[发明专利]税控设备的安全操作平台

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统的应用程序操作平台，特别是涉及到税控设备的应用程序开发和安全操作平台。

背景技术

现阶段的嵌入式系统开发过程，包括了CPU选型、硬件设计、软件设计、硬件软件集成调试等主要阶段。其中软件设计，根据需求和硬件资源的特点，有两种实现方法，一是嵌入式操作系统加应用程序，一是直接应用程序开发，具体情况如下：

嵌入式操作系统加应用程序，这种方式在设计上是把与硬件资源有关的功能(与应用无关的工作)交给操作系统来管理，操作系统提供一组标准的API(应用程序接口)函数，应用程序开发人员使用这组API函数就可以实现对硬件资源的调用，同时实现预定的功能，这类嵌入式操作系统应用比较广泛的有US/OS、UCLINUX、WINCE等。

直接应用程序开发的方式，开发人员将使用硬件资源的程序和实现业务功能的程序统一设计，直接实现功能满足需求。

税控设备作为一种在税控领域广泛使用的嵌入式设备，其开发过程包含了上面两种方式，高端税控设备的软件设计采取操作系统加应用软件的方式，中、低端税控设备采取直接应用程序开发的方式。

操作系统加应用软件这种方式，优点是应用程序开发不用考虑硬件资源管理，和硬件的分离性比较好，当发生核心CPU更换型号或架构，硬件资源发生变化时，应用程序不需要重新设计，只需要更改操作系统软件中与硬件相关部分即可，开发工作量小并且开发出的产品质量高，这种方式的缺点是，操作系统本身占用相当一部分硬件资源，在中、低端设备上无法使用，因为中低端设备的代码存储空间、内存空间无法满足操作系统要求，或者满足了操作系统要求但再没有资源能容下应用程序，所以在中低端设备上无法使用，并且由于税控设备领域的特殊性，目前市场上广泛使用的操作系统在应用程序运行、加载、升级的安全性方面也无法保障。

直接应用程序开发的方式广泛应用于中低端设备，这种方式的优点是，软件整体占用资源小，适合中低端的CPU，同时因为没有引入操作系统，所以开发过程也就不存在操作系统移植等与操作系统有关的工作，设计环节比较少，但这种方式的缺点是程序既要管理使用硬件资源，又要实现业务功能，二者的分离性不好，当发生核心CPU更换型号或者硬件资源更改时，程序整体需要重新开发，这样带来的后果是软件开发的工作量变大，并且应用程序质量也无法逐步完善，开发过程存在重复劳动，开发周期加长。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种嵌入式税控设备的开发平台，以解决下述技术问题：

(1)对硬件资源进行管理，使应用程序开发与硬件独立开来；

(2)使开发平台占用的系统资源在有限的范围内，要少于一般的嵌入式操作系统，从而能够用于代码存储空间和内存空间有限、核心CPU处理速度较低的中低端嵌入式税控设备，并且为应用程序代码留出足够的空间。

(3)使开发平台能提供足够的安全措施，以保障应用程序和数据的安全，适应税控领域的使用需求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种税控设备的安全操作平台，用于向下对设备硬件资源进行管理，向上为应用程序提供与硬件无关的API接口，其特征在于，所述安全操作平台包括以下模块：

系统启动模块，用于设置税控设备的处理器各种模式的入口地址，屏蔽所有中断，以免在启动过程发生中断而引起错误以及设置堆栈；

外部通信模块，用于使税控设备与外部进行数据交换；

IC卡接口模块，用于进行IC卡接口初始化，IC卡上电、IC卡下电，IC卡指令执行；

实时时钟模块，用于进行实时时钟初始化，实时时钟读写实现和实时时钟状态查询；

中断管理模块，用于开中断，关中断和设置中断服务程序；

文件系统模块，用于驱动税控设备的文件存储介质，以及创建文件，读写文件，删除文件；

加载模块，用于驱动税控设备的程序存储介质，进行程序初始加载以及授权和升级加载；

安全模块，用于实现加解密算法，密钥对生成和模幂运算，以及随机数产生。

使用本发明的安全操作平台，可取得如下有益效果：降低开发复杂度、降低开发成本、提高软件质量、程序安全性保障。

随着税控业务需求的不断增加，现行税控设备底层程序应用程序升级的复杂程度随之成倍增加，平台将应用程序和硬件分离，降低了程序开发的复杂度。

开发成本方面，因为硬件升级时不需要对应用程序重复开发，所以节约了成本并且使得开发周期也缩短。

软件质量方面，因为应用程序独立，所以可以单独完善应用程序，不会因为硬件的变化而给应用程序带来新的错误。