从CORE,FLASH,EE,COS,工艺浅谈CPU卡

　　何为CPU卡,大家一定都很清楚,从下面的结构图中便可一目了然:


　　CPU核:
　　可以说是CPU卡的灵魂与核心,各个公司都会在其上面展示自己的特长与优势.其主要指标是指令集的精简性和高效率性;指令的执行速度和低功耗特性.

　　FLASH　程序存储器:
　　程序存储器是用来存放COS的,它主要有两大指标:容量大小及COS是何种方式装入.
　　容量大小决定了用户所使用的COS的规模及算法的规模,目前情况,大多数用户的COS功能越来越强,算法的变化越来越多,加之CPU核能提供的速度越来越快,因此,对容量的要求有越来越大的趋势.
　　如何装载COS,很多是由生产厂在工厂为用户用掩模的办法去装载.这种办法的过程大致如下:先由用户在开发板上用软掩模的方式做出COS,再将程序用文件的形式送工厂,工厂做出实际样卡交用户测试,不成功,需对软件修改,再经上述循环,直到成功.这种掩模下载方式一是开发周期很长,特别是出现反复,用户很难控制时间,所以很多用户知难而退,无法自主开发自己的COS;二是保密性有隐患,COS交给别人开发,COS连同算法一起交给别人去掩模,成品先在别人手上再运输才交给您,许多环节是您无法控制的.另外对一些用户拥有的专门算法的使用也容易产生限制.
　　而由ATMEL公司在世界上第一个推出的用FLASH存储器存放COS的CPU卡,克服了掩模方式存在的不足.它的主要特点是:用户利用开发器可直接对成品卡进行多次下载来调试自己的COS,可大大缩短开发时间及节省开发费用,使用户有更多的信心去自主开发自己版权的COS;也方便用户与别人的COS合作,加上自己特色的东西;也利于COS开发商应用户要求方便的加上用户特定的独特算法;由于可部分或全部由用户参与COS的开发及下载,使保密性大大的提高了.由于可多次下载,可使用户在小规模试用后还可以不报废对COS再修改,大大增加了用户的灵活性,也节省了费用.当然如果用户想一次写死不许再下载或是要求厂家在生产时下载也很方便.现在越来越多的CPU卡芯片制造厂也加入到推广FLASH ROM的行列中.

　　数据存储器:
　　EEPROM是CPU卡存放用户数据的地方,不同的应用对其容量的大小不一样,但对于半导体厂家来说,在如此小的面积上制成越大容量的存储器难度越大.ATMEL公司是这方面的专家和姣姣者.

　　加密算法协处理器(CRYPTO)
　　它为CPU卡提供了为增强保密算法而需要的大量计算以及随机数的产生.提供了能力,特别是为RSA1024模乘的算法加快了速度.

　　COS及算法:
　　COS及算法是在同一种介质卡中可以以不同的形式来表现该卡的功用,水平,效率,抗攻击性等等特性的活的灵魂.也是用户最强调个性化,不愿公开的秘密.

　　半导体的工艺:
　　最早期的半导体技术,当在大于1微米的工艺时,只能生产掩模ROM型,小容量EE的CPU卡.如果是用其生产一片AT90SC3232C功能的CPU卡,它的面积会比现在卡的模块还大,所以根本无法实用.只有具备了0.35微米或更强的工艺,才能制造出满足目前市场基本要求的CPU卡.
ATMEL公司最早在世界上推出FLASH型CPU卡,目前是串并行电可擦存储器(EE)的最大生产厂,推出的AT90系列CPU卡具有目前处在世界前列……

　　以AT90SC3232C为例,它是AVR RISC结构,含CRYPTO,使在运行DES算法时达到2mS,可达200个CLOCK(在频率为3.579545MHZ时).用CRYPTO来算RSA-1024位的加密/解密运算时,仅用220mS(典型值),而目前能查到的是大于500mS.它还可以产生1024位的随机数,可提供一对密钥(一个公钥,一个私钥),大大方便了用户增强保密性和数字签名的需求.
　　相信随着用户对CPU卡的进一步了解以及用户自身应用水平的提高,CPU卡会在各种需要的场合发挥其相适应的作用.各生产厂将以用户的需要为标准,设计出最好的卡.