Восстановление данных, потерянных из-за физических неисправностей flash накопителей

Диагностика физических причин потери данных на flash-накопителях довольно проста. Некоторые шаги в процессе диагностики являются и началом восстанов­ления данных. К ним относятся следующие.

1. Если карта памяти не распознается или не читается, прежде всего, вставьте ее в другой кард-ридер. Таким образом сразу исключаются причины сбоя, связан­ные с устройством чтения.

2. Осмотрите карту на наличие механических повреждений. Внимательно, под лупой, изучите контактные площадки. Протрите их этиловым или изопропило-вым спиртом. Напряжения и токи в интерфейсе очень малы, и для возникнове­ния ошибки достаточно небольшого загрязнения.

3. Если используется flash-диск USB, целесообразно сразу разобрать его и осмот­реть разъем с контактами и плату. Здесь будут видны и дефекты пайки, и под­горевшие элементы обвязки.

4. Если flash-диск был залит жидкостью, его следует как можно скорее разобрать, промыть под струей водопроводной воды, а затем тщательно ополоснуть в дис­тиллированной воде. Для промывки очень полезна ультразвуковая ванночка. Сушить подобные устройства нужно при температуре не выше 60 °С в течение нескольких часов. Если электрохимическая коррозия не успела зайти далеко, такой процедуры окажется достаточно. Без промывки и до полного высыхания карту или flash-диск, побывавшие в жидкости, категорически нельзя подклю­чать даже кратковременно!

5. Подключив flash-диск в порт USB, проследите за опр(еделением устройства операционной системой:

? если вообще ничего не происходит, причина сбоя кроется в контактах, схеме питания или контроллере, что менее вероятно;

? если началось определение устройства, скорее всего, контакты целы, а схема питания исправна. Если операционная система в результате определяет «не­известное устройство USB», то, возможно, вышел из строя контроллер flash-памяти (рис. 4.5);

Рис. 4.5. Определение flash-диска с неисправным контроллером

? если определение устройства прошло удачно, но вместо названия flash-диска появляется что-то нечитаемое типа К-П. ?—пл_-_#е, проблема, скорее все­го, связана с микропрограммой контроллера;

? если диск определился правильно, контроллер, скорее всего, работает, хотя в полной его исправности позволяет убедиться только успешное чтение данных с диска.

6. Попробуйте открыть диск Проводником Windows. Обратите внимание на опре­деляемый операционной системой объем диска, наличие файлов и папок.

7. Запустите одну из программ восстановления данных и попытайтесь с ее по­мощью создать образ подключенного flash-диска. В случае неудачи попробуйте применить другую утилиту, например Flashnul. Если с помощью одной из про­грамм удалось восстановить образ диска, проблема, скорее всего, чисто логиче­ская.

8. Отключите диск: как и в случае с винчестерами, лишнее время работы может повредить и без того неисправный носитель.

Если карта памяти в кард-ридере не распознается программами восстановления данных, а контакты ее целы, самой вероятной причиной могут быть электрические повреждения чипа, находящегося внутри карты. Повреждения контактов карт памяти можно попытаться исправить подручными средствами. Например, можно попробовать восстановить контактную площадку очень тонкой медной фольгой с помощью пайки или токопроводящего клея. Можно даже продублировать все контакты карты припаянными к ним проводами, разобрать кард-ридер и подклю­чить эти провода к соответствующим контактам слота.

Если повреждены электронные компоненты карты памяти фотоаппарата, един­ственное, что остается сделать, — купить новую карту, вставить ее в фотоаппарат и постараться вновь отснять те сюжеты, которые были на испорченной карте. К со­жалению, конструкция карт не позволяет их ремонтировать. Впрочем, известно, что в центральных криминалистических лабораториях иногда восстанавливают данные даже с 5Ш-карт сотовых телефонов, использованных террористами в ка­честве радиовзрывателей, но такие операции являются уникальными как по мето­дикам, так и по затратам.

Далее речь пойдет лишь о flash-дисках USB, которые можно диагностировать и ре­монтировать даже в домашних условиях.

Неисправности разъема и обвязки

Выломанный разъем USB — типичная механическая поломка flash-диска. Меха­низм ее появления очевиден — торчащий из корпуса брелок очень легко случайно зацепить. В этом случае обычно страдают дорожки на печатной плате (самое уяз­вимое место диска). Для восстановления информации вместо реконструкции про­водников и поиска подходящего разъема проще припаять к плате конец с разъемом, отрезанный от любого кабеля USB (рис. 4.6). Конечно, это не совсем эстетично, но быстро и удобно.

