随着金卡工程的推动,微电子与计算机技术的快速发展,智能卡芯片的应用越来越广泛。中国人民银行关于智能卡全面替代磁条卡的指示,为智能卡开辟了更广阔的市场,这其中双界面智能卡的应用尤为突出。本文主要研究基于一款双界面式智能卡芯片的卡片操作系统。在对智能卡操作系统背景与关键技术的研究基础上,根据双界面式智能卡的特点,研究并实现了系统中传送管理、安全控制、文件管理以及命令解释四大模块的功能。传统的智能卡大多数只实现了单一的接口通讯,本文针对所选用芯片的特点,在接触式通讯的基础上,通过一个内部控制寄存器的设计,完成了智能卡的双界面式通信。在非接触式通信的设计过程中,根据传输的特点,将通信过程中分组数据的解析与处理进行模块化设计。安全系统的研究中,通过对安全状态字的位操作实现了安全状态的转移,并且针对安全管理设计专用的命令,设计并实现了鉴别、核实等安全机制。针对智能卡多应用的需求,文件系统采用分层的设计方法,通过安全密钥文件的设置以及相关的安全机制,实现了不同应用之间的独立性。文件管理模块实现了文件系统的空间分配、存储形式以及基本操作。此外,根据文件系统与安全控制模块的特点,命令解释模块完成了智能卡交易中如创建文件、取随机数、更新二进制数据等常用指令的解析与处理。本论文根据嵌入式软件开发思想,使用嵌入式C语言和ADS集成开发工具对PCOS的传送管理、文件管理、安全控制以及命令解释模块进行了调试开发,并将开发好的软件编译后下载到FPGA仿真平台中,使用交叉开发环境对其进行测试。通过这些测试保证该片上操作系统完成了预期功能,符合相关标准。测试结果表明本文所叙述的相关设计方案是正确可行的。本文的设计对双界面智能卡的卡片操作系统研究具有一定的指导意义。