CN1932758A - 一种多应用智能卡 - Google Patents

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曹志新
杨贞杰
陈松
付睿
赵志福
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Abstract

本发明涉及一种多应用的智能卡，目的是为了提供一种开发成本低、可以扩展功能并能更换芯片平台的智能卡。本发明的技术方案是：一种智能卡，包括智能卡芯片，芯片上设有带有智能卡操作***的微处理器和存储器，所述智能卡操作***结构分为三层，底层是硬件抽象层，中层为核心软件层，顶层为应用层，每一层均是一个相对独立的分***，在每一层中按照***功能要求设置有若干函数库。

Description

一种多应用智能卡
技术领域
本发明涉及一种带有嵌入式操作***的智能卡，尤其涉及一种可以有多应用的智能卡。
背景技术
智能卡就是带有CPU的集成电路卡，它是一种具有微处理器及大容量存储器等的集成电路芯片且嵌装于塑料等基片上制成的卡片。COS(Chip operatingSystem片内操作***)是智能卡的核心技术，它一般是紧紧围绕着其所服务的智能卡的特点而开发的，其主要功能是控制智能卡同外界的信息交换，管理智能卡内的存储器并在卡内部完成各种命令的处理。
目前国内的COS多数仍处于一个普通监控程序水准，过多地依附于硬件，且与具体应用紧密融合，无法分割；更换芯片平台，COS就不能使用，必须从头开发，所以智能卡的开发成本较高；加之COS置于ROM区，一旦掩膜完成，卡功能也就难以被修改和更新，不利于新的应用服务的增加。
针对上述问题，国际上提出了Java卡和Multos技术，其中Java卡是最具代表性的技术。Java语言是计算机领域的通用开发语言，通过对Java语言进行改进，从虚拟机(VM)、语言定义到内核都为智能卡应用进行了精简和优化，增加了一些专用的智能卡指令，使Java技术能应用在智能卡上，现已渐渐成为智能卡设计的通用平台。而通过Java卡可以使客户和应用开发商摆脱对COS的依赖，一次写出，可以到处运行，从而大大降低成本。Java卡技术理论上可以实现应用的跨平台运行，可以解决由于各卡商COS不同带来的兼容性问题，于是，Java卡成了国外企业积极推广的一种新的高端产品。但Java卡也存在着一些不足：首先，目前Java卡技术不是非常成熟，跨平台应用并没有完全解决；此外，目前的Java卡效率不是很高，对芯片性能要求很高，开发应用对智能卡的资源消耗很大。
发明内容
本发明针对目前智能卡存在的开发成本高、功能不能扩展、不能更换的不足，提供一种开发成本低、可以扩展功能并能更换芯片平台的智能卡，本发明的技术方案如下：
一种多应用智能卡，包括智能卡芯片，芯片上设有带有智能卡操作***的微处理器和存储器，所述智能卡操作***结构分为三层，底层是硬件抽象层，中层为核心软件层，顶层为应用层，每一层均是一个相对独立的分***，在每一层中按照***功能要求设置有若干函数库；
硬件抽象层(HAL——Hardware Abstract Layer)设置有与硬件关系密切的函数库，包括I/O操作函数库，EEPROM/FLASH操作函数库以及其它硬件操作函数库；核心软件层设置有包括通用函数库，文件***函数库，安全操作函数库的函数库；应用层设置有满足不同应用标准、实现具体应用的多种应用函数库，其中包括VIS1.4，M/CHIP4.0，PBOC2，GSM11.11，GSM11.14，UIM/UTK，USIM，税控卡的应用函数库；
各函数库内中包括实现各种功能的函数名装置，函数名装置分为两部分、中间由下划线连接，前面部分为该函数库的名称装置，后面部分为具体功能装置，它是根据该函数名装置实现的具体功能进行设置的；
智能卡操作***中还包括调用函数名实现功能调用的装置。
上述HAL函数库内功能装置包括：IO初始化装置、单字节发送装置、单字节接收装置、更改Baud装置、编程写入数据装置、擦除FLASH页面装置以及直接编程FLASH装置等。
