單片機又稱(chēng)單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計算機系統集成到一個(gè)芯片上。下面就來(lái)說(shuō)說(shuō)單片機的發(fā)聲原理是什么，大家千萬(wàn)別錯過(guò)。 ?

單片機的發(fā)聲原理是什么 ?

每個(gè)單片機系統里都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單片機系統里晶振的作用非常大，他 結合單片機內部的電路， 產(chǎn)生單片機所必須的時(shí)鐘頻率， 單片機的一切指令的執行都是建立 在這個(gè)基礎上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快。 ?

晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態(tài)下工作， 以提供穩定， 精確的單 頻振蕩。 在通常工作條件下， 普通的晶振頻率絕對精度可達百萬(wàn)分之五十。 高級的精度更高。 有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱(chēng)為壓控振蕩器(VCO)。 晶振的作用是為系統提供基本的時(shí)鐘信號。 通常一個(gè)系統共用一個(gè)晶振， 便于各部分保持同 步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調整頻率的方法保持同步。 晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用， 以提供系統所需的時(shí)鐘頻率。 ?

單片機的發(fā)展歷史 ?

單片機(Microcontrollers)誕生于1971年，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上發(fā)展出了MCS51系列MCU系統?；谶@一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著(zhù)工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現了16位單片機，但因為性?xún)r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著(zhù)消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大提高。隨著(zhù)INTEL i960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。 ?

而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。高端的32位Soc單片機主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專(zhuān)用處理器，而普通的型號出廠(chǎng)價(jià)格跌落至1美元，*端的型號也只有10美元。 ?

當代單片機系統已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專(zhuān)用的Windows和Linux操作系統。 ?

?

攻擊單片機的技術(shù) ?

攻擊單片機主要有四種技術(shù)，分別是： ?

(1)軟件攻擊 ?

該技術(shù)通常使用處理器通信接口并利用協(xié)議、加密算法或這些算法中的安全漏洞來(lái)進(jìn)行攻擊。軟件攻擊取得成功的一個(gè)典型事例是對早期A(yíng)TMEL AT89C 系列單片機的攻擊。攻擊者利用了該系列單片機擦除操作時(shí)序設計上的漏洞，使用自編程序在擦除加密鎖定位后，停止下一步擦除片內程序存儲器數據的操作，從而使加過(guò)密的單片機變成沒(méi)加密的單片機，然后利用編程器讀出片內程序。 ?

(2) 電子探測攻擊 ?

該技術(shù)通常以高時(shí)間分辨率來(lái)監控處理器在正常操作時(shí)所有電源和接口連接的模擬特性，并通過(guò)監控它的電磁輻射特性來(lái)實(shí)施攻擊。因為單片機是一個(gè)活動(dòng)的電子器件，當它執行不同的指令時(shí)，對應的電源功率消耗也相應變化。這樣通過(guò)使用特殊的電子測量?jì)x器和數學(xué)統計方法分析和檢測這些變化，即可獲取單片機中的特定關(guān)鍵信息。 ?

(3)過(guò)錯產(chǎn)生技術(shù) ?

該技術(shù)使用異常工作條件來(lái)使處理器出錯，然后提供額外的訪(fǎng)問(wèn)來(lái)進(jìn)行攻擊。使用最廣泛的過(guò)錯產(chǎn)生攻擊手段包括電壓沖擊和時(shí)鐘沖擊。低電壓和高電壓攻擊可用來(lái)禁止保護電路工作或強制處理器執行錯誤操作。時(shí)鐘瞬態(tài)跳變也許會(huì )復位保護電路而不會(huì )破壞受保護信息。電源和時(shí)鐘瞬態(tài)跳變可以在某些處理器中影響單條指令的解碼和執行。 ?

(4)探針技術(shù) ?

該技術(shù)是直接暴露芯片內部連線(xiàn)，然后觀(guān)察、操控、干擾單片機以達到攻擊目的。為了方便起見(jiàn)，人們將以上四種攻擊技術(shù)分成兩類(lèi)，一類(lèi)是侵入型攻擊(物理攻擊)，這類(lèi)攻擊需要破壞封裝，然后借助半導體測試設備、顯微鏡和微定位器，在專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗室花上幾小時(shí)甚至幾周時(shí)間才能完成。所有的微探針技術(shù)都屬于侵入型攻擊。另外三種方法屬于非侵入型攻擊，被攻擊的單片機不會(huì )被物理?yè)p壞。在某些場(chǎng)合非侵入型攻擊是特別危險的，但是因為非侵入型攻擊所需設備通?？梢宰灾坪蜕?，因此非常廉價(jià)。 ?

大部分非侵入型攻擊需要攻擊者具備良好的處理器知識和軟件知識。與之相反，侵入型的探針攻擊則不需要太多的初始知識，而且通?？捎靡徽紫嗨频募夹g(shù)對付寬范圍的產(chǎn)品。 ?