【摘要】：隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和金融現(xiàn)代化,現(xiàn)金及各種證件被各種卡片所取代。其中智能卡是最晚出現(xiàn)也是最有前途的一種卡。它將取代現(xiàn)在廣泛使用的光電卡、條碼卡、磁卡的地位而成為主流。智能卡由硬件資源與芯片操作系統(tǒng)COS(Chip Operating System)組成,COS是智能卡的核心。因此我們有必要對(duì)硬件資源及COS系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文研究?jī)?nèi)容源于交通運(yùn)輸部科技項(xiàng)目:交通運(yùn)輸行業(yè)射頻識(shí)別應(yīng)用安全測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)及編碼體系研究。非接觸智能卡(CPU卡)是IC卡的一個(gè)分支,廣泛應(yīng)用于交通、醫(yī)療、金融和身份識(shí)別,但CPU的一些核心技術(shù)卻大量依靠國(guó)外的成熟技術(shù),影響了CPU卡的成本控制。本文主要內(nèi)容是采用蘇州國(guó)芯公司開(kāi)發(fā)的高性能低功耗32位微處理器ET100芯片作為主控芯片,與載波為13.56MHz的射頻芯片相連接,按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS014443和IS07816來(lái)設(shè)計(jì)CPU卡開(kāi)發(fā)板和COS系統(tǒng)。其中CPU卡開(kāi)發(fā)板由ET100芯片、射頻芯片、天線、電源組成,可以滿足ISO 14443中TypeA標(biāo)準(zhǔn)來(lái)和讀卡器進(jìn)行通信。COS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要包括數(shù)據(jù)傳輸、命令解析、文件系統(tǒng)、安全驗(yàn)證四個(gè)模塊,其中文件系統(tǒng)是COS的主要部分,文件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)包括文件的初始化、文件的創(chuàng)建、文件的刪除、文件數(shù)據(jù)獲取、文件的查詢、文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入。命令格式遵循IS07816協(xié)議的規(guī)定。本文搭建了由CPU卡開(kāi)發(fā)板、讀卡器和上位機(jī)構(gòu)成的測(cè)試平臺(tái)。設(shè)計(jì)了 FLASH讀寫(xiě)功能和建立不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)文件模型的測(cè)試。上位機(jī)軟件可以通過(guò)讀卡器自由控制發(fā)送命令,并且得到CPU卡開(kāi)發(fā)板的回應(yīng),方便CPU卡開(kāi)發(fā)板與讀卡器的通信測(cè)試。ET100芯片的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境是CodeWarrior集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,可以方便地進(jìn)行COS系統(tǒng)的程序開(kāi)發(fā);CPU卡開(kāi)發(fā)板完全遵循IS014443中TypeA協(xié)議,可以和市面上所有遵循此協(xié)議的讀寫(xiě)設(shè)備相互通信,通過(guò)上位機(jī)軟件方便地進(jìn)行命令調(diào)試;.COS系統(tǒng)移植性高。COS系統(tǒng)除了部分底層硬件驅(qū)動(dòng)要修改,主要的文件系統(tǒng)可以方便的移植。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN409
【圖文】：

