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随着中国银联对新一代高安全芯片银行卡的大力支持，我国的智能卡进入了又一个高速发展时期。新一代银行卡和身份证芯片、电子护照、SIM卡等一起构成了我国智能卡的重要组成部分。随着高安全芯片卡开发的深入，许多卡商都开始基于ARM7平台进行开发。目前，智能卡厂商在开发工具中会嵌入CMS程序。但是，市面上通用的ARM ULINK2仿真器，在调试时会泄露CMS程序的关键信息，导致不安全因素。因此，我们需要自主开发安全性高、性能良好的新型仿真器。而基于JTAG接口的硬件仿真器，凭借其出色的实时性和仿真能力，成为本项目采用的仿真器结构。本文主要对该新型仿真器的原理、设计及实现进行了深入研究。仿真器包括FPGA、MCU、DLL三个部分。即：PC机软件中的AGDI接口向仿真器发送调试命令，该命令通过USB数据线传输至MCU，MCU对命令进行解析，并转换为JTAG端口命令发送至FPGA开发板。同时，MCU通过JTAG端口接收FPGA实时状态信息，并向PC机进行反馈。在本项目中，我们选择Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片作为仿真器的主控MCU，该MCU自带USB2.0收发控制器，USB通讯的封包、解包过程由USB收发器处理，这样能大大减轻开发USB驱动的工作量。随后，结合JTAG协议和ARM调试原理，我们对ULINK2信号进行采集分析，最后分析得出ULINK2的调试控制机制。然后设计MCU固件代码，实现ULINK2的基本功能，并对传输信号和FPGA板级信号进行加密处理，根据FPGA源代码对MCU相关代码进行优化，提高性能。本项目的新型仿真器样品具有较高的下载速度和安全性，在下载速度、读取速度和安全性三项指标上远优于ULINK2仿真器，其他性能指标也均不低于ULINK2仿真器，达到了设计目的，可以替代ULINK2作为高安全芯片开发工具的仿真器。