智能卡操作系统(COS)仿真器系统设计与实现.pdf

智能卡操作系统(COS)仿真器系统设计与实现是智能卡开发过程中的关键技术，它能够极大地降低开发成本，提高设计效率，确保智能卡的一次设计成功。智能卡操作系统是嵌入在集成电路芯片上的核心组成部分，控制卡片上的所有操作，包括安全机制、数据处理和通信协议。 1. **仿真器系统的主要功能** - **CIU92开发系统**是专为CIDC设计的CIU92系列CPU的软硬件集成开发环境，具备汇编语言编译和硬件仿真两大功能。 - **硬件仿真**提供不同层次的仿真手段，支持内部复位、外部复位、实模式等，符合ISO7816-3协议，模拟IC卡与读卡器的交互。 - **COS程序管理**包括代码编辑、编译、下载到仿真器执行，还支持设置断点、单步运行、多步运行、子程序调用等调试功能。 - **实时监控**允许开发者查看CPU内部RAM、寄存器状态，以及COS程序执行后数据结果。 2. **仿真器系统总体方案** - 系统分为软件和硬件两部分，硬件仿真板通过USB与PC软件通信，遵循ISO7816-3与读卡器通信。 - 硬件仿真板包含CPU硬件、RAM、ROM和EEPROM区域的仿真，并由监控CPU（MCU）管理协调，负责与PC的通讯。 3. **硬件仿真器板设计** - **IC卡CPU设计**：模拟卡内CPU执行COS指令，支持debug，通过现场可编程器件（FPGA）实现。 - **监控CPU设计**：负责通讯和debug功能，如接收IDE命令，控制IC卡CPU，设置断点，使用8051系列单片机实现。 - **电路板设计**：包括FPGA实现CPU功能，RAM芯片模拟ROM，非挥发性RAM芯片模拟EEPROM，以及监控MCU的8051芯片。 4. **系统设计的关键点** - **Debug能力**：需实现程序执行跟踪，同时仿真器不应占用用户资源，仿真CPU功能应与真实卡片一致。 - **系统效率**：强调程序下载和debug效率，特别是通讯效率和debug信息反馈速度。 - **断点支持**：支持不限数量的断点设置，以满足复杂的调试需求。 通过这样的仿真器系统，开发者可以先在仿真实环境中测试和优化COS，避免昂贵的集成电路流片费用和长时间的等待，加快产品上市进程。此外，强大的debug能力和高效率的仿真系统也有助于提高软件质量，确保智能卡的安全性和可靠性。