基于ＥＴ１００芯片設(shè)計(jì)且完全遵照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，方便移植應(yīng)用。其中微處理器核Ｃ０具有完逡逑全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，方便以后用Ｓ０Ｃ的設(shè)計(jì)方式來(lái)設(shè)計(jì)ＣＰＵ卡芯片。逡逑在ＣＰＵ卡的發(fā)展中，以下的功能模塊漸漸成為卡的必須的組成部分，如圖２－１所示。逡逑非接觸ＣＰＵ卡具有加密協(xié)處理單元，能滿足高安全的需求，擁有的射頻模塊增強(qiáng)了逡逑使用的靈活性，避免了物理的接觸。其獨(dú)立的微處理器模塊可以有效地控制各個(gè)模塊，逡逑使其功能更加強(qiáng)大。［３］逡逑「通＾ｆｉＪＩ邋｜邐加密＾ｔ理＿｜逡逑￣邋—邋ｉ邋３ＤＥＳ邋ＡＥＳ邋ＲＳＡ邐0ｔｈｅｒＳ逡逑ＩＳ０１４４４３邐邐７＼邐邋＿逡逑／邐邐邋＼邋—邋ｃ＿邋—逡逑邐ＯＣＢ邋（人ＨｌＢ，邋ＷｉｓＫＳｏｎｅ等）邐〉（ＡＲＭ，逡逑邐邋＼邐，肋５１，Ｃ０等）逡逑ＩＳ0７Ｓ１６邐ＲＡＭ邋ＲＯＭ邐ＥＥＰＲＯＭ逡逑ｉ邐：邐｜邋１１邋Ｉ邋１邐Ｉ逡逑：邐邐［邐存儲(chǔ)器逡逑圖２－１邋ＣＰＵ卡硬件模塊逡逑（１）微處理器模塊（ＣＰＵ核）：非接觸式ＣＰＵ卡的微處理器模塊，是ＣＰＵ卡芯片的逡逑核心，完成對(duì)芯片各個(gè)功能模塊的控制。由于非接觸ＣＰＵ卡不是依靠穩(wěn)定的電源供電的，逡逑１逡逑

讀卡器發(fā)出一個(gè)命令，ＣＰＵ卡發(fā)出一個(gè)應(yīng)答。其中ＲＦ的能量是讀卡器產(chǎn)生耦合到逡逑ＣＰＵ卡的射頻天線的電磁場(chǎng)，ＲＦ場(chǎng)的頻率為規(guī)定為１３．邋５６ＭＨＺ。逡逑協(xié)議規(guī)定了兩種通訊接口，ＴｙｐｅＡ和ＴｙｐｅＢ，是兩種類(lèi)型的表示如圖２－２所示。逡逑Ｔｙｐｅ邋Ａ邐ＴｙｐｅＢ逡逑ＡＳＫ邋１００％邐ＡＳＫ邋１０％逡逑Ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋Ｍｉｌｉｅｒ，邋１０６ｋｂｉｔｓ邐ＮＲＺ－Ｌ邋１０５ｋｂｉｔ／ｓ逡逑ＰＣＤｔｏＰＩＣＣ逡逑０邐１邐０邋０邐１邐０邐１邋０邐０邐１逡逑．邋、：逡逑１逡逑Ｌｏａｄ邋Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ邐Ｌｏａｄ邋Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ逡逑Ｓｕｂ邋ｃａｒｒｉｅｒ邋ｆｏｌ邋６邐Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ邋ｆｃ／１６逡逑００Ｋ邐ＢＰＳＫ逡逑ＰＩＣＣ邋ｔｏ邋ＰＣＤ邋Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，邋１０６ｋｂｉｔ／＇ｓ邐ＮＲＺ－Ｌ＇１０６ｋｂｉｌ／ｓ逡逑０邐１邐０邐｜邋０邐１邐０邐１０邐０邐１逡逑．．邐．邐邐邋：邐＇■邋ｒ－？邐．．．邐．邐．邐．．邐？邋■邐＞ｉ．逡逑？邐、＇七…Ｗ／？NB、邋Ｖ＇，：、＇邋：逡逑圖邋２－２邋ＴｙｐｅＡ邋和邋ＴｙｐｅＢ邋類(lèi)型逡逑圖２－１中所舉例的是二進(jìn)制０１００１信息。逡逑讀卡器（ＰＣＤ）到卡（ＰＩＣＣ）數(shù)據(jù)傳輸，如表２－２所示。逡逑表２－２讀卡器到ＣＰＵ卡的傳輸逡逑—ＰＣＤ—＞ＰＩＣＣ邋｜邋Ａ邋型邐｜邋Ｂ邋型逡逑￣邋調(diào)制邋＾邋ＡＳＫ邋１００％邐＾邋ＡＳＫ邋１０％（健控度邋８％￣１２％）逡逑———邋位編碼邐改進(jìn)的Ｍｉｌｌｅｒ編碼邋￣￣￣邋ＮＲＺ編碼逡逑ｎａＫ邐位級(jí)同步Ｗ貞起始

