基于單片機的通訊安全性探究

潘愛民

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基于單片機的通訊安全性探究

潘愛民

武漢東湖學院電子信息工程學院，湖北 武漢 430212

通訊工程是一種建立在單片機技術以及軟件技術之上的一種工程技術,在通訊、科研以及國防等領域有著非常大的作用。近些年,通訊工程中引用單片機技術的份額越來越高。首先對單片機技術以及通訊工程的作用進行了簡要介紹與分析,然后對單片機技術在通訊工程中的實踐與應用進行了總結。分析表明：單片機技術在通訊工程的大規模發展與安全可靠性保障中起著極為重要的作用。

單片機技術；通訊安全；安全可靠性

1 單片機技術概述

單片機是POWER1的功能降低的單芯片實現，POWER1是實現POWER指令集架構（ISA）的多芯片中央處理單元（CPU），它用于IBM RS / 6000系列的入門級工作站模型，如220和230型。單片機在33和45 MHz的頻率下工作，它有三個執行單元：固定點單元，浮點單元和分支處理器；和8 KB統一的指令和數據高速緩存[1]。

像POWER1一樣，存儲器控制器和I / O是緊密集成的，功能單元負責以下功能：存儲器接口單元和定序器單元，駐留在與處理器相同的管芯上[2]。 單片機包含九個功能單元：定點執行單元（FXU），浮點執行單元（FPU），存儲器管理單元（MMU），存儲器接口單元（MIU），定序器單元，公共片上處理器單元COP），指令獲取單元，以及指令隊列和分派單元。定點單元執行整數指令，在加載存儲操作和分支指令的一些部分中產生地址。它具有由解碼，執行和回寫階段組成的三級流水線[3]。

2 基于單片機的通訊安全性策略

2.1 通訊安全性概述

通訊安全性是至關重要的[4]，通過防火墻，電子信息門戶可以得到極好的有效的防護，對于發現的漏洞，尤其是之前沒有遇到的0Day漏洞要及時填補做好后續工作，對于電子信息要做好備份，數據出現問題要及時恢復，查出惡意篡改和丟失的原因，避免之后再出現此類問題[5]。對于通訊技術的安全性，通過通訊安全工程可以得到很好的詮釋，這一結合給我們的科技發展、生活質量的提高帶來了極大的震動。計算機網絡技術的可靠性優勢主要集中于能有效實現整理分析信息化數據，同一數據庫上建立大量信息數據，根據自己的工作要求進行通訊建設[6]。對電子信息工程人員來說，把握其特點，將其優勢與通訊相結合，才能使得電子通信工程更加高效科學地發展。全面及時地傳遞給用戶數據，信息化檢索結合信息整理所形成的咨詢報告能夠滿足用戶的信息需求，這樣使得數據源頭的信息完整、準確、科學[7]。

2.2 單片機在通信安全中的應用

與POWER1不同，單片機不具有寄存器重命名能力，因為單元必須適合的有限芯片面積[8]。為了進一步節省芯片面積，浮點乘法 - 加數陣列為32位寬[9]。為了執行64位（雙精度）操作，操作數被分成兩部分，并且指令在乘法 - 加法數組中傳遞兩次。浮點流水線包括四個階段，即解碼，乘法，增加和回寫。單片機具有8 KB統一高速緩存，而不是像POWER1那樣的單獨指令和大數據高速緩存[10-15]。統一緩存是雙向集合關聯的，并且使用在存儲缺失和最近最少使用（LRU）替換策略上沒有重載的存儲直通策略。它具有64字節的高速緩存線大小，并且每個高速緩存線被劃分為四個四字（16字節），其中每個四字在高速緩存目錄中被賦予其自己的有效位。在每個周期期間，可以從中讀取四個字，并且可以向其寫入兩個雙字。存儲器數據總線是72位寬，其中64位用于數據路徑，8位用于糾錯碼（ECC）。存儲器接口單元管理總線并對進入處理器的數據執行ECC檢查[16]。 ECC邏輯能夠校正單比特錯誤。單片機操縱著智能互聯網的高效運行，將線路的暫穩態運行與中繼環節的保護結合起來，這個貫穿于智能互聯網的維護處理過程中[17-19]。對于線路的調整需要特別留意，流量限額與具體線路相關。在突然發生故障的情況下，可以在較短的時間內調整好限流值，緊急狀態下可以通過自動控制系統調節，保障其穩定運行[20]。通過單片機，智能互聯網系統對于網絡設備進行了操控，在完整的運行流程中，數據的產生與同步有著極為重要的作用。加強單片機設備的數據分析預處理是極為重要的，新技術在信息方面的應用已經大大改變了信號產生與傳輸的方法，通過網絡共享，互聯網內部系統的建造越來越適宜于智能互聯網，單片機安全傳輸這一技術的可靠性對于數據的操作還是必要的[21-23]。

3 總結與展望

這一系列高新技術的發展使人們對于新興工程尤其是電子信息工程的重視度提升，使科學技術的發展速度又上了一個新的臺階，這也讓人們認識到通過對科學技術進行高效利用，能夠使人們的生活水平大幅提高。

[1]李廣弟等.單片機基礎[M].北京航空航天出版社，2011.

[2]王東峰等.單片機C語言應用100例[M].電子工業出版社，2012.

[3]陳海宴.通訊技術原理及應用[M].北京航空航天大學出版社，2011.

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[6]鄧華軍.基于單片機的數字密碼鎖設計[J].安順學院學報，2013，15（4）：130-132.

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[10]姜毅，朱民耀，陳榮林，等.基于PIC32單片機的嵌入式遠程控制器的設計[J].工業控制計算機，2016，29（4）：103-104.

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[15]黎志.基于單片機的船用電源檢測系統研究[J].艦船科學技術，2015，37（3）：168-172.

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Research on Communication Security Based on Single Chip Microcomputer

Pai Aimin

School of electronic and information engineering， East Lake College of Wuhan， Hube Wuhan 430212

Communication Engineering is a kind of engineering technology based on SCM technology and software technology，which plays a very important role in communication， scientific research and national defense. In recent years， communications engineering reference to the increasing share of microcontroller technology. In this paper， the microcontroller technology and the role of communications engineering briefly introduced and analyzed， and then SCM technology in the communications engineering practice and application are summarized. The analysis shows that SCM technology plays a very important role in the large-scale development of communication engineering and security and reliability guarantee.

Microcomputer technology；communication security；reliability

U285

A

1009-6434（2016）10-0039-03

姓名：潘愛民，出生年月：1973/11/09，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：湖北省老河口市，當前職務：專職教師，當前職稱：工程師，學歷：碩士，研究方向：單片機、傳感器、計算機、通信.