随着信息化时代的到来，信息化建设需求及信息安全需求日渐升温，智能卡作为信息化技术标志之一，在金融等方面的应用逐渐普及。而国内银行卡仍主要使用国外的智能卡芯片，这不利于我国经济和信息安全。为此北京嵌入式系统重点实验室决定设计制造具有自主知识产权的智能卡芯片，打破国外芯片在金融行业的垄断地位，靠自主研发的芯片来实现我国的信息化建设，保护信息安全。论文基于北京嵌入式系统重点实验室设计的BES2416芯片，设计一套完整的智能卡软件系统。其中包括智能卡芯片的引导启动程序bootloader；符合ISO/IEC7816和ISO/IEC14443等国际标准的智能卡操作系统COS，并实现PBOC2.0规范中电子钱包/电子存折应用；完整的系统测试方案。论文根据嵌入式软件设计思想，结合BES2416芯片硬件平台，采用C51开发语言，使用KEIL集成开发工具，在BES2415芯片的软件设计基础上，对系统进行改进优化设计和实现。并结合一般读写机具和专用测试平台，编写读写机具测试程序和平台测试脚本，对系统进行测试。主要成果及创新点包括智能卡操作系统高速下载设计，bootloader安全机制体系，bootloader辅助参数调整设计，ROM补丁机制，COS的可升级设计方案和针对FLASH的防插拔设计等。并在BES2415芯片软件设计的基础上，完善了COS的PBOC2.0电子钱包/电子存折应用实现。最终，通过功能、可靠性、交易流程、安全机制等多方面的测试验证，其结果表明本设计功能完备，具有良好的稳定性，安全性和兼容性。促使BES2416芯片做好了投入实际应用的准备。本文提出的设计方案对嵌入式软件设计具有参考价值，对智能卡COS开发具有很好的借鉴意义。