IC卡芯片是上海復旦微電子股份公司的一個主要發展方向，繼去年成功推出8K存儲卡芯片FM4428及1KCPU卡芯片FM1001后，公司又相繼開發完成了2K、4K、8K、16KCPU卡芯片，可廣泛應用于社保、交警、加油等領域。
　　FM1004芯片是復旦微電專為銀行交易設計的高性能CPU卡芯片，完全符合中國金融集成電路(IC)卡規范和ISO7816規范，現已有多家國內主要COS系統商在該系列芯片平臺上開發、移植COS。下面對該芯片做一簡單介紹。

1、芯片簡介
　　FM1004采用多種安全機制保證交易的安全性。同時使用高品質的新加坡特許半導體公司的EEPROM工藝，確保了足夠長的存貯單元擦寫時間和數據保存時間。使用高速的8位RISC處理器，在指令集上和Microchip公司的PIC16系列兼容，但速度比其快4倍。
　 （1）供單字節、4字節、8字節、16字節、4K字節全寫等多種模式的頁寫功能。多種EEPROM寫入方式增加了程序編寫的靈活性，同時也提高了芯片的處理速度，減少了交易的等待時間；
　 （2）32位隨機數發生器。隨機數的硬件產生用于取消軟件生成隨機數可能引入的某種確定性，通過內部時鐘和上電過程引起的不確定，再可以結合軟件生成的隨機數，產生出真正意義上的隨機數。使得無論硬件、軟件的設計者都無法重復產生相同的數字；
　 （3）高低頻檢測功能。輸入過低和過高的時鐘頻率都能導致芯片復位，用以防止入侵者進行靜態分析和惡意操作；
　 （4）具有掉電復位電路和寬電源電壓的讀電路。一方面，FM1004具有寬電源范圍的讀電路，用來防止電源變化導致EEPROM數據讀錯；另一方面，在電源波動很大的情況下，通過及時復位保證芯片中的數據安全；
　 （5）具有下載程序到EEPROM功能。EEPROM既可作為數據存儲區，又可作為程序存儲區，方便系統升級。

2、產品特點
　 ●8位高速CPU體系結構　　　
　 ●寫入時間為2.3ms
　 ●8K用戶ROM　　　　　　
　 ●頁寫功能
　 ●224BytesRAM　　　　　
　 ●掉電復位電路
　 ●4KBytesEEPROM　　　　
　 ●工作電壓2.7～5.5V
　 ●新加坡特許半導體公司0.6um的EEPROM工藝
　 ●抗靜電能力超過5000V
　 ●流程100，000次擦寫
　 ●數據保持時間超過10年

3、結構基本圖
　　1圖是FM1004的結構框圖。CPU部分采用改進的PIC16C65系列CPU，不僅速度快于標準的PIC16C65，而且增添了一些測試指令和執行EEPROM中的程序的功能。GuardingCircuit是芯片的安全保護電路，完成上電復位，低電壓復位，防分析控制等功能。芯片接口電路(interface)有多重ESD保護設計及輸入噪聲去除電路。EEPROM接口電路包括地址譯碼、電荷泵、頁寫控制電路，CPU通過EEPROM接口電路完成對EEPROM的讀寫操作，頁寫功能通過對EEPROM頁寫控制字的不同賦值來實現。內建自測模塊加上CPU專門為測試設計的指令，可極快地完成芯片的測試和初始化。

圖1FM1004結構框圖

4、地址總線分配
　　ROM、RAM都有專用地址和數據總線和CPU相連，其中ROM的地址空間可以很方便地擴展到64K。FM1004的RAM的尋址方式在PIC16的基礎上作了改進，對BANK1的前32個字節進行間接尋址操作可以訪問到RAM空間，所以能比PIC16多出32字節的RAM可供使用。EEPROM和隨機數發生器共用一組地址和數據總線，使用PIC16CPU的PortB、PortC口作為地址總線，PortD口作為8位雙向數據總線，地址空間總共為64K。
　　FM1004的程序空間共有64K，其中前56K程序空間規劃為ROM空間，后8K程序空間為EEPROM空間(PC的最高三位為“111”)；由于FM1004的實際配置為ROM8K，EEPROM4K，所以能被使用的程序空間為8K＋2K。其中ROM的程序地址為0000H～1FFFH，EEPROM的程序地址為E000H到E7FFH。
　　FM1004中的程序以2K分段，跨過2K的程序調用要通過寄存器PCLATH來實現。應用EEPROM程序時，將PCLATH修改為11100xxx后，再執行CALL或者GOTO等跳轉指令，就可以執行EEPROM中的程序。另外一種方法是在修改PCL時，PCLATH的內容也會賦值到PC的高八位，同樣可實現跳轉功能。

5、軟件開發支持
　　復旦微電專門開發了一系列的仿真系統，包括PIC16的仿真器、FPGA仿真器以及仿真芯片等，以協助COS系統商在復旦微電的芯片平臺上順利開發、移植COS，并能在最終投片生產前完整地驗證軟硬件配合的正確性。