嵌入式系统正经历重大转型：从物理隔离的自动设备到连接互联网的可访问设备。设计人员了解到，转变的要求远不止将网络接口连接至总线以及添加一个互联网协议堆栈，这令他们非常沮丧。在许多方面，这些互联网感知设计更像小型企业数据中心，而非传统的嵌入式系统。

多项数据中心技术（如多任务处理、多处理和快速专用网络）已经为大型嵌入式系统设计人员所熟知，尽管规模要小很多。但是系统安全性可能是一项新数据中心技术。一旦您将嵌入式系统连接互联网，塑造数据中心安全架构的需求神奇地出现了。不同于计算、存储或连接要求，当您将系统从仓库大小的数据中心缩小为互联的嵌入式设备时，安全需求不会大幅减少。

<strong>数据中心安全性</strong>

那么，数据中心和互联的嵌入式系统在安全性方面有何需求？首先，它们需要保护自己免遭外部攻击和自身应用的内部破坏。这意味着提供一个受保护的范围，在该范围内，对于任何读取或写入代码或数据的尝试，都将在执行前进行验证。这也意味着在可信范围之外，用于操作系统、管理程序、管理或维护的所有系统代码和数据都必须在存储或传输时进行强加密。

物联网（Internet of Things,loT）反映了数十年最大的技术浪潮之一。预计到2020年，联网设备量将达到500亿，物联网极有可能触及我们身边的一切。物联网将遍布工业、商业、医疗、汽车和其他运用领域，消费类产品的实现将有可能影响数十亿人。考虑到受影响的个人、机构和系统的范围，安全性作为任何物联网系统的关键组成部分已占有举足轻重的地位。现在人们普遍认为，任何认真的商业物联网企业都必须重视安全性，才能做大做强。

多年来，工业、医疗和其他隔离系统的设计人员实现安全隔离的手段有限， 唯一合理的选择是光耦合器。如今，数字隔离器在性能、尺寸、成本、效率和集成度方面均有优势。了解数字隔离器三个关键要素的特点及其相互关系，对于正确选择数字隔离器十分重要。这三个要素是：绝缘材料、结构和数据传输方法。

设计人员之所以引入隔离，是为了满足安全法规或者降低接地环路的噪声等。电流隔离确保数据传输不是通过电气连接或泄漏路径，从而避免安全风险。然而，隔离会带来延迟、功耗、成本和尺寸等方面的限制。数字隔离器的目标是在尽可能减小不利影响的同时满足安全要求。

传统隔离器——光耦合器则会带来非常大的不利影响。它们的功耗极高，而且数据速率低于1 Mbps。虽然存在更高效率和更高速度的光耦合器，但其成本也更高。

数字隔离器问世于10多年前，目的是降低光耦合器相关的不利影响。数字隔离器采用基于CMOS的电路，能够显著节省成本和功耗，同时大大提高数据速率。数字隔离器由上述要素界定。绝缘材料决定其固有的隔离能力，所选材料必须符合安全标准。结构和数据传输方法的选择应以克服上述不利影响为目的。所有三个要素必须互相配合以平衡设计目标，但有一个目标必须不折不扣地实现，那就是符合安全法规。

<strong>绝缘材料</strong>