CN100432941C - 一种实现复合卡操作系统多任务同时工作的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于智能卡应用领域的一种实现复合卡多任务系统同时工作的方法，其技术方案是：采用能支持多应用的双界面或者多界面智能卡平台，在其中植入支持各个应用规范的操作系统模块；卡片系统在初始化时建立两个或者多个卡片运行环境，在内存中同时保存多个应用需要的数据；外部设备对卡片进行操作时，系统根据数据输入的接口判断数据的来源，不同的物理端口的输入数据对应不同的卡片运行环境来进行处理。本发明解决了目前多应用卡片不能同时使用的问题，可以节约资源和成本，有利于推广智能卡的使用。

Description

一种实现复合卡操作系统多任务同时工作的方法及装置

技术领域

本发明涉及智能卡操作系统领域，特别涉及一种实现复合卡操作系统多任务同时工作的方法及装置。具体来说就是实现复合智能卡片上多个任务同时工作。

背景技术

近年来随着电子技术的不断发展，智能卡以其安全、方便、快捷、网络投资小、容量大、多功能等诸多特点越来越受到普遍重视，并被广泛应用于商业、医疗、保险、交通、社会公共事业等多种领域的收费。现在国内智能卡行业伴随着国家金卡工程建设的不断推进而拓展出的一个新兴市场，已迅速成长为国民经济新的增长点，并引起了全球智能卡业界的关注。目前，我国智能卡应用已广泛渗透到各行各业，有力推动了国民经济与社会的协调发展，为中国信息化建设事业做出了突出贡献。

目前智能卡在生产生活中的应用是在具体的应用规范指导下进行的，例如应用于金融领域的智能卡，都要符合《中国金融集成电路(IC)卡规范》(PBOC)对智能卡提出的具体要求，包括卡上数据的组织、所应支持的命令及卡同终端交换数据的过程等。又例如应用于石油化工(车辆加油)领域的智能卡，则要符合《中国石化加油集成电路(IC)卡规范》。不同规范各个独立，因而使得人们必须持多张智能卡才能分别进行不同的交易，不仅不方便，而且也造成一定程度的浪费。为了方便人们使用，节约社会资源和发卡成本，需要让一张卡片能同时支持不同规范所约束的应用。同时随着半导体技术和电子技术的迅猛发展，使得一张卡片能同时存储的数据量大大增加，这也使得一张卡片同时支持多个应用有了物理基础。同时在一张卡片具备多个应用的时候，也会遇到两个或者多个应用需要同时使用的时候。例如一张复合智能卡片同时支持SIM卡功能和EMV金融卡片的功能，则会遇到在需要时刻保持手机待机的情况下进行符合EMV金融规范的金融交易和支付的情况，这些都是目前的智能卡系统所不能完成的。

让一张卡同时支持多种规范，目前主要采用的方法如下：

在卡内放置多个操作系统，当生产卡片时根据需要激活其中的某一个。这种方式可以让卡片支持的处理操作与相关的规范保持严格一致，比如卡内同时有金融与石化两套系统，如果只激活金融系统，那么该卡就只完成金融应用，其内置的石化应用不会带来任何干扰。这样有助于通过金融部门严格的检测，但是由于多应用不能同时共同发挥作用，所以这种方法只能帮助卡片制造厂商降低制造成本，却不能为持卡人带来任何方便。同时由于卡片制造厂商必须在卡片制造过程中多一道针对具体应用规范的激活环节，因而在降低制造成本的同时增加了管理成本。而且这种方法也没有解决卡片系统内的多个应用同时使用的问题。