面向比特的防沖突幀。逡逑短幀用于初始化通信由“通信開(kāi)始（Ｓ）、ＬＳＢ傳輸?shù)模穫�(gè)數(shù)據(jù)位、通信結(jié)束（Ｅ）邋”逡逑三部分組成，如圖２－３所示。逡逑｜ＬＳＢ邐ＭＳＢ］逡逑Ｓ邋Ｉ邋ｂ１邋ｂ２邋ｂ３邋ｂ４邋ｂ５邋ｂ６邋ｂ７！邋Ｅ逡逑圖２＿３短幀結(jié)構(gòu)逡逑標(biāo)準(zhǔn)幀用于數(shù)據(jù)交換，由“通信開(kāi)始（Ｓ）、數(shù)據(jù)部分、通信結(jié)束（Ｅ）邋”構(gòu)成，逡逑其中數(shù)據(jù)部分是由ｎ多個(gè)８位數(shù)據(jù)位加上１位奇偶校驗(yàn)位組成，如圖２－４所示，其中“Ｐ”逡逑表示奇偶校驗(yàn)位。逡逑ＬＳＢ邐邋ｎ＊（８邋ｄａｔａ邋ｂｉｔｓ＋ｏｄｄ邋ｐａｒｉｔｙ邋ｂｉｔ）逡逑Ｓ邋］ｂ１邋ｂ２邋ｂ３邋ｂ４邋￣ｂ５邋ｂ６邋ｂ７邋ｂ８邋ＩＰ邋ｌ邋ｂ１邋ｂ２邋ｉ）３邋ｂ６邋ｂ７邋ｂ８１邋ｐ［邋ｂ１￣邋ｂ８１ＰＩ邋Ｅ逡逑Ｊ邐１ｓｔ邋ｂｙｔｅ邐２ｎｄ邋ｂｙｔｅ邐ｎｔｈ邋ｂｙｔｅ邋ｈ逡逑１ｓｔ邋ｂｉ邋ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ邐ｐａｒｉｔｙ邐Ｅｎｄ邋ｏｆ邋ａｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ逡逑圖２－４標(biāo)準(zhǔn)幀結(jié)構(gòu)逡逑１０逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;A HW/SW Co-Verification Technique for FPGA Test[J];Journal of Electronic Science and Technology of China;2009年04期

2 張艷;胡桂;;SOC設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年29期

3 尉永清;劉培德;;雙接口智能卡COS軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年02期

4 曹計(jì)昌;李純;;UCard中多COS調(diào)度問(wèn)題的研究[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);2006年02期

5 張志剛,趙奎;智能卡操作系統(tǒng)研究和實(shí)例分析[J];企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā);2005年09期

6 楊帆,張煥國(guó);金融智能卡操作系統(tǒng)安全體系研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2005年09期

7 張魯國(guó),馬自堂;智能卡操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)管理設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2005年17期

8 王祚棟,魏少軍;SOC時(shí)代低功耗設(shè)計(jì)的研究與進(jìn)展[J];微電子學(xué);2005年02期

9 嚴(yán)迎建,劉明業(yè);片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟硬件協(xié)同驗(yàn)證方法的研究[J];電子與信息學(xué)報(bào);2005年02期

10 謝紹雄;關(guān)于當(dāng)前電力改革的思考——如何積極穩(wěn)妥地推進(jìn)電力體制改革[J];中國(guó)能源;2003年09期

本文編號(hào)：2805356