《移动智能终端安全》课件第2章.pptx
《《移动智能终端安全》课件第2章.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《移动智能终端安全》课件第2章.pptx(50页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁2.1 硬件体系结构概述硬件体系结构概述移动智能终端硬件体系结构如图2-1所示。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁图2-1 移动智能终端硬件体系结构图第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁以中央处理器(CPU)内核为核心,移动智能终端硬件系统可分为三个层次:内核、SoC设备和板级设备。(1)CPU和内部总线构成移动智能终端硬件系统的内核,提供核心的运算和控制功能。目前智能终端使用的CPU内核以ARM居多,主要有ARM9、ARM11等架构。(2)SoC设备与内核集成在同一芯片上,通过内部总线与CPU内核互连,SoC设备一般包
2、含存储控制器(如Flash控制器)、蓝牙设备、WiFi控制器等。(3)板级设备通过SoC设备与CPU连接,板级设备通常是一些功能独立的处理单元,如Flash芯片、蓝牙接口、WiFi网卡等。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁2.2 MCU1.概述概述MCU(MicroController Unit,微控制单元/单片机)是将中央处理器(CPU)的频率和规格做适当缩减,并将内存、计数器、USB、A/D转换器、UART、PLC、DMA等接口整合在单一芯片上所形成的芯片级计算机。MCU可以为不同应用场合做不同的组合控制。MCU的特点主要有:第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(
3、1)高集成度,体积小,可靠性高。MCU将各功能部件集成在一块晶体芯片上,集成度高,体积很小;MCU将程序指令等固化在ROM(只读存储器)中以达到不易被破坏的特点,从而可靠性很高。(2)控制性能强。MCU具有非常丰富的指令系统,适用于专门的控制功能。(3)低电压,低功耗,便于生产便捷式产品。MCU的工作电压仅为1.83.6V,工作电流仅为几百微安。(4)易扩展。MCU外部有供扩展用的三根总线和管脚,容易组成各种规模的计算机应用系统。(5)优异的性能价格比。MCU性能优越,销量大,价格低,性价比极高。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁2.ARMARM芯片是MCU的一种。ARM芯片具有
4、功耗低、成本低的特点,特别适用于移动设备。ARM目前主要授权ARM9、ARM11和Cortex三个系列的芯片设计。ARM9:采用冯诺依曼体系结构和三级流水线,提供0.9MIPS(在工作频率为1MHz情况下)的指令执行速度。ARM11:采用哈佛体系结构,指令和数据分属不同的总线,可以并行处理,采用五级流水线。Cortex:目前ARM公司最新的指令集结构,表示的是ARM11之后的一系列处理器。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁3.MCU的主要分类的主要分类1)按用途分类通用型:将可开发的资源(ROM、RAM、I/O、EPROM)等全部提供给用户。专用型:硬件及指令按照某种特定用途来设
5、计。例如录音机机芯控制器、打印机控制器、电机控制器等。2)按处理的数据位数分类根据总线或数据暂存器的宽度,MCU又分为1位、4位、8位、16位、32位甚至64位等不同类别。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁3)按存储器结构分类MCU根据存储器结构可分为哈佛结构和冯诺依曼结构。目前的MCU绝大多数基于冯诺依曼结构,这种结构定义了嵌入式系统所必需的基本部分:一个中央处理器核心、程序存储器(只读存储器或者闪存)、数据存储器(随机存储器)、一个或多个定时/计时器,还有与外围设备及扩展资源通信的输入/输出端口,这些都被集成在单个集成电路芯片上。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威
6、胁2.3 传传 感感 器器 1.传感器的分类传感器的分类(1)传感器按照输出信号可分为模拟式传感器和数字式传感器。模拟式传感器:输出信号为模拟量的传感器。数字式传感器:输出信号为数字量或数字编码的传感器。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(2)传感器按照作用形式可分为主动型和被动型传感器。主动型传感器分为作用型传感器和反作用型传感器。主动型传感器向被测对象发出一定的探测信号,检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的传感器称为作用型传感器,检测产生响应而形成信号方式的传感器称为反作用型传感器。雷达与无线电频率范围
7、探测器是作用型传感器实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型传感器实例。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(3)传感器按照其构成可分为基本型传感器、组合型传感器和应用型传感器。基本型传感器是最基本的单个变换装置。组合型传感器是由不同的单个变换装置组合构成的传感器。应用型传感器是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁 2.传感器的应用传感器的应用移动智能终端设备中传感器的应用十分广泛,具体表现为以下几个方面:(1)方向传感器:可返回角度数据,主要应用于移动智能终端的运动数据、路线规划等。(2)光线感应传感器:可