上述文件操作函数库内功能装置包括：按记录查找记录数据地址的装置、按模式获得记录数据地址的装置、查找DF文件装置、查找EF文件装置、使当前文件指针指向MF文件的装置、创建文件装置、读数据装置、写数据装置等。
上述安全函数库内功能装置包括：根据权限字节设置安全状态寄存器的装置、判断权限是否满足安全状态的装置、查找KEY记录的装置。
本发明中完成某一类功能的函数装置被集中在一起，组成一个函数库，实现一项独立、完整的功能。在进行功能更新或扩展时，只对函数库中函数的功能进行改进，函数的名称保持不变，以保证其他函数能够正常使用本函数库中的函数装置，最大限度地降低一个函数装置的变化对不同层、不同函数库内的其它函数装置的影响；当智能卡的芯片平台发生变化时，只需要修改硬件抽象层中部分与硬件直接相关的函数库中的函数装置，如I/O等，其它分层的函数库都无需做任何修改；当需要增加新的应用时，由于应用层于分层结构的最上层，与硬件有关的、通用的功能已经由硬件抽象层实现，因此，不需要或只需要增加少量的功能函数，即可在同一智能卡上完成新应用的开发。如果智能卡选用了不同的芯片，只需要重写与芯片硬件相关的代码，而其它各指令层不需要修改，由于各指令层的独立性，以及函数命名方法的统一性，可最大限度地降低修改工作量。
当一种智能卡需要应用于多个行业时，通过对智能卡操作***应用层函数库的适当组合，或者对应用层中相关的函数库进行适当的选择，而不需要变动中、下层的函数库，使COS同时满足多个行业标准，智能卡即可实现跨行业的应用，例如使用SIM卡进行手机移动支付时，可将相关的金融应用函数库或函数与SIM卡功能进行适当的优化组合，在后台***的支持下，实现手机的移动支付功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以根据现有智能卡中的中、低端芯片平台，通过对智能卡中COS***的部分改进，达到支持多芯片平台、实现智能卡多应用的目的，从而大大节约芯片成本、缩短智能卡的开发周期。
附图说明
图1为本发明外形结构图；
图2为本发明COS***的结构示意图；
图3本发明实施例1函数库命名规范图；
图4为本发明实施例1HAL函数库中装置以及所对应的名称；
图5为本发明实施例1文件操作函数库中装置以及所对应的名称；
图6为本发明实施例1安全函数库中装置以及所对应的名称；
图7为本发明实施例2的COS***的结构示意图；
图8为本发明实施例2中SIM应用函数库以及所对应的名称
图9为本发明实施例3中VIS应用函数库以及所对应的名称
具体实施方式
现结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1，一种智能卡1，包括智能卡芯片2，芯片上设有带有智能卡操作***的微处理器和存储器。
图2中详细描述了智能卡操作***的结构，智能卡操作***中硬件抽象层HAL、核心软件层COS和应用层的分层情况，以及各层具有的主要的功能装置，并标识了各功能装置在不同层的位置。智能卡操作***结构分为三层，底层是硬件抽象层，中层为核心软件层，顶层为应用层，每一层均是一个相对独立的分***。在每一层中按照***功能要求设置有若干函数库；硬件抽象层(HAL)设置有与硬件关系密切的函数库，包括I/O操作函数库，EEPROM/FLASH操作函数库以及其它硬件操作函数库；核心软件层，设置有包括通用函数库，文件***函数库，安全操作函数库的函数库；应用层设置有包括VIS1.4，M/CHIP4.0，PBOC2，GSM11.11，GSM11.14，UIM/UTK，USIM，税控卡的应用函数库。
各函数库内中包括实现各种功能的函数名装置，函数名装置分为两部分、中间由下划线连接，前面部分为该函数库的名称装置，后面部分为具体功能装置，它是根据该函数名装置实现的具体功能进行设置的；
智能卡操作***中还包括调用函数名称装置实现功能调用的装置。
图3是表示了函数库名装置规范图，对主要的数据库中的主要功能装置，根据命名的规范做了举例说明。
图4是HAL函数库，对处在HAL硬件抽象层的主要功能装置以及名称进行了描述，它包括IO初始化装置、单字节发送装置、单字节接收装置、更改Baud装置、编程写入数据装置、擦除FLASH页面装置以及直接编程FLASH装置等。
