隨著3G時代的到來,未來兩年內(nèi)移動終端身份識別SIM卡會向三個方面發(fā)展：其一：高安全的身份識別平臺,；其二：非接觸移動支付平臺；其三：大容量多應用平臺,。在移動互聯(lián)網(wǎng)進入內(nèi)容為王的時代,，移動支付成為一個必然的趨勢，SIM卡必然隨著這兩個趨勢的要求,，向NFC非接觸移動支付及大容量方向發(fā)展,，最終會融合到一起，成為真正的多應用平臺,。

據(jù)深度了解,，中國移動早在2006年就曾展示其“手機門票”服務，直到此次上海世博會,，中國移動借此實現(xiàn)了該業(yè)務的大規(guī)模商業(yè)推廣,，從而也成為目前國內(nèi)三大電信運營商中首家展開該業(yè)務的先行者。這無疑將為中國移動未來在該領域的競爭搶得先機,，而以“手機門票”為代表的電子銷售渠道,，恰恰是未來電信運營商爭奪的一個巨大市場。另外的兩家電信運營商中國聯(lián)通和中國電信也在積極規(guī)劃并展開非接移動支付的試點工作,。

國際NFC 組織于2004年成立,，目前國際手機,、電信、智能卡大廠幾乎都是會員,，上海華虹于2007年底正式加入該組織,，同年上海華虹積極展開NFC-SIM的市場調(diào)研及概念性產(chǎn)品的預研工作。在非接觸移動支付產(chǎn)業(yè)化過程中,，上海華虹積極推動并參與如下標準制定以及NFC-SIM芯片實際應用測試聯(lián)調(diào)：08年下半年,，上海華虹參與世博會手機票標準規(guī)范起草制度；09年2月,，上海華虹牽頭制定手機票測試規(guī)范及測試腳本；09年4月～5月,，上海華虹非接觸移動支付產(chǎn)品參與中國移動外系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試及端到端業(yè)務功能測試,。

目前上海華虹已具備了高端SIM卡芯片的設計技術(shù), 以及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)能力,2008年中完成以ARM SC100 32位CPU為核心內(nèi)嵌384KB高可靠性Flash 3G高端SIM卡產(chǎn)品的量產(chǎn)投片，同年12月產(chǎn)品開始批量供貨,，在此高端產(chǎn)品的設計及量產(chǎn)基礎上,，上海華虹進行了大量非接移動支付市場和技術(shù)的調(diào)研及產(chǎn)品定義，并于2008年底完成國內(nèi)第一顆高端NFC-SIM芯片的量產(chǎn)投片,。圖1為上海華虹設計高端NFC-SIM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,。


圖1 NFC-SIM芯片系統(tǒng)架構(gòu)

該芯片具有以下特點：

1) 全新的單線協(xié)議(SWP)IP設計實現(xiàn)，以支持最新的NFC移動支付架構(gòu),，芯片實際測試SWP的傳輸速率為1.33Mbps,；

2) 豐富的內(nèi)部定時器,支持更高的SWP LDPU的傳輸速率；

3) 高安全設計,；

4) 芯片在NFC系統(tǒng)饋電模式下應用的支持(低功耗設計和芯片架構(gòu)設計支持),；

5) 低功耗設計；

6) 采用高性能,、高可靠性嵌入式Flash(384KB Flash)及大量RAM同時滿足JAVA運行的資源和速度要求,。

7) 為加快系統(tǒng)的處理響應速度，有如下設計創(chuàng)新：將ARM中斷改為向量中斷,，確保中斷響應時間最短,；硬件支持多級中斷優(yōu)先級嵌套；

8) 豐富的IO接口設計：SPI,、GPIO,、 7816, SWP；

9) 雙芯片疊片封裝,；

10) 復雜的軟件系統(tǒng)支持,。

實現(xiàn)手機移動支付，手機SIM卡需采用專門NFC-SIM卡,，在SIM卡中分出金融區(qū)域,，用于銀行金融應用,。同時手機需要做相應的改造以支持NFC。持卡人獲得支持NFC支付的手機和NFC-SIM卡后,，通過手機遠程激活金融區(qū)域,，下載應用程序。完成激活后,，SIM卡中的金融區(qū)域即具有芯片*的功能,。手機NFC方式支付時，與芯片*非接觸式支付相同,。手機遠程支付時,，采用銀行提供的WAP手機銀行、短信手機銀行模式,。


圖2 近場通信芯片-UICC物理連接

支持近場通信的用戶卡（NFC-SIM）通過C6管腳與近場通信芯片相連,，以保證近場通信芯片與用戶卡之間的通信，參見圖2,。非接觸移動支付終端(支持NFC-SIM手機)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示,，由近場通信模塊、無線通信模塊,、主控制器,、SIM卡模塊、輸出,、輸入,、存儲、外部接口組成,，移動臺中的近場通信模塊通過單線通信協(xié)議與SIM卡之間進行通信,。


