[发明专利]一种JAVA卡利用缓存对编程只读存储器进行读写操作的方法

说明书

技术领域

本发明属于智能卡领域，具体说涉及一种JAVA卡操作系统利用缓存对EEPROM/FLASH进行读写操作的方法。

背景技术

在JAVA卡内部，运行有一个JAVA卡操作系统，用于解释执行JAVA卡Java card Applet(应用程序)，管理JAVA卡应用的下载、安装、删除，实施不同JAVA卡应用之间的安全隔离，接受并分发处理外部终端发送的应用协议数据单元(APDU)命令。为了实现这些复杂功能，JAVA卡操作系统内部需要管理有大量的数据信息。这些数据信息按照不同的数据类型和用途通常都存储于ROM、RAM和EERPOM/FLASH中。

JAVA卡操作系统一般存储于ROM或FLASH中，不会改动。卡片内部的应用数据一般分为两类，一类是程序运行中产生的临时数据，卡片掉电后不用保存，这类数据一般存储在RAM中；另一种数据是应用本身的数据或者是管理应用的数据，这类数据在应用运行的过程中会发生变化，但在卡片掉电后数据不能丢失，这类数据通常存储于EERPOM或者FLASH中。

EEPROM/FLASH中的数据在卡片掉电后可以保存10年左右，按照一定的操作顺序，EEPROM/FLASH中的数据可以被擦除后重新写入。但是EEPROM/FLASH中数据的擦除和写入都是按页进行，擦除和重新写入操作都比较慢，每页通常需要2ms左右。在数据处理时，如果需要多次对多页EERPOM/FLASH进行编程操作，卡片就会卡片变得非常缓慢，极大的影响卡片性能。而且EEPROM/FLASH都有编程寿命的限制，当EEPROM/FLASH的编程次数达到一定的数量时(＞10万次)，EEPROM/FLASH的编程操作就会变得不可靠。所以在JAVA卡内部也需要尽量减少EEPROM/FLASH的编程次数，以延长EEPROM/FLASH的寿命，进而延长卡片寿命。

Java卡操作系统作为一种卡片应用运行的通用平台，很多时候需要对EERPOM/FLASH进行频繁编程操作。比如下载新的应用Applet时，除了需要存储Applet应用程序外，还需要对应用程序进行内部物理连接，确定各种数据对象的物理引用地址，从而需要对EEPROM、FLASH进行频繁修改。再比如在安装新的应用时，不但要创建管理应用的注册信息，还需要创建并初始化应用的各种内部数据，也需要频繁修改EEPROM、FLASH。如果不采用一定的方法对EERPOM/FLASH的编程进行优化，应用的下载和安装将会非常缓慢。

发明内容

为了克服对EEPROM/FLASH的频繁修改而影响卡片的使用寿命和运行速度所带来的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于JAVA卡操作系统对EEPROM/FLASH的编程操作进行优化的方法，该方法利用RAM来对数据编程操作进行缓存，从而提高卡片的性能。

为了实现发明目的，本发明的采用以下技术方案：

1.JAVA卡操作系统根据EEPROM或FLASH的页面大小，分配n倍于页面大小的RAM空间(n≥1)，用于对EEPROM/FLASH编程时的数据缓存。同时定义一组全局变量用于存储缓存数据对应的EEPROM/FLASH的页面地址。

2.操作系统还定义一个全局变量来控制缓存机制是否激活。当操作系统处理卡片内部数据而非外部应用数据时，如果确定缓存机制无法提高卡片性能时，可以通过该变量来临时关闭缓存机制。

3.由于EEPROM/FLASH编程时是以页为单位进行，JAVA卡操作系统将需要编程的数据逻辑上划分为若干数据块，每个数据块的目标写入地址在同一地址页内。

4.定义一组全局变量来记录缓存页是否空闲，也可以由对应的缓存页地址是否为有效地址来判断。有效的缓存页地址的最低m位全为0(页大小为2^m)，当最低m位中的任何位不为0时，缓存页地址无效。卡片复位时，会初始化所有的缓存页地址为无效地址，表示缓存RAM内没有缓存数据