智能卡在移动通信领域的应用——USIM卡操作系统底层设计、移植与测试

摘要

电子技术的快速发展推动了智能卡界的发展，同时，智能卡的发展也涉及到许多领域，尤其在移动通信领域发展最为迅速的是电信SIM卡。SIM卡在2G时代的主要应用是语音业务和用户鉴权。随着3G时代的到来，国际标准化组织3GPP(第三代合作伙伴计划)又制定了适合3G网络的USIM卡相关规范。USIM通过引入UICC多应用IC卡平台的概念，突破了USIM卡等同于SIM的单应用框架，实现了多个应用同时运行的多通道机制。这就使USIM卡的研究有着至关重要的作用。
　　 USIM卡在手机电源开启后有两种方式：工作方式和空闲方式。工作方式时主要完成与手机终端之间的信息传输。而传输的具体方式，传输中的信息控制，传输的安全性，USIM卡和手机间的信息交互等等正是本文的研究方向。
　　 本文主要包括以下几方面内容：
　　 (1)USIM卡的平台：USIM卡相关规范，主要研究UICC平台规范及接触式智能卡规范(ISO7816系列标准)，从而使USIM卡的设计更加标准化。
　　 (2)USIM卡操作系统底层模块：包括通讯模块，基本读写模块，内存管理模块等。主要功能就是控制卡与外界的信息交换，管理智能卡内的存储器并在卡内部完成各种命令的处理。本文结合具体的芯片进行设计，且各模块相对独立，具有可移植性。在信息交换过程中，USIM卡的平台支持两种信息交换协议即异步字符传输的T=0协议以及异步分组传输的T=1协议。本文中的设计采用的是T=0的传输协议。
　　 (3)USIM卡的测试：介绍了USIM卡测试的硬、软件环境，并通过对具体测试点的测试和数据分析验证了USIM卡的设计符合技术规范，达到了设计标准，满足了设计功能要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

第一章 智能卡理论基础

1.1 智能卡的特点及分类

1.2 LISIM卡介绍

1.3 UICC主要规范文档

第二章 USIM卡操作系统的架构

2.1 USIM卡操作系统的命令系统

2.2 USIM卡的文件系统

2.2.1 文件组织结构

2.2.2 文件结构

2.2.3 文件选择

2.2.4 USIM卡私有指令集

2.3 USIM卡的安全机制

2.4 USIM卡在移动通信领域的应用

2.4.1 USAT概述及设计过程

2.4.2 USIM应用

第三章 USIM卡的硬件基础及操作系统的底层设计

3.1 专用芯片THC20F07C介绍

3.2 基于THC20F07C芯片的操作系统的软件设计

3.2.1 USIM智能卡操作系统软件设计方案

3.2.2 USIM智能卡操作系统的软件总体框图

3.2.3 各个软件模块功能描述

3.2.4 操作系统底层关键函数实现

3.3 基于THC20F07C芯片的COS下载方式

3.4 基于CIU51G256芯片的USIM卡操作系统底层模块的移植

第四章 USIM卡的测试

4.1 芯片硬件功能测试

4.2 USIM卡底层模块测试

4.2.1 测试方法

4.2.2 测试点分析

4.3 USIM卡的系统测试

总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