华虹SHC1201智能卡芯片简介

　　IC卡是微电子技术与计算机技术相结合的一门新兴技术。随着集成电路的快速发展，芯片的集成度越来越高，特别是EEPROM的技术更加成熟，使得IC卡的生产成为现实。
　　现在的IC卡芯片一般都是以EEPROM为存储器，再加上必要的逻辑控制电路或微处理器(CPU)，按其种类和功能则可分为智能卡(SmartCard)和存储卡(MemoryCard)。
　　存储卡和智能卡的主要区别在于：存储卡的存储器内不含有微处理器，只具有一般的存储数据信息的功能。而智能卡一般由CPU及数据存贮器构成，具有存储容量大、安全性高、应用范围广（一卡多用）、对网络要求低的特点，并已在通信、交通、金融、医疗、身份证明等领域得到了广泛应用。
　　上海华虹集成电路有限公司为满足上海市社会保障卡的应用需求而成功开发了具有自主知识产权的SHC1201智能卡芯片。

1、主要技术参数
　　SHCD01智能卡芯片符合ISO7816－1,2,3,4标准，可以在支持这些标准的终端设备上使用。它具有1个8位微处理器、256字节SRAM、16K字节的程序存储器(ROM)、8K的数据存储器（E2PROM）及片上操作系统。其主要 技术参数如下:
（1）CPU
　　 采用与Intel－8052兼容的8位CPU内核。
（2）存储器
　　 在卡芯片内部，由CPU控制着3种不同的存储器：
　　 ●256字节片内RAM(256x8bitSRAM)
存储器中的数据在切断电源后就不复存在，所以只能作为暂时存储之用。
　　 ●16K字节程序存储器(16Kx8bitROM)
数据资料即使在切断电源后仍然存在，它是在芯片制造时写入的，并且不可更改，用于存放芯片的操作系统。
　　 ●8K字节数据存储器(8Kx8bitE2PROM)
数据在切断电源后仍然能被保持，并且可更改，用于存放数据。
（3）串行I/O接口[Ulysses1]
　　 采用异步串行通讯方式(半双工)，T=0协议类型。
（4）16位随机数发生器(RandomNumberGenerator)
　　 华虹智能卡芯片内设计有1个16位的随机数发生器，采用噪声发生器的方式自动生成16位的真正随机数用于数据加密，从而提高数据的安全性。
（5）定时器
　　 2个16位可编程定时器/计数器。
（6）工作温度
　　 －25℃至＋70℃
（7）工作电压
　　 2.7V至5.5V
（8）工作频率
　　 1～5MHz(3.57MHz)
（9）内部高电压泵
　　 内部具有自动升压电路以便单电压工作。

2、基本结构

2.1华虹SHC1201智能卡芯片系统(如图1所示)

图1SHC1201智能卡芯片系统框图

2.2其存储器结构组织(如图2所示)
　 ●程序存储器(ROM)
　 华虹SHC1201智能卡芯片具有16K字节的程序存储器(ROM)。其地址空间为0000H～3FFFH（见图2）。

图2SHC1201智能卡芯片存储器结构框图
　 ●数据存储器(E2PROM)
　 华虹SHC1201智能卡芯片具有8K字节的电可擦除存储器。其地址空间为8000H～9FFFH。此存储器具有分块(64字节)快速擦写功能(见图2)。
　 ●内部数据交换区(SRAM)
　 华虹SHC1201智能卡芯片具有256字节的静态RAM作为数据交换使用。其地址空间为00H～FFH。其中高段地址(80H～FFH)特殊功能寄存器空间(SFR)重叠。可采用间接寻址方式加以区分（见图3）。

图1SHC1201智能卡芯片SRAM结构图
　　在上海华虹集成电路有限公司的SHC1201智能卡芯片上，实现了符合国家或国际标准的智能卡操作系统（COS）。采用ISO7816－3所规定的异步传输协议T=0。

3、功能与特点
　　此操作系统实现的功能有：
　　●三层物理文件管理；
　　●多层次多类型密钥管理；
　　●DES和三重DES加密算法；
　　●MAC生成；
　　●数据镜像和保护；
　　●高安全度的电子帐户功能。
　　上述功能保证了嵌入片上操作系统的华虹智能卡具有以下主要特点：
　　●支持一卡多用途，每个应用项目都有自己独立的管理条件；
　　●具有多层次的文件结构，支持ISO/IEC7816－4所定义的数据文件格式；
　　●在通信过程中，支持多层次的保密通信；
　　●每个文件都有各自的访问控制条件。
　　应用项目的具体数目仅受EEPROM容量的限制。用户可根据自定义的保密层次，创建应用文件并在这些文件中写入应用数据。应用项目设计者能够定义自己的保密措施和应用文件结构。