IC智能卡片设计制作单元 智能卡制作芯片组成部分

    智能卡（Smart Card或IC Card），又称智慧卡、聪明卡、集成电路卡及IC卡，是指粘贴或嵌有集成电路芯片的一种便携式卡片塑料。卡片包含了微处理器、I/O接口及存储器，提供了数据的计算、访问控制及存储功能，卡片的大小、接点定义目前是由ISO规范统一，主要规范在ISO7810中。
    智能卡也是内嵌有微芯片的塑料卡（通常是一张信用卡的大小）的通称。一些智能卡片制作包含一个RFID芯片，所以它们不需要与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。智能卡配备有CPU和RAM，可自行处理数量较多的数据而不会干扰到主机CPU的工作。智能卡还可过滤错误的数据，以减轻主机CPU的负担。适应于端口数目较多且通信速度需求较快的场合。卡内的集成电路包括中央处理器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM和固化在只读存储器ROM中的卡内操作系统COS(Chip Operating System)。卡中数据分为外部读取和内部处理部分。
    其中核心部分就是智能卡芯片，而芯片首先会被封装成一个独立的模块，然后嵌入到塑料卡基上，对于非接触卡片来说卡基上还要埋置设计好的天线。
    如果单独把智能卡放在我们手上，我们根本没有任何办法来操作它，一个独立的智能卡对于任何应用系统而言都是毫无意义的。我们为了操控智能卡，对其中的数据进行访问，就必须要借助一个能够操作智能卡的机具，通常叫做读卡器，或者读写器（reader），或者终端（terminal），或者卡片受理设备CAD（card acceptance device）。我们通常熟悉的商场POS（point of sales）机，银行ATM（auto-teller machine）机，手机，IC卡电表，IC卡水表，IC卡煤气表，公交车或者地铁里的验卡机等等，都可以称作是终端设备。我们只有通过这些终端设备才能够真正让智能卡的作用得以发挥。
    所以从根本上讲，智能卡片制作的芯片至少要包括以下三部分：
    输入输出接口单元
    这部分是和外界的接口，所有发送给卡片的数据，以及卡片传递到外面的数据都是通过这个接口来实现的。按照卡片的接口形式，可以把卡片分成接触式和非接触式的，接触式的卡片表面带有接触的触点，操作接触式卡片的终端设备内部都有一个卡座，在进行数据通讯的时候，卡片上的触点和卡片上的触点必须始终处于接触状态；而非接触卡在和终端设备进行数据通讯的时候，只要在一定的距离内就能够正常操作，无需把卡片和终端接触到一起；另外目前也有一些卡片兼备接触和非接触两种接口，我们称之为双界面卡。
    数据存储单元
    这是智能卡存储数据的地方，按照有些公司的安全考虑，在进行数据存储单元的设计时会采用各种各样的安全措施，常用的是地址乱码（Address scrambling）技术，这样即使将来芯片被别人打开，也不能够正确获取其中存储的数据信息。目前用于数据存储的技术主要有EEPROM和Flash两种主要技术，它们之间的主要区别在于数据擦除的方式不同。EEPROM可以按照字节擦除，也就是说写入的数据是多少就擦除多少，然后重新写入；而Flash则要按照页面的方式擦除，每个页面的大小一般是64个字节或者256个字节。现在也有其他一些新兴的存储技术比如铁电存储等，但是在实际应用中使用的还很少。
    逻辑控制单元
    这部分主要是控制数据存储单元的访问，也就是读和写的问题。通过不同的时序组合，或者是安全机制来许可或者拒绝来自外部的数据访问要求。一般来说逻辑加密卡需要通过密码的比对才能得到读写的权限，而普通的存储卡只要命令的时序正确，就能够访问数据存储区的内容。
    除了上面的这三个基本的单元之外，对于CPU卡而言（从严格的意义上讲，只有具备CPU的卡片才能够叫做真正的智能卡），还具有：
    用于数据处理的CPU单元
    用于执行卡片中的嵌入式程序，完成某种特定的应用功能。按照处理能力划分目前有8位、16位和32位CPU应用在智能卡中。按照CPU的种类划分以51系列为主，还有68HC05系列，H8系列，精简指令集的RISC系列和ARM系列等。
    用于存储程序的ROM或者Flash单元
    用户编写的COS程序会被掩模到ROM中或者是下载到Flash中。
    用于缓存的RAM单元
    主要包括一些基本的寄存器和暂存数据的RAM。
    用于增强功能的加密引擎
    比如实现DES加密算法的硬件DES加密模块，或者为了加快RSA加密处理的加密协处理器等。
    目前的智能卡数据存储空间已经可以达到若干兆，程序可以达到数百K，这都是随着半导体工艺的进步而取得的结果。比起当年只有几K的存储空间来讲，让那些COS的编写者更加得心应手，开发的卡片功能也更加强大了。
    智能卡片制作一出现，就以其超小的体积、先进的集成电路芯片技术以及特殊的保密措施和无法被译及仿造的特点受到普遍欢迎。IC智能卡的概念是7O年代初提出来的，法国布尔(BULL)公司于1976年首先创造出IC卡产品，并将这项技术应用到金融、交通、医疗、身份证明等多个行业，它将徽电子技术和计算机技术结合在一起，提高了人们生活和工作的现代化程度。IC卡芯片具有写入数据和存储数据的能力，IC智能卡存储器中的内容根据需要可以有条件地供外部读取和供内部信息处理和判定之用。