電源電圧（一般的には 3.3V ですが、5V / 1.8V の場合もあります）を測定し、GND を特定します。UART TX ピンの特徴は、電源投入直後に論理 High まで立ち上がる方形波です
   • シルク印刷、ピン番号、Flash の型番を撮影して保存し、後で配線を確認する際に使用します
2. UART シリアルデバッグ（ボーレートの列挙）：

   picocom -b 115200 /dev/ttyUSB0        # 先试 115200
   # 乱码 → Ctrl+A Ctrl+X 退出，换 9600 / 57600 / 38400 / 19200 / 230400
   # 或 minicom -D /dev/ttyUSB0
   

   • TX/RX は交差して接続する必要があります（ボード TX ↔ アダプター RX）。共通グラウンドも必須です
   • 電源投入直後に起動ログを取得します。これはシステムを把握する最も手早い方法です（落とし穴 4 を参照）
3. JTAG/SWD 接続（openocd）：

   openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f1x.cfg   # ST-Link + SWD 示例
   # 其他适配器在 /usr/share/openocd/scripts/interface/ 下选对应 cfg
   

   • インターフェースの種類（JTAG 4/5 線または SWD 2 線）と電圧レベルを確認します（1.8V のボードには電圧レベル変換アダプターが必要です）
   • 接続後、halt で一時停止し、レジスターを読み取り、Flash をダンプします（flash read_bank 0 dump.bin）
   • 1 行コマンド形式（スクリプト化／非対話型）: openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f1x.cfg -c "init; halt; flash read_bank 0 dump.bin; exit"
4. Flash チップの読み取り（flashrom/プログラマー）：

   # 板载 SPI flash（linux_spi 需内核 spidev 支持）：
   flashrom -p linux_spi:dev=/dev/spidev0.0 -r backup.bin
   # 离线读取（ch341a 编程器 + SOIC8 夹子，先断电）：
   flashrom -p ch341a_spi -r backup.bin
   

   • チップの型番とパッケージ（SOIC8 クリップ／テストソケット）を確認し、ピンの向きを間違えないようにします
   • 読み取ったイメージを [[re-fw-extract]] に渡して展開します
5. 起動ログの取得：
   • シリアル接続を確認 → ボードの電源を入れる → ログ全体を取得します（picocom の出力を tee log.txt に渡すか、minicom でキャプチャします）
   • ログには、ブートローダー、カーネルの起動、ファイルシステムのマウント、サービスの自動起動に関する情報が含まれます。[[re-fw-rootfs]] の起動スクリプトと照らし合わせて特定します
   • UART に出力がない場合は、手順 1 に戻って配線／ボーレートを再確認するか、ロジックアナライザーで TX ピンの波形を取得して検証します

分野横断の連携

• [[re-firmware]]：実物のボードが必要な場合、ワークフローの手順 5 でこのスキルを使用します
• 抽出した Flash イメージ → [[re-fw-extract]] で展開 → [[re-fw-rootfs]] で解析します。実行が必要な場合は [[re-fw-emulate]] を使用します
• ハードウェアから取得した通信／プロトコル → [[re-protocol]]
• ハードウェアからの抽出はファームウェア解析の最後の手段です。ソフトウェアの手段（ファイル → 展開 → エミュレーション）をすべて使い切ってから実施します
• 物理層のチップ／PCB 解析（decap／ベアダイ／トロイの木馬検出）→ [[re-hw-chip]]

常见坑与陷阱

• 波特率不对 → 乱码：现象——串口输出全是乱码或无输出；原因——波特率/数据位不匹配、TX/RX 接反；对策——按 9600 / 115200 优先枚举（57600 / 38400 / 230400 兜底），用逻辑分析仪看 TX 波形验证，共地必须
• JTAG 被熔断/锁定：现象——openocd 连不上，IDCODE 全 0 或超时；原因——量产板熔断 JTAG、读保护（RDP）开启；对策——试 SWD、stm32f1x unlock 类解锁序列，或放弃 JTAG 改走 UART + flash 直读（步骤 4）
• 5V/3.3V 电平误接烧板：现象——接线后板子发热/冒烟/永久损坏；原因——电平不匹配（3.3V 板上接 5V TTL）、供电接错、VCC/GND 反接；对策——先万用表测电平与 GND 再接线；3.3V 系统用 3.3V 适配器；绝不带电插拔
• 先看启动日志再动手：现象——盲目拆焊 flash / 连 JTAG 导致损坏或数据丢失；原因——跳过低成本观察直接上硬件手段；对策——先 UART 抓启动日志了解系统（步骤 2/5），再决定是否硬件读取——这是 [[re-analyze/platform-tips]] 先给最轻可行方案在硬件域的执行
• Intel DCI 调试工具链兼容性坑：现象——Intel System Studio 2019（System Debugger）在 Win10/11 安装/运行失败，DCI 线缆连不上 CPU；原因——该软件基于 Win7 开发且带环境检测与 License 校验：Win11 提示缺 Win7 安全补丁、公开 License 文件在 Windows 版无效；对策——安装用兼容模式；运行加 --noprereq 跳过环境检查；License 校验核心在 issa.dll 导出函数中（三个校验函数），patch 后替换即可；DCI 配置按平台选型（如 KBL=Kaby Lake、SPT=200 系主板、DBC=Debug Class 线缆），CLI 调试用 DAL 目录的 PythonConsole.cmd（Python 2.7 环境，itp.cores/itp.halt() 等命令）；ME 端需 UTOK 解锁才响应调试命令（见 [[re-fw-extract]]）
• 命令族速查与操作序列见 [[commands]]；工具特有坑与版本差异见 [[gotchas]]