目前智能卡也在朝着多应用渠道(应用接口)的方向发展，例如现在已经出现的双界面(Dual-Interface)智能卡(ISO7816接口、ISO14443接口)和三界面(three-Interface)智能卡(ISO7816接口、ISO14443接口、USB接口)，这些多界面卡片都能很好的单独应用(请参考中国专利200510077159.4；200420024038.4)。附图4为双界面智能卡的结构图，双界面智能卡主要由CPU、内存、物理接口和存储管理器等主要部分组成。CPU是高速微处理器；物理接口负责和外界进行命令和资料的传输，例如ISO14443非接触式接口和ISO7816接触式接口；存储管理器负责管理存储智能卡操作系统的ROM和用于存储应用数据的EEPROM。应用数据包括固件程序以及用户信息、密钥数据等等。各界面在完成与外界的数据通讯后，用中断请求信号向CPU发出信号。智能卡操作系统中，CPU的时钟(系统时钟)由非接触界面和接触界面的时钟来提供，CPU有随时根据应用切换系统时钟的能力。双界面智能卡通过一个时钟管理模块来完成两个界面时钟与系统时钟的切换，系统时钟的关断由CPU来控制，CPU的系统时钟可以是两个操作界面时钟的任何一个，当两个中断都有效时，系统时钟将从先申请中断的那个界面的时钟中选择，CPU先处理这个界面的中断。

然而由于两种或多种接口使用不同的应用规范，在两种或多种接口同时工作时，由于处理多种规范所对应的数据格式各不相同，所需CPU进行的处理方式也各异，现有的传统多界面智能卡无法保证在所有处理的数据都满足各自的接口规范时，各界面的数据能够同时处理，无法满足两种或多种接口同时工作的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中一张智能卡不能同时支持多种应用多任务同时工作的问题，而提供一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的方法。即实现在一张复合智能卡片上多种应用多项任务同时进行的一种实现复合智能卡的工作方法及装置。

通过本发明可以实现在一张卡上植入多个操作系统，可以支持多种应用规范，并且可以根据不同应用的物理接口区别不同的应用规范，实现两个或者多个应用同时使用(即可以根据物理接口的不同而建立不同的运行环境)，从而用一张卡就可以同时很好的完成多种应用用途。

本发明解决技术问题所采取的具体技术方案是采用能支持多应用的双界面或者多界面智能卡平台，每种应用选择不同的物理接口，卡片系统能建立两个或者多个卡片运行环境，在内存中同时保存多个应用需要的数据，CPU被多个应用交替启动，在若干个应用之间多路分时复用，穿插地执行，即可以实现不同物理端口的切换。这样我们就可以在智能卡平台上建立类似于具备并发(concurrence)功能的多任务卡片操作系统。

智能卡的开发者首先将支持各个应用规范的操作系统模块植入支持多应用的双界面或者多界面智能卡片平台当中。卡片首先开始应用初始化，当卡片复位以后，系统首先会根据预先的设定，建立符合不同应用规范对应的不同的卡片运行环境；在内存中初始化需要的相关数据，保证卡片操作系统可以实时的处理其植入的多个应用而不用去重新激活。在外部设备对卡片进行操作的时候，系统首先根据数据输入的物理接口判断数据的来源，不同的物理接口的输入数据对应不同的卡片运行环境来进行处理，当多个物理接口同时使用的时候，就形成了并发的多任务系统。CPU就会在若干应用处理之间多路分时复用，物理接口不断的实时切换。根据输入物理接口区别的命令可以很容易的知道其来自于哪一个物理接口(对应于一个应用规范)，即每一个物理接口对应不同的运行环境，相应的运行环境选择不同的命令处理模块，不属于这个应用规范的命令即使来源于此物理接口也不予处理，这样可以保证各个应用规范的独立性，有利于通过相关部门的严格测试。同时这个机制也保证了一张卡片上的多个应用通过不同的接口应用的时候能同时进行而互不干扰。例如，我们采用双界面智能卡实现SIM卡和金融规范卡的一卡双应用的同时工作时，SIM卡可以采用ISO7816接触式卡片接口，金融规范卡采用ISO14443非接触式卡片接口。这样应用的时候系统会同时建立两个相应的卡片运行环境，ISO7816接口可以负责接收来自手机键盘等设备的输入信息并将双界面SIM卡上的相关信息返回给手机等读卡设备，从而使得通信始终保持通畅以保证手机处于待机状态，而ISO14443非接触式接口负责收发来自非接触式读卡器的信息并做出相应的响应，使得卡片同时也能完成符合相关规范的金融支付和交易。

