[发明专利]智能卡嵌入式操作系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式领域，尤其涉及一种智能卡以及USB TOKEN领域中智能卡嵌入式操作系统及其控制方法。

发明背景

随着科技的不断进步，智能卡应用已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。从楼宇门禁到移动电话、从公交一卡通到校园一卡通、从EMV银行卡到电子身份证，这诸多应用都与智能卡息息相关。随着智能卡应用的不断推广与普及，人们对智能卡的功能需求也越来越多样化，丰富多彩的应用需求使得智能卡的硬件工艺水平日新月异：CPU位数上，从最初的8位CPU，到现在广为使用的16位CPU，再到正在逐步推广的32位CPU；存储容量上，从最初的几十字节，到现在的几十K、上百K甚至M级的大容量；存储器类型上，从最初的ROM、RAM、EEPROM，到现在的NOR FLASH，再到新的NOR FLASH与NAND FLASH融合技术；传输接口上，从ISO7816单一接口，到融合MMC、USB等快速接口的多通道等。

智能卡硬件工艺的发展日新月异，而智能卡的片上操作系统的结构却始终没有太大变化。图1显示了现有智能卡的软硬件架构框图，从图1中可以看出，现有智能卡的软硬件架构仅由硬件平台、自定义的卡操作系统(COS)和智能卡的应用三部分组成，其中，多数情况下卡操作系统和应用是作为一个整体而存在的，它们之间并没有明显的界限。在这种结构中，由于卡操作系统通常是针对特定的硬件平台开发的，因此，当硬件平台更换时，卡操作系统也要相应做比较大的改动。图2显示了现有智能卡操作系统的一般流程，从图2中可以看出，现有智能卡操作系统通常是一个比较简单的前/后台系统(foreground/background)或超循环系统(super-loop)，系统是一个无限的循环，循环中调用相应的函数完成相应的操作，中断服务程序处理异步事件，时间相关性很强的关键操作(critical operation)靠中断服务来保证。因为中断服务提供的信息一直要等到后台程序运行到该处理这个信息时，才能得到处理。这种系统在处理信息的及时性上，比实际上可以做到的要差。最坏情况下的事件响应时间取决于整个循环的执行时间。因为循环的执行时间不是常数，程序经过某一特定部分的准确时间也是不能确定的。进而，如果程序修改了，循环的时序也会受到影响。

又由于传统卡操作系统的超循环结构，使得这种系统同时管理多种不同的应用具有较大的复杂性，因此，在传统结构的智能卡中，通常一张卡只对应着一个应用，也就是说，通常卡操作系统只管理着一个应用。因此，多数情况下应用和卡操作系统是在一起开发的，它们之间并没有明显的界限划分。

随着智能卡底层硬件平台的不断丰富，这种传统的智能卡软硬件架构已逐渐不再能够满足需求，新型的能够处理大容量、多通道、多应用、具有更强实时性的卡操作系统有待推出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能卡嵌入式操作系统(COS------ChipOperating System)及其实现该系统的方法，用以解决现有技术中存在一张智能卡只能对应一个应用以及一个硬件平台的问题。

本发明的目的是这样实现的：

本发明为一种智能卡嵌入式控制系统，用于管理与控制在与外部信息交换的硬件平台上执行创建任务，该系统包括初始化单元、实时内核单元及任务单元，所述硬件平台分别与初始化单元、实时内核单元及任务单元相关联，所述硬件平台包括ISO7816数据传输通道和其他数据传输通道，所述其他数据传输通道为MMC数据传输通道和/或USB数据传输通道；所述的实时内核单元包括任务初始化单元、任务控制单元以及任务调度单元；其中

初始化单元，用于对硬件平台以及实时内核单元进行初始化；

任务初始化单元，用于对任务单元的任务创建以及初始化，所述任务包括ISO7816任务和其他任务；

任务控制单元，根据设定的规则对任务单元的任务进行检查并启动任务调度单元；

任务调度单元，在任务控制单元的控制下对任务单元的任务进行调度执行；

任务单元，至少包含任务初始化单元创建的ISO7816任务和其他任务，所述其他任务为MMC任务和/或USB任务，所述ISO7816任务负责根据ISO7816通讯协议接收从所述ISO7816数据传输通道传来的命令，解析并执行该命令，将命令执行结果通过所述ISO7816数据传输通道返回；所述MMC任务负责根据MMC通讯协议接收从所述MMC数据传输通道传来的操作请求，响应并执行该操作请求；所述USB任务负责根据USB通讯协议接收从所述USB数据传输通道传来的操作请求，响应并执行该操作请求。