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随着SOC技术的快速发展及应用安全性要求的逐渐提高,智能卡凭借其独特的安全性、移动性和便携性,在很多领域中有着非常广泛的应用。智能卡硬件结构包括CPU、存储器、时钟和I/O以及其他一些功能模块等,如同一部规模较小的电脑。智能卡的软件结构由芯片操作系统COS(chip operating system)、智能卡应用框架及其具体应用服务程序所构成。2805U4是基于线性51core的智能卡芯片,具有高安全性、低功耗、可扩展性强的特点,可用于USB Key、接触式智能卡等各类产品,论文以2805为研究对象,分别在智能卡和UKey两种模式下开发和验证ITCOS(internal test chip operating system)。这里的COS不是真正意义上的芯片操作系统,它包括Bootloader,芯片开发过程中的内部测试/下载程序及接口驱动程序。本文对ITCOS的开发方法和结构进行了研究,成功实现了ITCOS开发和验证过程,尤其在增强ITCOS的安全性方面,研究了几种创新性措施,使ITCOS的安全系数大大提高。验证过程包括基于芯片模拟原型和基于FPGA的软硬协同验证,不仅加快了验证的速度,而且提升了验证的可靠性。