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一
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软硬 件看 门狗技术研究
广州正 力通用 电气有限公司 赵洪军
【 摘要 】结合 实例分 析了单 片机应 用系统 中常用 的软件看 门狗及硬件看 门狗技术及具体实施方法 ，从提 高系统可靠性 的角度 ，提 出７一种高可靠的硬件断 电复位看门狗 措施。分析 了 种看 门狗方 案的优缺 点，给 出了基本的软件实施方武及硬 件电路 ，指 出了在设计和应用过程 中需注意的一些问题。 各 【 关键 词】抗 干扰；软件看 门狗 ；硬件看 门狗 ； Ｃ ２ ；断 电复位 ＮＵ １０
Ｓ ｍｐ ｓ ｎ ｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｅ ｕ ｉ ｎ ｒ ａｙ １ — ８ ｙ ｏ ｉ ｎ Ｒ ｓ ａｃ Ｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ Ｐ ｉ ｃ ， ６ １ ， ｕ ｎ ｔ ｖ
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版 社 ，０４ ２０．
【１吴敏毓． １］ 医学免 疫学［ ． ｉ ： 国科 技大 学 出版 Ｍ】 Ｅ 中 合ｆ
社，９ ９ １９
Ｉ２黄 人薇 ． 析入 侵检 测 技术 有 关问题 Ｕ ． 众科 １】 浅 ］ 大
技，０ ６１８） ２０ ，（７．
５ 总 结 ．
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（ Ｓ Ｃ， ｔｂ ｒ ８２，９９ ＮＩＳ ） ｏ ｅ —１１９ Ｏｃ １ 【 Ｋｉ Ｊ ｎｌｙＰＪＥ ａ ａ ｎ ｅａｉｅｓｌｃ ｏ ｎａ ９ ｍ ， ｔ ｖ ｌ ｔ ｇｎ ｇｔ ｅｅｔ ｎｉ ｎ ］ Ｂｅ ｅ ｕｉ ｖ ｉ
１ 引 言 ．
能，不必 外加元 器件 ，因而被 普遍 的应用于 单片机 系统 中，常与硬 件看 门狗一起 使
用。
随着 单片 机技 术不 断发展 和制 造 工 艺 的 日益 成熟 ，单 片机 以其 强大 的处 理 能力 及低 廉 的价格 使其 被广泛 的应 用 于 工业 、商 业等 领域 。但 由于 单片机 自身 的 抗 干 扰 能 力 不 强 ， 尤 其 是 在 一 些 条 件 比较 恶 劣 、 电 磁 干 扰 较 强 的 场 合 ， 常 会 出现 单 片 机 因 受 外 界 干 扰 而 导 致 死 机 或 程 序 跑 飞 的现 象 ， 造 成 系 统 不 能 正 常 工 作 。业界 使用 看 门狗技 术来解 决 这一 问 题 ， 通 过 看 门 狗 的 使 用 防 止 单 片 机 死 机 ，将死 机 的系统 重新 复位 并使 其正 常 工作 。看 门狗 技术 是提 高单 片机 系统 抗 干扰 能力 的一种 重要途 径 ，看 门狗技 术 分 为软件 看 门狗及 硬件 看 门狗 ，本文 分 析 了 几 种 常 用 的 软 硬 件 看 门 狗 技 术 ， 并 提 出 了一种 高可 靠的硬 件 断 电复 位看 门 狗措施 ，供大家参考。 ２ 软 件 看 门 狗 ． 软 件看 门狗 因其 只使用 了单 片机 内 部 的 定 时 器 ／ 数 器 单 元 实 现 看 门 狗 功 计 间取 得 较 好 得 平 衡 ， 需要 进 一 步 的 分 析 ，这 样 就 影 响 了系 统 的 整 体 性 能 ｕ 。 针 对 上 述 缺 陷 ， 我 们 分 析 网 络 攻 击 的 流 程 ：在 网 络 攻 击 的 开 始 阶 段 ， 黑 客 并 不 会 盲 目的 用 单 一 的 方 法 进 攻 网络 上 的所 有主机 ，这 样效 率太 低而 且非 常容 易 暴 露 目标 。黑 客 往 往 会 先 用 网 络 扫 描 工 具 对 感 兴 趣 的 部 分 主 机 进 行 扫 描 ， 分 析 主 机 可 能 存 在 的 漏 洞 与 缺 陷 ，再 针 对 这些 漏洞采 用有 效 的攻击 手段 ，在 攻 陷 了 目标 主 机 后 ， 黑 客 可 能 在 目标 主 机 上 植入 木马 和病毒 ，让 被攻 陷 的主机 继续 攻 击 其 它 主 机 ， 由 于 单 一 木 马 程 序 的 攻 击 手 段 较 为 简 单 ，这 时 的 攻 击 具 有 一 定 的 盲 目性 ， 即 不 经 过 网络 扫 描 等 分 析 ， 直 接 对 所 在 网络 进 行 成 片 的 攻 击 ， 这 时 又 会 造 成 网 络 流 量 的 明显 异 常 。对 此 ， 我 们 将 流 量 检 测 作 为 我 们 网 络 攻 击 检 测 的 预 检 测 手 段 ， 在 时 间 到 期 的 时 候 进 行 这 种 异 常 检 测 ， 如 果 检 测 正 常 则 不 进 行 进一 步 的检测 ，只有 在预 检测 异 常的情 况下 才进 行规 则 的逐一 匹配 ，有 效地减 轻 了系统 的负荷 ，另外 ，这 样的 结构还 能 简 化 攻 击 检 测 规 则 的 制 定 ， 因 为 出现 类 似 流 量 异 常 又 出 现 规 则 中 出 现 的 情 况 次 数 会 比较 少 ， 可 以 明显 地 减 少 误 检 率 ，攻 击规 则可 以尽 量考虑 攻击 本身 的 特点而较少考虑与普通流量 的差异 。