8、检测实时的光线强度,相应地调整移动智能终端的屏幕亮度。(3)接近传感器:可检测物体与手机的距离,应用于接听电话时自动关闭屏幕以节省电量。(4)陀螺仪传感器:可检测转动、偏转等动作,还可用于导航等。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁 2.4 存存 储储 设设 备备 2.4.1 内部存储器内部存储器手机内存包括ROM(作为机身内存)、RAM(作为运行内存)和内存卡。手机的RAM相当于计算机的内存,ROM和内存卡相当于计算机的硬盘。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁 1.RAMRAM(Random Access Memory,随机存取存储器)是与CPU直接交换数据的内部存
9、储器,可以随时读写且速度很快。RAM一般作为操作系统或其他正在运行的程序的临时数据存储媒介。RAM具有易失性、随机存取、访问速度快、对静电敏感、可再生等特点。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(1)易失性。当电源关闭时,RAM不能保存数据。(2)随机存取。当存储器中的数据被读取或写入时,所需时间与数据所在的位置或写入位置无关。(3)访问速度快。RAM几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的,其存取延迟与其他存储设备相比,显得微不足道。(4)对静电敏感。RAM对环境的静电荷非常敏感。静电会干扰存储器内电容器的电荷,导致数据流失,甚至烧坏电路。因此,触碰RAM前,应先消除所带静电。第
10、2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(5)可再生(需要刷新)。现代的RAM依赖电容器存储数据,电容器充满电代表“1”(二进制),未充电代表“0”(二进制)。由于电容器存在漏电的情况,如果不做特别处理,数据会渐渐流失。刷新操作是指定期读取电容器的状态,并按照原状态重新为电容器充电,弥补流失的电荷。需要刷新的特点也解释了RAM的易失性。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁根据存储单元的工作原理,RAM可分为静态随机存储器和动态随机存储器。(1)静态随机存储器(Static Random Access Memory,SRAM)。静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管构成的
11、。(2)动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)。动态RAM的存储矩阵由动态MOS存储单元组成。动态MOS存储单元利用MOS管的栅极电容来存储信息,但由于栅极电容的容量很小,而漏电流又不可能绝对等于“0”,所以电荷保存的时间有限。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁 2.ROMROM(Read Only Memory,只读存储器)是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器,数据不会因为电源关闭而消失。其特性是一旦存储数据就无法再改变或删除,通常应用在不需要经常变更数据的电子系统中。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁 ROM
12、的种类有ROM、PROM、EPROM、OTPROM、EEPROM和快闪存储器,以下分别进行介绍。(1)ROM。ROM是一种只能读取数据的存储器。在制造过程中,将数据以一种掩模工艺(mask)烧录于线路中,其数据内容在写入后就不能更改,所以又称为“掩模式只读内存”(mask ROM)。此内存的制造成本较低,常用于电子产品的开机启动。(2)PROM。可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,PROM)内部有行列式的熔丝,需要利用电流将其烧断,写入所需的数据,但仅能写录一次。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(3)EPROM。可擦除可编程只读存储器(
13、Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)利用高电压将编程数据写入,需擦除时将线路曝光于紫外线下,数据即可被清空,并且可以重复使用。通常在EPROM的封装外壳上会预留一个石英透明窗以方便曝光。(4)OTPROM。一次编程只读存储器(One Time Programmable Read Only Memory,OTPROM)的写入原理同EPROM,但为了节省成本,编程写入后不可再擦除,因此不设置透明窗。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁(5)EEPROM。电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Progr
14、ammable Read Only Memory,EEPROM)的运作原理类似EPROM,但擦除的方式是使用高电场,因此不需要透明窗。(6)快闪存储器。快闪存储器(Flash Memory)的每一个单元都具有控制栅极与浮置栅极,利用高电场改变浮置栅极的临限电压即可进行编程动作。快闪存储器又叫Flash芯片,是移动智能终端中应用十分广泛的存储材料,可进行快速存储、擦除数据操作,主要用于存储固件程序或者产品数据。第2章 移动智能终端硬件体系结构及面临的安全威胁 2.4.2 SD存储卡存储卡SD(Secure Digital Card)存储卡是基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备,具有体积小、数据传
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 移动智能终端安全 移动 智能 终端 安全 课件