图5是文件操作函数库，对处在COS核心软件层的、符合ISO7816标准的主要功能装置和名称进行了描述：按记录查找记录数据地址的装置、按模式获得记录数据地址的装置、查找DF文件装置、查找EF文件装置、使当前文件指针指向MF文件的装置、创建文件装置、读数据装置、写数据装置等。
图6是安全功能函数集图，对通用的安全函数库内功能装置和名称进行了描述：根据权限字节设置安全状态寄存器的装置、判断权限是否满足安全状态的装置、查找KEY记录的装置。
实施例2
本实施例是智能卡用于手机的SIM卡，实现手机的移动支付功能时，智能卡的结构。
图7是COS的结构，在应用层中设有金融应用装置与SIM卡功能装置。
图8对符合SIM卡标准的功能装置和名称进行了描述：验证KEY装置、修改CHV装置、去活CHV装置、发送短消息装置、初始化短消息列表装置、选择电话列表装置、显示文本装置、获得应答装置等。
本实施例中将相关的金融应用装置与SIM卡功能装置进行适当的优化组合，在后台***的支持下，实现手机的移动支付功能。
实施例3
在应用层中设有，PBOC2函数库和VIS函数库，将PBOC2函数库和图9中描述的VIS函数库组合在一起，可以实现智能卡同时支持国际VISA标准和中国金融集成电路卡标准，实现在国内和国际通用。
实施例4
在应用层中设有PBOC2函数库和VIS函数库，在SIM函数库基础上，增加部分VIS1.4函数，如VIS_InternalAuth()，VIS_ExternalAuthO，VIS_GenAC等安全认证函数，可实现手机银行、移动支持等功能，将移动通信和银行业务有机结合。
以上所述实施方式仅为本发明的一个实施例，本发明不限于上述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种多应用智能卡，包括智能卡芯片，芯片上设有带有智能卡操作***的微处理器和存储器，其特征是，所述智能卡操作***结构分为三层，底层是硬件抽象层，中层为核心软件层，顶层为应用层，每一层均是一个相对独立的分***，在每一层中按照***功能要求设置有若干函数库；
硬件抽象层设置有与硬件关系密切的函数库；
核心软件层设置有包括通用函数库，文件***函数库，安全操作函数库的函数库；
应用层设置有满足不同应用标准、实现具体应用的多个应用函数库；
各函数库内中包括实现各种功能的函数名装置，函数名装置分为两部分、中间由下划线连接，前面部分为该函数库的名称装置，后面部分为具体功能装置，它是根据该函数名装置实现的具体功能进行设置的；
智能卡操作***中还包括调用函数名装置实现功能调用的装置。
2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述硬件抽象层设置有I/O操作函数库，EEPROM/FLASH操作函数库以及其它硬件操作函数库。
3.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述应用层根据具体应用设置有IM应用函数库、VIS应用函数库。
4.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述应用层根据具体应用设置有VIS1.4，M/CHIP4.0，PBOC2，GSM11.11，GSM11.14，UIM/UTK，USIM，税控卡函数库。
5.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述应用层根据具体应用设置有PBOC2函数库和VIS1.4函数库。
6.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述硬件抽象层设置有IO初始化装置、单字节发送装置、单字节接收装置、更改Baud装置、编程写入数据装置、擦除FLASH页面装置以及直接编程FLASH装置。
7.根据权利要求5所述的智能卡，其特征是，VIS1.4函数库中设有包括VIS_InternalAuth()，VIS_ExternalAuth()，VIS_GenAC在内的安全认证函数。
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