本发明还提供了一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，包括：物理接口模块、命令分配模块、运行环境模块。

所述运行环境模块包括命令解析模块、应用处理模块。

所述物理接口模块负责智能卡与外部运行环境之间的数据通信，一个物理接口对应一个应用规范，不同的应用规范对应不同的运行环境，根据数据输入的物理接口来判断数据所对应的运行环境，并由相应的运行环境模块对该数据进行处理，当多个物理接口同时使用的时候，就形成了多任务系统。

所述命令分配模块用于根据数据输入的物理接口来判断数据所对应的运行环境，并依据判断结果跳转至相应的运行环境。

所述运行环境模块支持相应的应用处理模块对数据进行处理。

所述运行环境模块包括命令解析模块、应用处理模块。

所述命令解析模块用于在相应的运行环境下对从外部输入的数据进行分析；

所述应用处理模块负责按照一定应用规范，在相应的运行环境下对从外部输入的数据进行处理。

本发明方案实现的复合智能卡系统的多任务同时工作的功能，有如下显著优点：

1)可以方便的实现一卡多用，节约了大量的资源和成本。

2)能同时利用不同的应用接口进行两个或者多个应用的同时使用，解决了目前多应用卡片不能同时使用的问题。

3)充分利用各种终端接口，会极大地推广智能卡的使用。

附图说明

图1为本发明实施例中SIM和EMV双界面智能卡的应用连接示意图。

图2为本发明实施例中SIM和EMV双界面智能卡实现通过不同接口同时工作方法的一种实施例的操作流程图。

图3为双界面智能卡的结构框图。

图4为双界面智能卡的结构示意图。

具体实施方式

本发明为一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的方法及装置。下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例中复合智能卡片为同时支持SIM卡规范和EMV规范的多应用双界面智能卡。卡片应用连接方式如图1：SIM卡功能使用符合ISO7816接触式卡片规范接口和手机通信，符合GSM相关规范就可以，完成移动通信的功能。而复合智能卡的EMV应用则利用ISO14443非接触式卡片规范接口通道和金融终端有效连接，从而完成符合EMV规范的相关金融交易。

本实施例中双界面智能卡片上需要同时支持SIM和EMV两种应用规范，则首先需要在卡片系统中植入支持两种应用规范的软件模块，要求在设计此操作系统的时候保证其能智能的根据数据的来源的不同进行不同的处理。卡片应用初始化的时候，系统会在内存中同时初始化两个应用处理需要的数据并保存它们，这样就可以建立两个卡片运行环境(SIM和EMV)。外部终端给复合智能卡片发送命令的时候，接受命令的物理接口判断数据来自于那个接口(ISO7816接口或ISO14443接口)，然后系统会根据数据的来源，卡片内部操作系统会选择之前建立的与卡片运行环境对应的运行环境模块调用相应的的应用处理模块来处理，完成相应的外部请求和功能，即使多个应用同时使用，也能同时处理而互不影响。

和现有的卡片操作系统有所区别的是，本发明实施例中的复合智能卡能同时进行完成SIM卡和EMV卡的功能而互不干扰，实现了并发的多任务处理功能。在实施例中的复合智能卡的CPU是多路分时复用的，交叉执行两个以应用接口(ISO7816接口或ISO14443接口)区别的卡片运行环境。确保两个应用都能同时正常使用而互不干扰，达到复合智能卡的同时应用的目的。

本实施例中的复合智能卡片的内部软件处理流程如下(如图2所示)：

步骤[200]：复合智能卡片上电复位；

步骤[210]：卡片初始化两个应用，建立两个应用运行环境；

步骤[220]：卡片等待接收外部命令；

步骤[230]：根据接口判断命令，如果所述接收到的命令来自ISO7816接触式接口，跳转到步骤[240]，如果所述接收到的命令来自ISO14443非接触式接口，则跳转到步骤[260]；

