智能存储控制芯片—新一代高容量SIM 卡的“芯”_技术

智能存储控制芯片—新一代高容量SIM 卡的“芯”

一、社会信息化发展对智能存储产品的需求
　
随着移动通信技术的飞速发展，人们对信息的实时获取、使用和管理的要求越来越
高，人们希望在任意时间、任意地点获取他所关心的信息，这促使移动存储向更大容量、
更高速度和能够进行智能运算与动态更新等方向发展。新一代高容量、智能化的移动存
储设备为人们实现这一要求提供了重要的解决方案。智能移动存储时代正在悄悄到来。
二、智能移动存储控制
随着半导体非挥发性存储（NVM）器件的技术进步，以NAND Flash 作为存储介质的
移动存储产品，如USB 盘、SD 卡和MMC 卡等，逐渐成为主流，这些移动存储产品采用微
处理器（CPU）和在其上运行的软件实现接口协议的处理和存储媒质的控制；另一方面，
随着移动通信技术的发展，手机不仅可以通话，也可以作为多媒体处理终端，支持MP3
播放、数码照相等功能，SD/MMC 卡等也自然成为手机的基本配件，这些存储卡虽然解决
了移动用户的数据存储，但是与用户的期望存在很大差距。首先，对网络相关的增值服
务的支持几乎为零；其次，这类存储卡保密性能差，缺少对所存储的个人信息的隐私保
护；第三，并不是所有的手机都支持这些存储卡。而从移动通信运营商的角度看，缺少
一个独立于终端的、统一的业务承载平台一直是制约移动增值业务推广和普及的瓶颈。
手机上的SIM 卡由于其制式统一，且每部手机均配备一张，运营商可以通过SIM 卡
控制手机上的业务，用户可以通过SIM 卡存储部分个人信息，因此，是一种非常理想的
移动存储的媒介。但是，由于传统的SIM 卡存储容量小（仅有数千至数万字节），运算
能力弱（通常使用8 位或16 位CPU），接口速度慢且种类单一（仅有ISO7816），无法满
足人们的要求。毋庸置疑的是，作为移动运营商能够完全掌控的唯一的终端设备，SIM
卡无疑占据了一个非常有利的业务应用和扩展的地位。SIM 卡能否通过某种形式的改进
或技术升级，在实现已有功能的基础上，同时满足智能移动存储的要求就成为人们关注
的重点。
三、智能移动存储产品
凤凰微电子是一家由国际著名风险投资基金和创业团队组建的集成电路芯片公司。
凤凰微电子的创业者们在对上述问题进行了深入研究和艰苦开发之后，推出了智能存储
控制芯片SSC（Smart Storage Chip）。它完全具备上述所有特征并能够满足人们对智能
移动存储的需求。
SSC 采用32 位精简指令集微处理器ARM7 实现对各种功能的集中控制，内置随机存
储器，非挥发存储器，加密算法硬件加速和总线控制器等专用部件，可以根据所处理
的功能动态调整个芯片的运行频率，实现芯片的最佳功耗性能。
SSC 不仅支持传统的ISO7816 接口，还同时支持USB 和MMC 等高速通信接口协议。
自动通信协议检测和切换功能最大限度地方便了SSC 在不同设备中的应用。高性能的实时 *** 作系统、协议处理器和应用程序接口提供了友好开发界面，可以帮助开发者不断创
新其应用。
SSC 具备对各种Flash 器件的控制能力。SSC 配置了多用途Flash 控制器，能够实
现对目前市场上的各种主要品牌以及不同容量的Flash 进行控制，使基于SSC 的智能移
动存储产品可以按照具体业务的要求，配置所需要的存储容量。
四、基于SSC 芯片的高容量SIM 卡
基于SSC 的高容量SIM 卡（HD-SIM）为手机等移动终端提供了全新的智能移动存储
功能。
1、新型 HD-SIM 的构成
新型的HD-SIM 卡是由SSC 控制器、NAND Flash 器件以及其它辅助电子器件构成。
这些元件被封装在与传统SIM 卡大小相同的空间内，且构成的卡片满足苛刻的硬度、柔
韧性等物理要求。由于HD-SIM 的芯片面积大，且包含多颗芯片和一些有源和无源器件，
传统的SIM 卡封装技术根本无法满足要求。一种新型的半导体封装技术—SiP，被成功
地用来实现了HD-SIM。通过SiP 封装，SSC 芯片、大容量NAND Flash 以及系统所需的
其它构成元件井井有条地被封装在传统SIM 卡大小的空间里，物理形式上完全兼容了传
统SIM 卡。
2、复杂软件系统和多接口任务管理
HD-SIM 卡的接口性能和存储能力成数量级地增加。除了ISO7816 协议的处理外，各
种高速接口的协议处理和控制，Flash 器件的控制，应用中的加解密控制，文件系统管
理，多媒体数据处理等对HD-SIM 的系统软件结构和功能提出了严峻挑战。多接口、多
协议并行工作也要求SSC 具备处理多任务调度和资源分配的能力。传统的片上 *** 作系统
（COS）已经不能实现上述要求。具备基础驱动、 *** 作系统、文件管理、应用程序开发
等功能的、强大的实时 *** 作系统成为必然的选择。这样的HD-SIM 不仅是一个全新的平
台，而且其复杂度和性能堪比一台早期的486 电脑。尽管基于SSC 的HD-SIM 仅是一个
2.5 厘米长、1.5 厘米宽、0.078 厘米厚的一个小小卡片，但由于其强大的处理能力和数
百兆字节甚至上千兆字节的超大存储量，即使用户的手机仅仅是一部价格低廉的初级终
端，在使用HD-SIM 后，其功能也随之变得异常强大了。
3、灵活实现增值业务的更新和推广
基于SSC 的HD-SIM 卡，除具有传统SIM 卡片的基本功能和大容量存储能力外，由
于其应用的设备是手机等移动通信终端，可以得天独厚地享用现代移动通信带来的便
捷，实现卡片上内容与外界信息网络的实时互动和更新。用户的大容量存储卡不再是一
个一成不变的卡片了。
此外，这种大容量存储和现代移动通信技术的结合为移动运营商提供了一个全新的
业务推广平台。可以想象，在这个平台的支持下，移动网络中的数亿个用户可以在极短
时间内全部得到运营商对其新业务推广的信息，感兴趣的用户还可以立即享受该业务。
显然，这种业务推广的力度和广度是前所未有的。