闪存智能卡操作系统的设计与实现

摘要

智能卡按类型可以分为：存储卡、逻辑加密卡、CPU卡。而为管理CPU卡而开发的操作系统称为COS(Card Operating System)。 本文“闪存智能卡操作系统的设计与实现”，是为了适应当前芯片发展的阶段和GSM(Global System for Mobile-Commonications)移动通讯行业市场的需要，基于新一代存储体闪存(F1ash Memory)的COS的设计与开发。本文介绍了GSM的行业标准及主要规范，并就智能卡常用外围控制器进行了介绍和对比。对COS的一般性功能要求和扩展性功能要求做出了分析，基于此提出了多层次松耦合的模块设计构想，并参照通用操作系统设计的顺序，对相关的模块的实现进行了论述。在应用调试部分引入了软模拟的概念，在加快应用开发速度的同时，也突显了本文模块设计在底层移植中的优势。在任务管理和解释执行以及框架设计等部分，充分体现了独创性的思路，是本文的创新成果。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1课题的具体目标

1.2本文的工作与贡献

1.3本文的组织结构

第二章智能卡的背景和COS的需要分析

2.1本章概述

2.2智能卡简史

2.3智能卡的行业标准

2.3.1接触式智能卡标准ISO-7816

2.3.2GSM机卡接口标准GSM 11.11

2.3.3GSM扩展应有标准GSM 11.14

2.4智能卡的微控制器

2.4.1处理器类型：

2.4.2存储器类型：

2.4.3其它外围：

2.5COS的一般性功能要求

2.5.1T=O通讯协议

2.5.2智能卡文件

2.5.3GSM协议栈

2.6COS的扩展性功能要求

2.6.1STK单元过程和STK应用

2.6.2流程切换和TASK管理

2.7COS的移植性要求

2.8本章小结

第三章COS的框架设计

3.1本章概述

3.2COS的流程设计

3.2.1COS的流程表述

3.2.2COS的层次表述

3.3COS的移植性设计

3.3.1芯片级别移植

3.3.2编译器级别移植

3.3.3产品级别移植

3.4COS任务管理设计

3.5本章小结

第四章COS的任务管理模块实现

4.1本章概述

4.2COS的中断处理

4.2.1UART中断

4.2.2TIMER中断

4.2.3FLASH中断

4.2.4软中断

4.3COS的任务管理

4.3.1COS的基础任务：GSM协议栈

4.3.2COS的扩展任务：GSM APP ToolKit协议栈

4.3.3VM的任务管理

4.3.4VM的流程管理

4.3.5VM的参数管理

4.4接口设计

4.5本章小结

第五章COS的I/O与文件系统模块实现

5.1本章概述

5.2串行通迅控制

5.2.1Direct I/O

5.2.2UART

5.2.3省电模式

5.2.4接口设计

5.3数据访问控制

5.3.1Flash的读写

5.3.2掉电保护

5.3.3线性接口设计

5.4任务进程控制

5.5文件系统的选型

5.6文件的结构设计

5.7文件系统的权限控制

5.8文件系统的下装和Heap管理

5.9基于句柄的接口设计

5.10本章小结

第六章COS的应用调试与WIN32模拟

6.1本章概述

6.2COS的应用调试流程

6.3以软模拟来替代硬模拟

6.4WIN32下的完全模拟

6.5本章小结

第七章总结

7.1当前系统的总结

7.1.1COS系统的特点

7.1.2论文的主要工作及创新点

7.2未来接触式智能卡行业的展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文