步骤[240]：判断是否为SIM应用所属命令，如果是则跳转至步骤[250]，否则跳转至步骤[220]，等待下一条命令；

步骤[250]：调用相应SIM运行环境和命令处理模块执行SIM应用命令的处理；

步骤[260]：判断是否为EMV应用所属命令，如果是则跳转至步骤[270]，否则跳转至步骤[220]，等待下一条命令；

步骤[270]：调用相应EMV运行环境和命令处理模块执行EMV应用命令的处理；

实施例2

参见图3，本发明还提供了一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，包括：物理接口模块、命令分配模块、运行环境模块。

物理接口模块负责智能卡与外部运行环境之间的数据通信，在本实施中，采用ISO7816接触式接口模块和ISO14443非接触式接口模块。其中ISO7816接触式接口模块对应ISO7816接触式应用规范，ISO14443非接触式接口模块对应ISO14443非接触式应用规范；ISO7816接触式应用规范对应SIM运行环境，ISO14443非接触式应用规范对应EMV运行环境。

命令分配模块用于根据数据输入的物理接口来判断数据所对应的运行环境，并依据判断结果跳转至相应的运行环境。

运行环境模块支持相应的应用处理模块对数据进行处理。在本实施例中，运行环境模块分别为SIM运行模块和EMV运行模块，每个运行环境模块包括命令解析模块、应用处理模块。

命令解析模块用于在相应的运行环境下对从外部输入的数据进行分析；

在本实施例中，应用处理模块分别按照ISO7816接触式应用规范、ISO14443非接触式应用规范，在SIM运行环境和EMV运行环境下对从外部输入的数据进行处理。

通过上面的操作步骤我们可以发现，采用本发明所述的方法，我们可以很容易实现复合智能卡片的多应用的同时工作的问题。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种实现复合智能卡多任务系统同时工作的方法，采用包含有CPU、内存、多个物理接口和存储管理器的复合智能卡，其特征在于：该方法包括下列步骤：

(1)采用能支持多应用的双界面或者多界面智能卡平台；

(2)在智能卡平台中植入支持多个应用规范的操作系统模块；并支持多个应用规范；

(3)卡片复位以后，系统建立多个卡片运行环境，不同的应用规范对应不同的卡片运行环境，并在内存中初始化需要的相关数据；

(4)在外部设备对卡片进行操作的时候，从不同的物理接口输入的数据，由输入该数据的物理接口对应的运行环境进行处理；

(5)当多个界面同时使用时，CPU根据各物理接口的输入在多个应用处理之间多路分时复用。

2.根据权利要求1所述的实现复合智能卡多任务系统同时工作的方法，其特征在于：所述物理接口包括USB接口、ISO7816接触式卡片接口或ISO14443非接触式卡片接口或MMC接口。

3.根据权利要求1所述的实现复合智能卡多任务系统同时工作的方法，其特征在于：上述复合智能卡支持的应用规范包括：SIM卡规范、EMV卡规范、社会保障卡规范、公交卡规范。

4.一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，其特征在于，所述装置包括：物理接口模块、命令分配模块、运行环境模块，所述物理接口模块负责智能卡与外部运行环境之间的数据通信，一个物理接口对应一个应用规范，不同的应用规范对应不同的运行环境，所述命令分配模块根据数据输入的物理接口来判断数据所对应的运行环境，并由相应的运行环境模块对该数据进行处理，当多个物理接口同时使用的时候，就形成了多任务系统。

5.如权利要求4所述的一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，其特征在于，所述命令分配模块用于根据数据输入的物理接口来判断数据所对应的运行环境，并依据判断结果跳转至相应的运行环境。

6.如权利要求4所述的一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，其特征在于，所述运行环境模块支持相应的应用处理模块对数据进行处理。

7.如权利要求4所述的一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，其特征在于，所述运行环境模块包括命令解析模块、应用处理模块。

8.如权利要求7所述的一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，其特征在于，所述命令解析模块用于在相应的运行环境下对从外部输入的数据进行分析。

9.如权利要求7所述的一种实现复合智能卡操作系统多任务同时工作的装置，其特征在于，所述应用处理模块负责按照一定应用规范，在相应的运行环境下对从外部输入的数据进行处理。

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