潘爱民



基于单片机的通讯安全性探究

潘爱民

武汉东湖学院电子信息工程学院，湖北 武汉 430212

通讯工程是一种建立在单片机技术以及软件技术之上的一种工程技术,在通讯、科研以及国防等领域有着非常大的作用。近些年,通讯工程中引用单片机技术的份额越来越高。首先对单片机技术以及通讯工程的作用进行了简要介绍与分析,然后对单片机技术在通讯工程中的实践与应用进行了总结。分析表明：单片机技术在通讯工程的大规模发展与安全可靠性保障中起着极为重要的作用。

单片机技术；通讯安全；安全可靠性

1 单片机技术概述

单片机是POWER1的功能降低的单芯片实现，POWER1是实现POWER指令集架构（ISA）的多芯片中央处理单元（CPU），它用于IBM RS / 6000系列的入门级工作站模型，如220和230型。单片机在33和45 MHz的频率下工作，它有三个执行单元：固定点单元，浮点单元和分支处理器；和8 KB统一的指令和数据高速缓存[1]。

像POWER1一样，存储器控制器和I / O是紧密集成的，功能单元负责以下功能：存储器接口单元和定序器单元，驻留在与处理器相同的管芯上[2]。 单片机包含九个功能单元：定点执行单元（FXU），浮点执行单元（FPU），存储器管理单元（MMU），存储器接口单元（MIU），定序器单元，公共片上处理器单元COP），指令获取单元，以及指令队列和分派单元。定点单元执行整数指令，在加载存储操作和分支指令的一些部分中产生地址。它具有由解码，执行和回写阶段组成的三级流水线[3]。

2 基于单片机的通讯安全性策略

2.1 通讯安全性概述

通讯安全性是至关重要的[4]，通过防火墙，电子信息门户可以得到极好的有效的防护，对于发现的漏洞，尤其是之前没有遇到的0Day漏洞要及时填补做好后续工作，对于电子信息要做好备份，数据出现问题要及时恢复，查出恶意篡改和丢失的原因，避免之后再出现此类问题[5]。对于通讯技术的安全性，通过通讯安全工程可以得到很好的诠释，这一结合给我们的科技发展、生活质量的提高带来了极大的震动。计算机网络技术的可靠性优势主要集中于能有效实现整理分析信息化数据，同一数据库上建立大量信息数据，根据自己的工作要求进行通讯建设[6]。对电子信息工程人员来说，把握其特点，将其优势与通讯相结合，才能使得电子通信工程更加高效科学地发展。全面及时地传递给用户数据，信息化检索结合信息整理所形成的咨询报告能够满足用户的信息需求，这样使得数据源头的信息完整、准确、科学[7]。

2.2 单片机在通信安全中的应用

与POWER1不同，单片机不具有寄存器重命名能力，因为单元必须适合的有限芯片面积[8]。为了进一步节省芯片面积，浮点乘法 - 加数阵列为32位宽[9]。为了执行64位（双精度）操作，操作数被分成两部分，并且指令在乘法 - 加法数组中传递两次。浮点流水线包括四个阶段，即解码，乘法，增加和回写。单片机具有8 KB统一高速缓存，而不是像POWER1那样的单独指令和大数据高速缓存[10-15]。统一缓存是双向集合关联的，并且使用在存储缺失和最近最少使用（LRU）替换策略上没有重载的存储直通策略。它具有64字节的高速缓存线大小，并且每个高速缓存线被划分为四个四字（16字节），其中每个四字在高速缓存目录中被赋予其自己的有效位。在每个周期期间，可以从中读取四个字，并且可以向其写入两个双字。存储器数据总线是72位宽，其中64位用于数据路径，8位用于纠错码（ECC）。存储器接口单元管理总线并对进入处理器的数据执行ECC检查[16]。 ECC逻辑能够校正单比特错误。单片机操纵着智能互联网的高效运行，将线路的暂稳态运行与中继环节的保护结合起来，这个贯穿于智能互联网的维护处理过程中[17-19]。对于线路的调整需要特别留意，流量限额与具体线路相关。在突然发生故障的情况下，可以在较短的时间内调整好限流值，紧急状态下可以通过自动控制系统调节，保障其稳定运行[20]。通过单片机，智能互联网系统对于网络设备进行了操控，在完整的运行流程中，数据的产生与同步有着极为重要的作用。加强单片机设备的数据分析预处理是极为重要的，新技术在信息方面的应用已经大大改变了信号产生与传输的方法，通过网络共享，互联网内部系统的建造越来越适宜于智能互联网，单片机安全传输这一技术的可靠性对于数据的操作还是必要的[21-23]。

3 总结与展望

这一系列高新技术的发展使人们对于新兴工程尤其是电子信息工程的重视度提升，使科学技术的发展速度又上了一个新的台阶，这也让人们认识到通过对科学技术进行高效利用，能够使人们的生活水平大幅提高。

[1]李广弟等.单片机基础[M].北京航空航天出版社，2011.

[2]王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2012.

[3]陈海宴.通讯技术原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2011.

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[6]邓华军.基于单片机的数字密码锁设计[J].安顺学院学报，2013，15（4）：130-132.

[7]吴振雷，张昕.基于单片机AT89C52模拟AMT自动提款机系统[J].科学与财富，2013（4）：207.

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[14]曾祥宏.基于单片机的动态键位防窥密码键盘的设计[J].深圳职业技术学院学报，2015（3）：19-21.

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[18]管瑞灏.基于单片机腕式方向灯的实验室实现[J].硅谷，2014（11）：11.

[19]闵玉萍.基于ATmega48单片机的电动自行车控制器的设计[J].伺服控制，2014（2）：41-43.

[20]缪文南.基于单片机与OPEN-CV的安全驾驶系统分析[J].电子测试，2013（19）：96.

[21]勾广辉.基于信息纽扣的考勤系统设计[J].科技风，2012（23）：55.

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[23]李彦.基于单片机数字化密码电子锁的设计[J].都市家教月刊，2011（1）：187.

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：潘爱民，出生年月：1973/11/09，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：湖北省老河口市，当前职务：专职教师，当前职称：工程师，学历：硕士，研究方向：单片机、传感器、计算机、通信.