本课题组提出了智能卡“一卡多发”的UCard模型,并制作了相应的实验平台,但是一些问题仍然停留在理论阶段。因此本课题重点研究了智能卡操作系统,以期开发出实际的智能卡操作系统来验证UCard架构的理论。智能卡操作系统一般包括流程控制模块、数据传输模块、安全管理模块、命令解释模块和文件管理模块。对智能卡操作系统的各个模块的功能进行了分析,然后重点研究智能卡操作系统的传输模块和文件系统模块。对于智能卡操作系统的数据传输模块,智能卡的激活和ATR的发送是所有智能卡在开始工作前都必须执行的操作,实现的关键是时序的控制和标准的传送数据序列。接着重点研究了T=0通讯协议。T=0在ISO7816-3中做出了规定,是一种字符传输协议。T=0传输协议包括智能卡端和终端,类似于网络的分层结构,分为物理层,数据链路层,终端传输层和应用层,详细分析各个层次的功能。对字符的物理传送,命令的组帧和命令缓冲区的结构进行了研究。文件系统模块包括文件、文件链以及文件操作命令。文件链有隐式链接和显式链接两种实现方式。用显式链接方法实行文件链,并通过左孩子-右兄弟数据结构实现文件系统的树形逻辑结构。文件又可以进一步分为文件头标和文件体。研究了文件头标的组成和结构。对智能卡的文件操作命令进行抽象,给出了相关定义,从语义角度分析智能卡的文件操作命令,以此指导具体的编程实现。多应用智能卡支持应用的动态下载。在下载新程序时要分配空间,删除程序时要回收空间。在管理这些操作时通常需要多次写EEPROM来维护必要的存储空间管理信息,但是写EEPROM是很耗时的操作。在RAM上构造存储空间映象,避免对EEPROM的多次写操作,直接用CPU计算的方法管理这些存储区。