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移動支付芯片的軟件架構(gòu)詳解
日期：2025-04-25 18:01
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摘要：
按軟件功能邏輯劃分，包含支付芯片的手機(jī)終端內(nèi)軟件可分為五層，從底層向上依次是硬件層、內(nèi)核驅(qū)動層、協(xié)議棧層、API層、應(yīng)用層。
在上節(jié)中，以典型PN系列芯片為例，講解了NFC芯片與周邊器件的硬件關(guān)系。下圖所示是包含NFC芯片的終端內(nèi)軟件架構(gòu)，圖中描述側(cè)重在與支付芯片相關(guān)的軟件邏輯，而與支付芯片無關(guān)的諸多終端內(nèi)軟件和應(yīng)用不在此部分詳述。
圖：支付芯片及所在終端的內(nèi)部軟件邏輯架構(gòu)
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按軟件功能邏輯劃分，包含支付芯片的手機(jī)終端內(nèi)軟件可分為五層，從底層向上依次是硬件層、內(nèi)核驅(qū)動層、協(xié)議棧層、API層、應(yīng)用層。
在上節(jié)中，以典型PN系列芯片為例，講解了NFC芯片與周邊器件的硬件關(guān)系。下圖所示是包含NFC芯片的終端內(nèi)軟件架構(gòu)，圖中描述側(cè)重在與支付芯片相關(guān)的軟件邏輯，而與支付芯片無關(guān)的諸多終端內(nèi)軟件和應(yīng)用不在此部分詳述。
圖：支付芯片及所在終端的內(nèi)部軟件邏輯架構(gòu)
按軟件功能邏輯劃分，包含支付芯片的手機(jī)終端內(nèi)軟件可分為五層，從底層向上依次是硬件層、內(nèi)核驅(qū)動層、協(xié)議棧層、API層、應(yīng)用層。
一、硬件層：
此層對應(yīng)上節(jié)中的實(shí)際硬件器件，包括NFC Controller(即NFC芯片，也稱NFC控制器芯片)、eSE(即嵌入到NFC芯片的**芯片)、UICC(即SIM卡形態(tài)的**芯片)。其中NFC Controller與eSE通過芯片間專有協(xié)議連接，NFC Controller與UICC通過國際標(biāo)準(zhǔn)SWP協(xié)議連接。eSE和UICC可以同時存在，也可只存在其中一個芯片。
此層由芯片硬件提供商提供。
二、內(nèi)核驅(qū)動：
此層的作用就是講底層硬件驅(qū)動起來，與上層軟件進(jìn)行交互和調(diào)動。此層一般是終端操作系統(tǒng)的一部分，比如Android系統(tǒng)內(nèi)的諸多硬件驅(qū)動中一部分。同時也與硬件廠家和型號緊密相關(guān)。
此層需與NFCController、UICC兩類芯片特性緊密相關(guān)，一般由終端操作系統(tǒng)開發(fā)人提供，對于開源的操作系統(tǒng)(如Android)也可由相關(guān)芯片提供商協(xié)助開發(fā)。此層一般是由C語言開發(fā)。
三、協(xié)議棧層：
此層是控制NFC芯片、SE芯片正常工作的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了以下方面工作：**，上層應(yīng)用及API調(diào)用此層NFC芯片能力、SE芯片能力的控制邏輯;**，將傳輸信號按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議逐層打包拆包的過程控制;第三，對上層應(yīng)用訪問底層芯片能力的**訪問控制。
此層與NFC芯片的非接觸NFC控制協(xié)議相關(guān)，或與SE芯片智能卡**訪問控制和指令相關(guān)，一般NFC協(xié)議棧由NFC芯片供應(yīng)商合作提供，SE訪問協(xié)議棧由COS(智能卡操作系統(tǒng))供應(yīng)商合作提供。此層一般是由C語言開發(fā)。
四、API層：
此層為上層應(yīng)用提供可調(diào)用的各類API接口，是終端操作系統(tǒng)的一般類實(shí)現(xiàn)層。具體的API定義由操作系統(tǒng)開發(fā)聯(lián)盟制定并開發(fā)，同時一些標(biāo)準(zhǔn)組織也定義API以便實(shí)現(xiàn)行業(yè)通用，比如GlobalPlatform標(biāo)準(zhǔn)組織定義SE訪問API，3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織定義SIM和USIM的API，NFC Forum標(biāo)準(zhǔn)組織定義終端應(yīng)用的NFC API。
對于開源性較強(qiáng)的操作系統(tǒng)如Android，開發(fā)人更希望按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的API來實(shí)現(xiàn);對于封閉性更強(qiáng)的操作系統(tǒng)如iOS或windows，蘋果公司和微軟公司更愿意根據(jù)自己操作系統(tǒng)特點(diǎn)自己定義相關(guān)API，而不是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
此層一般由操作系統(tǒng)供應(yīng)商開發(fā)提供，一般是由部分Java語言(API部分)和部分C語言(API邏輯實(shí)現(xiàn)部分)開發(fā)合成。
五、應(yīng)用層：
應(yīng)用層是各類實(shí)際的支付應(yīng)用或NFC應(yīng)用，面向個人開發(fā)人、行業(yè)應(yīng)用開發(fā)商，可基于底層提供的API開發(fā)各類符合自身需求的應(yīng)用。此層是應(yīng)用層面的開發(fā)語言，一般是Java、Htmls、Perl腳本等。
現(xiàn)實(shí)中移動支付的各類應(yīng)用，比如手機(jī)***、公交卡、門禁卡等都是在應(yīng)用層。應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的好壞、應(yīng)用的廣泛，底下幾層的API的多樣、協(xié)議棧的穩(wěn)定、硬件和驅(qū)動的性能是基礎(chǔ)。此外，還有外部應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用體驗(yàn)、開發(fā)難易等有緊密關(guān)系，也是變化*快的一層。