Рис. 4.6. Замена сломанного разъема отрезком кабеля

Из всех навесных элементов на плате flash-диска чаще всего выходит из строя па­раметрический стабилизатор питания, а иногда и подключенный последовательно с ним гасящий резистор. Причиной сбоя чаще всего является случайная нсрепо-люсовка кабеля, идущего от материнской платы к дополнительному разъему USB на корпусе. Хотя об этом знают все, сборщики компьютеров регулярно допускают

подобную непростительную ошибку. По этой же причине рекомендуют, особенно на чужом компьютере, подключать flash-диски только в разъемы, смонтированные непосредственно на материнской плате (в современных компьютерах их обычно шесть).

Сгоревший стабилизатор легко определить визуально. За считанные секунды из-за неправильного подключения он успевает полностью выгореть, обуглив даже плату вокруг себя (рис. 4.7), что сразу подтверждает запах, исходящий от испорченного flash-диска.

Рис. 4.7. Выгоревший стабилизатор

Перегорая, стабилизатор «ценой своей жизни» обычно успевает «спасти» контрол­лер. Однако так происходит не постоянно: на flash-диске со сгоревшим стабилиза­тором иногда страдает и микросхема контроллера. Тем не менее всегда целесооб­разно начать с простой операции — ремонта цепи питания. После этого «судьба» контроллера решится автоматически.

При отсутствии подходящего стабилизатора на 3,3 В, например LM317, можно заменить его двумя последовательно включенными диодами (рис. 4.8). Падение напряжения в прямом направлении на одном диоде составляет примерно 0,8-0,9 В, поэтому после двух таких диодов от 5 В останется 3,2-3,4 В — напряжение, необ­ходимое для питания контроллера и микросхемы памяти. Полярность включения диодов удается определить, рассмотрев ход дорожек печатной платы. При миниа­тюрных диодах и достаточной аккуратности можно полноценно отремонтировать накопитель (рис. 4.9). У этой замены есть еще один плюс: flash-диск с таким стаби­лизатором не сгорит, даже если на него будет подано питание в обратной полярно­сти. Диоды не пропустят ток в обратном направлении.

Рис. 4.8. Замена стабилизатора двумя диодами

Рис. 4.9. Диоды установлены на плату

Если проблема связана со стабилизатором питания, описанные манипуляции пол­ностью ее решают. Но для страховки целесообразно сразу же сделать копию — об­раз диска одной из программ восстановления либо, если на диске не оказалось логических ошибок, немедленно скопировать его содержимое на жесткий диск обычным способом.

Неисправность контроллера

При неисправности контроллера существуют два принципиальных решения про­блемы. Выбор одного из них зависит от тех технических средств, которыми распо­лагает пользователь. К этим решениям относятся следующие.

? Взять аналогичный flash-диск в качестве донора и заменить неисправный контроллер. Если к повреждению контроллера прибавилась неисправность

элементов обвязки, проще переставить микросхему памяти на плату донора. В результате можно будет прочитать данные обычным образом либо, при одновременном наличии логических ошибок, восстановить их программным методом.

? Выпаять микросхему памяти и считать данные с нее через программатор. К та­кой методике приходится прибегать, если не удалось найти подходящий кон­троллер. В программаторе удается прочитать даже частично испорченные мик­росхемы памяти — это основной способ извлечь из них информацию. Сложность заключается в восстановлении таблицы трансляции адресов.

Для ремонта понадобятся паяльный фен и маска для защиты элементов, окружа­ющих выпаиваемую микросхему. Цена паяльной станции начинается от $120. Если пользователь самостоятельно не может выполнить такие манипуляции, следует обратиться в любую мастерскую по ремонту сотовых телефонов, специалисты которой владеют техникой пайки микросхем.

Чтобы снять дамп (dump) с выпаянной микросхемы памяти, необходим программа­тор, поддерживающий данный тип микросхем. Во flash-дисках в основном исполь­зуются микросхемы в корпусах 48-pin TSOP1 Standard Type, 48-pin NAND Flash TSOPl, USOP и WSOP. Выбор программаторов велик: это либо устройства, под­ключаемые к портам СОМ, либо USB, реже — платы PCI с выносной колодкой.

