摘要：大唐微電子技術(shù)有限公司8K智能CPU卡的基本硬件結(jié)構(gòu)、應(yīng)用開發(fā)方法，介紹了一種作為電信智能卡接受ME命令的散轉(zhuǎn)接口應(yīng)用程序設(shè)計技巧，節(jié)約了程序空間。

關(guān)鍵詞：智能CPU卡 芯片操作系統(tǒng) 程序設(shè)計

大唐微電子技術(shù)有限公司自主開發(fā)設(shè)計的DTT4C08是具有低功耗、高性能、可反復(fù)擦寫的FLASH程序存儲器和8KEEPROM數(shù)據(jù)存儲器的8位8K智能CPU卡芯片，采用自上而下（Top-Down）設(shè)計方法設(shè)計實現(xiàn)。

1 DTT4C08芯片簡介

1.1 DTT4C08管腳定義（模塊狀態(tài)）

其管腳定義和布局。

1.2 基本硬件結(jié)構(gòu)

中央處理CPU、16K字節(jié)程序存儲器FLASH、256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲順SRAM、可電擦寫的8K數(shù)據(jù)存儲器EEPROM。DTT4C08芯片利用FLASH工藝技術(shù)，制作成編程速率快、擦寫時間短、面積小的FLASH存儲器，并具備了相應(yīng)的控制、接口和防攻擊電路，具有更安全、更開放、更靈活的特點；DTT4C08芯片CPU指令集與MCS-51完全兼容。

1.3 DTT4C08芯片其它說明

(1)8K字節(jié)的EEPROM數(shù)據(jù)存儲器支持頁操作和字節(jié)操作；

（2）256字節(jié)的內(nèi)部SRAM單元，支持位尋址；

（3）帶時鐘頻率檢測器。當(dāng)外部時鐘停止時，置片上FLASH于stand by狀態(tài)，EEPROM、SRAM停止工作，以減少功耗。

2 基于DTT4C08的智能卡應(yīng)用開發(fā)方法

2.1 芯片操作系統(tǒng)軟件設(shè)計方法

下面以電信智能卡操作系統(tǒng)（COS）開發(fā)流程為例簡要說明基于DTT4C08軟件的應(yīng)用開發(fā)。應(yīng)用外接設(shè)備執(zhí)行操作，卡片上電后，首先進行參數(shù)初始化，向移動終端發(fā)送ATR，卡與移動終端ME進行傳輸協(xié)議商定，然后開始接收命令數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結(jié)果散轉(zhuǎn)到相應(yīng)命令子程序入口并執(zhí)行命令，命令結(jié)束后卡發(fā)給移動終端響應(yīng)。一條指令執(zhí)行流程結(jié)束，卡重新開始接收數(shù)據(jù)，執(zhí)行下一條指令。

電信智能卡COS主控程序流程。

2.2 芯片操作系統(tǒng)軟件調(diào)試環(huán)境

芯片操作系統(tǒng)編碼完成后可利用大唐微電子推薦的“集成調(diào)試環(huán)境+讀寫器模擬器”軟件仿真系統(tǒng)進行軟件仿真測試。該仿真系統(tǒng)涵蓋了智能卡應(yīng)用開發(fā)對仿真器的仿真需求，能夠模擬條例ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的I/O輸入輸出，超出了通常意義上的軟件仿真。整個芯片操作系統(tǒng)經(jīng)過仿真之后就可以程序列卡上，由真實的“卡”作為“調(diào)試載體”，使得開發(fā)過程與實際應(yīng)用環(huán)境完全一致。

3 一種散轉(zhuǎn)接口應(yīng)用程序設(shè)計方法

卡（DTT4C08芯片）接收ME的命令數(shù)據(jù)要進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結(jié)果散轉(zhuǎn)到相應(yīng)命令子程序入口并執(zhí)行命令。命令數(shù)據(jù)即應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元（APDU）的信息結(jié)構(gòu)。

其中CLA是命令類別，取值為“A0”，當(dāng)CLA=FF時，為PTS過程的頭標(biāo)；INS為指令代碼，用來區(qū)分別不同的命令。ME通過I/O雙向數(shù)據(jù)線按順序?qū)⒚顢?shù)據(jù)串行發(fā)送給卡，卡將CLA、INS、P1、P2和P3分別暫存于R3、R4、R5、R6和R7，將數(shù)據(jù)體暫存于RAM的指定連續(xù)單元。簡單的命令散轉(zhuǎn)判斷程序如下：

CJNE R4,＃0A4H,NEXT_INS01 ；通過INS判斷具體命令

LJMP SELECT ；轉(zhuǎn)向SELECT指令處理程序

NEXT_INS01：CJNE R4,＃0F2H，NEXT_INS02

LJMP STATUS ；轉(zhuǎn)向STATUS指令處理程序

NEXT_INS02:CJNE R4,＃0B0H，NEXT_INS03

LJMP READ_DINARY ;轉(zhuǎn)向READ_BINARY 指令處理程序

NEXT_INS03: ……

NEXT_INS34:CJNE R4,#14H,NEXT_INS22

LJMP TERMINAL_RESPONSE

；轉(zhuǎn)向TERMINAL_RESPONSE指令處理程序

NEXT_INS35：出錯處理

除標(biāo)準(zhǔn)GSM命令外，加上SIM卡發(fā)行、調(diào)試等附加命令的散轉(zhuǎn)處理，卡至少需處理35條指令（210字節(jié)），占用了較多的程序空間。本文利用堆棧和子程序返回指令，通過查表判斷散轉(zhuǎn)入口的設(shè)計技巧，巧妙地獲得指令處理入口地址，散轉(zhuǎn)程序只需要131字節(jié)，大大節(jié)省了程序空間。需要處理的命令越多，節(jié)省的程序空間越多。

MOV R2,＃（Command_INS_END-Command_INS）/3 命令個數(shù)

MOV DPTR,#Command_INS ；INS 命令表起始地址

Command_INS_LOOP：CLR A

MOVC A,@A+DPTR

XRL A,R4

JZ find_INS_in_table ；A=R4，找到相應(yīng)命令

INC DPTR

INC DPTR

INC DPTR

；沒找到，指向下一命令信息地址

DJNZ R2,Command_INS_LOOP

;查找下一個出錯處理

find_INS_in_table：

MOV A,＃02H

MOVC A,@A+DPTR

PUSH ACC

；相應(yīng)命令處理程序入口低地址入棧

MOV A,＃01H

MOVC A,@A+DPTR

PUSH ACC

；相應(yīng)命令處理程序入口高地址入棧

RET ；借用RET指令將堆棧中的數(shù)據(jù)彈出給PC地址指針，轉(zhuǎn)向相應(yīng)命令處理程序入口

Command_INS：DB 0A4H

DW SELECT ；SELECT命令

DB 0F2H

DW STATUS ;STATUS命令

DB 0B0H

DW READ_BINARY

;READ_BINARY命令

……

DB 14H

DW TERMINAL_RESPONSE

；TERMINAL_RESPONSE命令

Command_INS_END： ；35個命令

4 結(jié)束語

采用DTT4C08芯片的智能卡可進行拓展功能的應(yīng)用開發(fā)，在金融、醫(yī)療、保險、出入口控制、各種預(yù)付費場合有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和推廣價值。