圖3 近場通信移動臺硬件結(jié)構(gòu)

SIM卡存放用戶密鑰，存放用戶的各種近場通信應用,。其中：

1,、 近場通信模塊：實現(xiàn)近場通信三種工作模式，傳輸應用數(shù)據(jù)至SIM卡或主控制器,；

2,、 無線通信模塊：完成移動臺的通信功能，提供數(shù)據(jù)傳輸信道,；

3,、 主控制器：控制移動臺中的各種應用，控制近場通信模塊工作模式的轉(zhuǎn)換,；

4,、 SIM卡模塊：對SIM卡進行管理；

5、 輸出：對文字和視頻進行顯示,，播放聲音,；

6、 輸入：外部信息的輸入,；

7,、 存儲：存儲移動臺運行過程中的信息，存放用戶文件,；

8,、 外部接口：終端與外設的交互通道；

9,、 電源模塊：提供電源,；

10、 單線通信協(xié)議：連接移動臺中的近場通信芯片與SIM卡,，通過此協(xié)議可以實現(xiàn)SIM卡中的非接觸式應用,； SIM卡需要提供一個管腳支持。

SWP接口與手機終端兼容性的聯(lián)合調(diào)試

1） 技術(shù)風險：由于SWP通信協(xié)議同樣正處于協(xié)議的修改和完善階段,，國際NFC標準化組織目前所發(fā)布的適合非接移動支付芯片通信接口SWP7.6版本剛剛發(fā)布，因此在SIM卡與手機終端聯(lián)合調(diào)試過程中存在一定的設計風險,，由于目前提供CLF主控芯片的廠商只有Inside一家,，存在SIM卡與手機之間通信上的兼容性問題以及更多的設計上不確定因素。

2） 規(guī)避風險對策：目前上海華虹研究并熟悉SWP通信協(xié)議,，同時在FPGA DEMO2.0上進行協(xié)議功能以及兼容性方面的驗證已經(jīng)通過,，上海華虹已經(jīng)同中興手機事業(yè)部聯(lián)合驗證開展NFC手機與非接移動支付芯片之間通信的功能及兼容性測試合作。同時已經(jīng)在SWP的協(xié)議分析儀TC3上測試SWP模塊設計的兼容性,。

系統(tǒng)中斷的快速響應與處理

1） 技術(shù)風險：芯片內(nèi)中斷系統(tǒng)設計直接影響系統(tǒng)的性能,，對于非接移動支付芯片來說中斷的優(yōu)先級排隊、中斷的響應時間,、及中斷的處理速度,，直接影響RTOS的運行速度及多任務的處理性能。從目前的非接移動支付產(chǎn)品定義來看至少包含兩個通信接口,，ISO7816/SWP兩個接口同時并行工作,，并且CPU對兩個接口協(xié)議棧的處理采取中斷優(yōu)先級加時間片的管理方式，如果系統(tǒng)中斷設計得不合理,，直接的風險便是系統(tǒng)無法滿足非接移動支付芯片的應用需求,。

2） 規(guī)避風險對策：上海華虹設計32位設計平臺采用高性能中斷控制器，同時在系統(tǒng)設計之處,，采用了高性能體系結(jié)構(gòu)設計方案,，并經(jīng)過詳細的系統(tǒng)性能方面的靜態(tài)計算與分析研究。確保中斷優(yōu)先級定義滿足非接移動支付芯片的實際應用需求。

本文小結(jié)

移動運營商對新產(chǎn)品新業(yè)務的推廣,，例如移動支付和非接移動支付,，還取決于整個產(chǎn)業(yè)鏈的成熟速度。諸如,，與移動支付對應的NFC終端手機最快今年第四季度才有量產(chǎn),，支持非接觸移動支付的手機目前還很少。這些都會影響NFC-SIM和非接觸移動支付IC卡的上量時間,?？ǖ陌l(fā)展很有可能走在終端前面，但由于終端的換代需要時間,，從而影響卡的批量發(fā)行時間,。移動運營商目前的對策是先行推新的卡片，而不管手機是否已升級,。這對我們來說是利好消息,。

移動支付應用由于涉及到移動運營商和傳統(tǒng)金融行業(yè)的融合，雙方的談判過程必然是一個反復和長期的過程,。移動運營商先從小額支付（公交,、電子門票等應用）開始試運行，以積累運營經(jīng)驗,，為后面的大規(guī)模移動支付做好技術(shù)積累,。只要有支付業(yè)務，不管規(guī)模大小,，都會采用新的帶有非接移動支付功能卡片,，無疑上海華虹的這款高端NFC-SIM是目前國內(nèi)最適合非接觸移動支付應用的芯片產(chǎn)品。