Особый интерес представляют аппаратно-программные комплексы, состоящие из программатора, набора утилит для снятия и анализа дампа и базы данных, позво­ляющей восстанавливать таблицы трансляции. В эту базу закладываются алгорит­мы построения таблиц трансляции для контроллеров и микросхем памяти различ­ных производителей. Желательно, чтобы базу данных можно было обновлять и пополнять.

В качестве примера будет рассмотрен отечественный комплекс Flash Recovery Tool v.1.0, предлагаемый компанией BVG Group (). Он состоит из внешнего блока с панелью для переходников под разные типы микросхем и са­мих переходников (рис. 4.10). Светодиодные индикаторы показывают текущий режим работы: подачу питания на блок и микросхему, чтение и запись.

Внешний блок подключается кабелем IDE к плате контроллера комплекса FRT. Этот комплекс предназначен для восстановления жестких дисков и похож на рас­смотренный ранее комплекс РС-3000.

Программная часть комплекса — одноименная программа с четырьмя основными функциями. Каждая из них реализована на отдельной вкладке главного окна про­граммы Flash Recovery Tool:

? Raw Flash (Сырой образ) — вкладка для работы с образом на уровне микросхемы памяти;

Рис. 4.10. Комплекс FRT

? Glued Flash (Склеенные образы) — вкладка для редактирования образа микро­схемы. В ней можно вырезать ненужные области данных, а также склеивать (Glue) несколько образов, считанных с разных микросхем, в единый блок;

? User Data (Пользовательские данные) — вкладка для извлечения из образа поль­зовательских данных;

? Operations with chip (Операции с чипом) — вкладка для работы с программато­ром, чтение/запись микросхем памяти.

Данная программа является интеллектуальным НЕХ-редактором, ориентирован­ным на работу с данными, хранящимися на flash-носителях. Она способна авто­матически, исходя из идентификатора, определять модель чипа, вставленного в программатор. Параметры считывания микросхем (размеры страниц и блоков, команды считывания) задаются в INI-файле. При необходимости можно добавлять в этот файл секции для новых микросхем: все параметры берутся из документации производителя чипа.

После считывания блоков и сохранения их в файл дампа начинается работа по извлечению полезной информации из этого файла. Если во flash-диске стояла пара микросхем памяти и с каждой был снят свой дамп, предварительно эти два файла «склеиваются» в один. При этом возможны разные варианты: стыковка «конец в конец», чередование байтов, страниц или блоков, с инверсией байтов или без нее. Одновременно отрезаются служебные области, не несущие пользовательской ин­формации.

В режиме просмотра «хвостов» можно отыскать блоки по их номерам и попробо­вать расположить их в правильной последовательности. Программа может авто­матически строить трансляторы для известных носителей, занесенных в базу данных. Затем собранные по номерам блоки, предположительно относящиеся к одному файлу, сохраняются на диск в виде обычного файла, с которым способна работать операционная система.

Разумеется, это предельно схематичное описание процесса восстановления данных с выпаянной микросхемы flash-памяти — подробные инструкции прилагаются к комплексу и выложены на сайте производителя. Цена полного комплекта Flash Recovery Tool составляет около $700.

Неисправности микросхемы памяти

Микросхема flash-памяти рано или поздно выходит из строя. Если вследствие деградации часть ячеек flash-памяти стала неработоспособна, проявления сбоев зависят от того, что в этих ячейках записано:

? при потере записей транслятора или файловой системы диск определяется как неформатированный, то есть ошибка выглядит как логическая. Вся разница в том, что отформатировать такой диск уже не удается ни стандартными сред­ствами операционной системы, ни фирменными утилитами. Основное решение проблемы — снятие образа с диска, а затем поиск файлов в этом образе с по­мощью любой из программ восстановления данных;

? если дефект обнаружен в области хранения пользовательских данных, часть файлов может оказаться нечитаемой, при том что в дереве файлов и папок они отображаются (сбой или ошибка при обращении к подобному файлу могут даже стать причиной зависания программы — файлового менеджера). В таком случае стоит скопировать все еще доступные файлы. О файлах, попавших в сбойные блоки, можно забыть: даже если удастся извлечь остатки файлов программой, игнорирующей ошибки чтения, они вряд ли будут представлять какую-то цен­ность.

Таким образом, восстановление данных при повреждении микросхемы памяти в большинстве случаев практически не отличается от восстановления при логиче­ских ошибках, о котором пойдет речь далее. Независимо от причины аппаратной неисправности и результатов предварительной диагностики помочь может только программатор. Однако если выпаянную микросхему flash-памяти не удается про­читать и на нем, ситуация действительно безнадежна.