從CORE,FLASH,EE,COS,工藝淺談CPU卡

　　何為CPU卡,大家一定都很清楚,從下面的結(jié)構(gòu)圖中便可一目了然:


　　CPU核:
　　可以說(shuō)是CPU卡的靈魂與核心,各個(gè)公司都會(huì)在其上面展示自己的特長(zhǎng)與優(yōu)勢(shì).其主要指標(biāo)是指令集的精簡(jiǎn)性和高效率性;指令的執(zhí)行速度和低功耗特性.

　　FLASH　程序存儲(chǔ)器:
　　程序存儲(chǔ)器是用來(lái)存放COS的,它主要有兩大指標(biāo):容量大小及COS是何種方式裝入.
　　容量大小決定了用戶(hù)所使用的COS的規(guī)模及算法的規(guī)模,目前情況,大多數(shù)用戶(hù)的COS功能越來(lái)越強(qiáng),算法的變化越來(lái)越多,加之CPU核能提供的速度越來(lái)越快,因此,對(duì)容量的要求有越來(lái)越大的趨勢(shì).
　　如何裝載COS,很多是由生產(chǎn)廠(chǎng)在工廠(chǎng)為用戶(hù)用掩模的辦法去裝載.這種辦法的過(guò)程大致如下:先由用戶(hù)在開(kāi)發(fā)板上用軟掩模的方式做出COS,再將程序用文件的形式送工廠(chǎng),工廠(chǎng)做出實(shí)際樣卡交用戶(hù)測(cè)試,不成功,需對(duì)軟件修改,再經(jīng)上述循環(huán),直到成功.這種掩模下載方式一是開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng),特別是出現(xiàn)反復(fù),用戶(hù)很難控制時(shí)間,所以很多用戶(hù)知難而退,無(wú)法自主開(kāi)發(fā)自己的COS;二是保密性有隱患,COS交給別人開(kāi)發(fā),COS連同算法一起交給別人去掩模,成品先在別人手上再運(yùn)輸才交給您,許多環(huán)節(jié)是您無(wú)法控制的.另外對(duì)一些用戶(hù)擁有的專(zhuān)門(mén)算法的使用也容易產(chǎn)生限制.
　　而由ATMEL公司在世界上第一個(gè)推出的用FLASH存儲(chǔ)器存放COS的CPU卡,克服了掩模方式存在的不足.它的主要特點(diǎn)是:用戶(hù)利用開(kāi)發(fā)器可直接對(duì)成品卡進(jìn)行多次下載來(lái)調(diào)試自己的COS,可大大縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間及節(jié)省開(kāi)發(fā)費(fèi)用,使用戶(hù)有更多的信心去自主開(kāi)發(fā)自己版權(quán)的COS;也方便用戶(hù)與別人的COS合作,加上自己特色的東西;也利于COS開(kāi)發(fā)商應(yīng)用戶(hù)要求方便的加上用戶(hù)特定的獨(dú)特算法;由于可部分或全部由用戶(hù)參與COS的開(kāi)發(fā)及下載,使保密性大大的提高了.由于可多次下載,可使用戶(hù)在小規(guī)模試用后還可以不報(bào)廢對(duì)COS再修改,大大增加了用戶(hù)的靈活性,也節(jié)省了費(fèi)用.當(dāng)然如果用戶(hù)想一次寫(xiě)死不許再下載或是要求廠(chǎng)家在生產(chǎn)時(shí)下載也很方便.現(xiàn)在越來(lái)越多的CPU卡芯片制造廠(chǎng)也加入到推廣FLASH ROM的行列中.

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:
　　EEPROM是CPU卡存放用戶(hù)數(shù)據(jù)的地方,不同的應(yīng)用對(duì)其容量的大小不一樣,但對(duì)于半導(dǎo)體廠(chǎng)家來(lái)說(shuō),在如此小的面積上制成越大容量的存儲(chǔ)器難度越大.ATMEL公司是這方面的專(zhuān)家和姣姣者.

　　加密算法協(xié)處理器(CRYPTO)
　　它為CPU卡提供了為增強(qiáng)保密算法而需要的大量計(jì)算以及隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生.提供了能力,特別是為RSA1024模乘的算法加快了速度.

　　COS及算法:
　　COS及算法是在同一種介質(zhì)卡中可以以不同的形式來(lái)表現(xiàn)該卡的功用,水平,效率,抗攻擊性等等特性的活的靈魂.也是用戶(hù)最強(qiáng)調(diào)個(gè)性化,不愿公開(kāi)的秘密.

　　半導(dǎo)體的工藝:
　　最早期的半導(dǎo)體技術(shù),當(dāng)在大于1微米的工藝時(shí),只能生產(chǎn)掩模ROM型,小容量EE的CPU卡.如果是用其生產(chǎn)一片AT90SC3232C功能的CPU卡,它的面積會(huì)比現(xiàn)在卡的模塊還大,所以根本無(wú)法實(shí)用.只有具備了0.35微米或更強(qiáng)的工藝,才能制造出滿(mǎn)足目前市場(chǎng)基本要求的CPU卡.
ATMEL公司最早在世界上推出FLASH型CPU卡,目前是串并行電可擦存儲(chǔ)器(EE)的最大生產(chǎn)廠(chǎng),推出的AT90系列CPU卡具有目前處在世界前列……

　　以AT90SC3232C為例,它是AVR RISC結(jié)構(gòu),含CRYPTO,使在運(yùn)行DES算法時(shí)達(dá)到2mS,可達(dá)200個(gè)CLOCK(在頻率為3.579545MHZ時(shí)).用CRYPTO來(lái)算RSA-1024位的加密/解密運(yùn)算時(shí),僅用220mS(典型值),而目前能查到的是大于500mS.它還可以產(chǎn)生1024位的隨機(jī)數(shù),可提供一對(duì)密鑰(一個(gè)公鑰,一個(gè)私鑰),大大方便了用戶(hù)增強(qiáng)保密性和數(shù)字簽名的需求.
　　相信隨著用戶(hù)對(duì)CPU卡的進(jìn)一步了解以及用戶(hù)自身應(yīng)用水平的提高,CPU卡會(huì)在各種需要的場(chǎng)合發(fā)揮其相適應(yīng)的作用.各生產(chǎn)廠(chǎng)將以用戶(hù)的需要為標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)出最好的卡.