一
Ｓ ｃ ｒ ｙＡｎ ｒ ａ ｙ ａｌ ｄＣ Ｉ ＥＥ Ｃｏ ｐ ｔｒ ｏ ｉｔ ｅ ｕｉ ｄ Ｐ ｉ ｃ ． ｋａ ， Ａ： ｔ ｖ Ｏ ｎ Ｅ ｍ ｕ ｅ ｃ ｙ Ｓ ｅ
Ｐｒ ｓ ， ９ ９：２０ １ ｅ ｓ１ ９ １ — ３２
【ｌ ５阎永凡， 张昌水． 人工神经网络与模拟进化计 算Ｉ］ Ｍ． 北 京： 大学出版社， ０ ． 清华 ２０ ０ 【 戴英侠， ６ 】 连一峰， 王航． 系统安全 与入侵检 测［ ． ＭＩ 清华 大学 出版社， ０ ． ２ ２ ０
本文 借 鉴了人 工 免疫原 理 ，结合 误 用检 测 与异 常检测 两种 检测 技术 并 引入 了协议 分析 的方 法 ，提 出并设计 一种 层 次化的网络入侵检 测系统。 计 算 机 网 络 安 全 问 题 是 一 个 永 恒 的 命 题 ， 它 将 伴 随 着 计 算 机 技 术 、 网络 技 术 的 发 展 而 一 直 存 在 并 发 展 。本 文 所 设 计 的 网络 入侵 检 测系 统就 是这样 一个 不 断 学 习 的 系 统 ， 会 自我 进 行 不 断 的 完 善 。 但 是 这 样 的 学 习 还 不 够 ， 引 入 神 经 网络和 数据 挖掘 技术 来进 一步进 化 未成 熟 检 测 器 ， 应 该 是 生 成 成 熟 检 测 器 的 另 种有 效手 段 。基于 人工 免疫 原理 的入 侵 检测 模型 和系 统是 近年 来生 物领 域 中 研 究 的重 点和难 点 ，它 的研 究 对于 解决 当前 网络安 全所 面 临的严 重危机 具 有十 分 重 要 的 意 义 。 当 然 ， 除 了 网 络 安 全 技 术 ，还 要强 调 网络安 全策 略和 管理 手段 的 重 要 性 。 只 有 当这 些 综 合 起 来 ， 才 有 可能确保 网络 的安全 。
Ｃ ｎｅ ｎ ｅ ０ １ Ｃ Ｏ ２０） ａ ｒ ｃ ｃ ，ｕ －１ ｏ ｆ ｅ ｃ ２０ （ Ｃ ・０ １ＳｎＦ ａ ｉ ｏ Ｊｌ ７１， ｒ ＧＥ ， ｎｓ ｙ
２ １ １ ２ １ ２７ ００ ： ２ ０— ２ ．
【】 １ 陈慰峰． ０ 医学免疫学（ 第四版） 北京： 民卫生 出 【 Ｍ】 人
Ｃ．Ｔ ｄ ／ｕ ／ｏｒｓ／ｖｒｓ ｓ Ｓ ｌｎｅｕ ｐ ｂ ｆｒｅｔ ｉ ｎｌ ｕＰ ［］ ｓｕ ｔ Ｉ ８Ｄａｇ ｐａＤ ｍｍｕｎｔ— ａｅ ｎ ｒｓｏ ｅｅ ｔ ｎ ｉｙｂ ｓ ｄｉｔｕｉｎ ｄ ｔｃｉ ｏ
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软件 看门狗一般采用高级 中断的方式执行 ，通过在 中断程序 中设 置系统复位寄存 器 或对程 序计数器Ｐ 赋予初始值 的方式进行系统复位 。可根据 系统的需要 自行确定看 ｃ 门狗动作的时间 ，该时 间通 过设 置定时器的计数值来确 定。在系 统正常的主循环中适 当地 插 入 “ 狗 ”指 令 来 重 置 定 时器 值 ， 当 程 序 跑 飞 或 进 入 死 循 环 时 ， 定 时 器 因 计 时 喂 到而中断，从而执行 中断复位程序 ，将系统复位 。下面 以新唐 公司的Ａ Ｍ Ｃ ｒ ｅ —Ｏ Ｒ ｏ ｔ ｘ Ｍ 核 的Ｎ Ｃ ２ 芯 片 为 例 介 绍 一 下 具 体 实 现 方 法 。 晶振 频 率 为 １ Ｍ ｚ Ｕ １０ ２ Ｈ ，采 用 ＴＭ Ｒ 为 软 件 看 ＩＥ Ｏ 门 狗 定 时器 。 １ ）首先在初 始化程序中设置好定 时器 ／ 计数器 的工作方 式、定时时间和 中断优先 级别 ，并开中断。 ２ ）根据定 时器的定 时时间 ，在主 程序循环 中按 一定的 间隔插入软件看 门狗喂狗 指 令 ，即 插 入 “ 狗 ”指 令 ， 两 条 “ 狗 ”指 令 间 的 时 间 间 隔应 小 于 定 时 时 间 ，否 则 喂 喂 看 门 狗将 发 生误 动 作 。 ３ ）在定 时器的 中断服 务程序 中判 断 比较是否 到达软件看 门狗的动作 时间，如果 条件 成立 则通 过设 置系统寄存器 的方式实现系统复位。 软件 如下 ：