智能卡COS数据下载系统的研究

摘要

智能卡如今已广泛应用于银行、电信、交通、公共安全等社会各领域。随着智能卡市场的繁荣，智能卡的功能日益强大，而这不仅依赖于芯片硬件性能的提升，也依赖于片内操作系统（COS）的发展。
　　本文的研究基于上海华虹集成电路有限责任公司设计的SHC1241智能卡芯片，研究内容是COS数据下载系统的设计与实现，包括用户引导程序（bootloader）和下载器上位机软件的设计与实现。该系统可供应用COS开发测试人员进行程序调试，也可供芯片测试人员下载外部测试COS（XTCOS）对芯片进行考核评估。通过此COS数据下载系统，可以将应用COS下载至SHC1241芯片Flash中并且使芯片执行应用COS程序。
　　通过对SHC1241芯片的研究，结合实际应用中的功能需求，本文设计了一个专用于该芯片的bootloader程序，使用ARM汇编语言实现了具体功能，并通过 KeilμVision4软件进行编译和执行，最后使用MP300 TC3接触式智能卡测试仪器对bootloader进行了实卡验证。验证结果证明本文设计的bootloader程序符合 ISO/ISE7816通讯协议，能够正确执行设计的擦写Flash、CRC校验、外部鉴权和模式切换功能。本文设计的bootloader利于其他上海华虹设计的基于32位ARM智能卡的移植，满足安全下载的需要。
　　依据本文设计的bootloader程序，同时提出了一种专用于SHC1241芯片的下载器上位机软件的设计和实现方法。该上位机软件在Windows系统下运行，通过Visual C++6.0软件进行开发和编译，支持多种下载方式。将已封装好的内部含有bootloader的实体卡片通过 PC/SC读卡器与计算机相连，从而通过上位机软件界面的简单操作将hex文件下载至芯片Flash。使用上位机软件进行COS的下载，极大地简化了下载的硬件条件，提高了COS程序下载的效率。

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第一章 绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作及内容的安排

第二章 SHC1241芯片概述

2.1 SC100

2.2 7816接口

2.3存储器组织

2.4小结

第三章 Bootloader设计

3.1开发环境

3.2功能需求分析

3.3架构设计

3.4具体功能实现

3.5小结

第四章 Bootloader实卡验证

4.1验证环境

4.2上电过程的验证

4.3外部鉴权的验证

4.4 CRC校验的验证

4.5擦Flash的验证

4.6写Flash的验证

4.7临时/永久模式切换的验证

4.8小结

第五章 下载器的设计

5.1开发环境

5.2功能需求分析

5.3架构设计

5.4具体功能实现

5.5下载器的验证

5.6小结

第六章 总结

参考文献

致谢

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