CPU卡芯片通俗地講就是指芯片內(nèi)含有一個(gè)微處理器，它的功能相當(dāng)于一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。人們經(jīng)常使用的集成電路卡（IC卡）上的金屬片就是CPU卡芯片。CPU卡可適用于金融、保險(xiǎn)、交警、政府行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，具有用戶空間大、讀取速度快、支持一卡多用等特點(diǎn)，并已經(jīng)通過中國人民銀行和國家商秘委的認(rèn)證。CPU卡從外型上來說和普通IC卡，射頻卡并無差異，但是性能上有巨大提升，性和普通IC卡比，提高很多，通常CPU卡內(nèi)含有隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，硬件DES,3DES加密算法等，配合操作系統(tǒng)即片上OS,也稱COS,可以達(dá)到金融級(jí)別的等級(jí)COS的全稱是Chip Operating System(片內(nèi)操作系統(tǒng))，它一般是緊緊圍繞著它所服務(wù)的智能卡的特點(diǎn)而開發(fā)的。由于不可避免地受到了智能卡內(nèi)微處理器芯片的性能及內(nèi)存容量的影響，因此，COS在很大程度上不同于我們通常所能見到的微機(jī)上的操作系統(tǒng)(例如DOS、UNIX等)。
COS的特點(diǎn)
首先，COS是一個(gè)專用系統(tǒng)而不是通用系統(tǒng)。即：一種COS一般都只能應(yīng)用于特定的某種(或者是某些)智能卡，不同卡內(nèi)的COS一般是不相同的。因?yàn)镃OS一般都是根據(jù)某種智能卡的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍而特定設(shè)計(jì)開發(fā)的，盡管它們在所實(shí)際完成的功能上可能大部分都遵循著同一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)。
其次，與那些常見的微機(jī)上的操作系統(tǒng)相比較而言，COS在本質(zhì)上更加接近于監(jiān)控程序、而不是一個(gè)通常所謂的真正意義上的操作系統(tǒng)，這一點(diǎn)至少在目前看來仍是如此。因?yàn)樵诋?dāng)前階段，COS所需要解決的主要還是對外部的命令如何進(jìn)行處理、響應(yīng)的問題，這其中一般并不涉及到共享、并發(fā)的管理及處理，而且就智能卡在目前的應(yīng)用情況而言，并發(fā)和共享的工作也確實(shí)是不需要的。
COS的基本原理和主要功能
COS在設(shè)計(jì)時(shí)一般都是緊密結(jié)合智能卡內(nèi)存儲(chǔ)器分區(qū)的情況，按照國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO /IEC 7816系列標(biāo)準(zhǔn))中所規(guī)定的一些功能進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)。但是由于目前智能卡的發(fā)展速度很快，而國際標(biāo)準(zhǔn)的制定周期相對比較長一些，因而造成了當(dāng)前的智能卡國際標(biāo)準(zhǔn)還不太完善的情況，據(jù)此，許多廠家又各自都對自己開發(fā)的COS作了一些擴(kuò)充。就目前而言，還沒有任何一家公司的COS產(chǎn)品能形成一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此這里將主要結(jié)合現(xiàn)有的(指1994年以前)國際標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)講述COS的基本原理以及基本功能，在其中適當(dāng)?shù)亓信e它們在某些產(chǎn)品中的實(shí)現(xiàn)方式作為例子。
COS的主要功能是控制智能卡和外界的信息交換，管理智能卡內(nèi)的存儲(chǔ)器并在卡內(nèi)部完成各種命令的處理。其中，與外界進(jìn)行信息交換是COS基本的要求。在交換過程中，COS所遵循的信息交換協(xié)議目前包括兩類：異步字符傳輸?shù)?T=0協(xié)議以及異步分組傳輸?shù)腡=l協(xié)議。這兩種信息交換協(xié)議的具體內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)機(jī)制在ISO/IEC7816—3和ISO/IEC7816—3A3標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定；而COS所應(yīng)完成的管理和控制的基中功能則是在ISO/IEC7816—4標(biāo)準(zhǔn)中作出規(guī)定的。在該國際標(biāo)準(zhǔn)中，還對智能卡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及COS的基本命令集作出了較為詳細(xì)的說明。
至于ISO/IEC7816—1和2，則是對智能卡的物理參數(shù)、外形尺寸作了規(guī)定，它們與COS的關(guān)系不是很密切。
生產(chǎn)流程
一張卡從制造出來到銷毀的整個(gè)過程稱為生命周期。IC卡的生命周期一般可分為：
1.芯片制造：IC卡廠家通過特定的制造工藝在硅片上整齊地排列上一個(gè)個(gè)電路。
2.模塊封裝：將許多各種芯片安裝在已制造好的有8個(gè)觸點(diǎn)的印刷電路板上。
3.卡片制造：將卡的操作系統(tǒng)等卡片控制系統(tǒng)掩模到模塊中。
4.卡片封裝：將掩模好的模塊鑲嵌到塑料基片中。
5.卡片初始化：設(shè)置卡片的基本參數(shù)。
6.安裝發(fā)行密鑰：將發(fā)行單位的密鑰寫到卡上。
7.卡片個(gè)人化：建立應(yīng)用文件并寫入持卡人基本資料。
8.卡片應(yīng)用：持卡人用卡完成各種卡的功能。