随着物联网、大数据、云计算、移动互联网等信息技术的发展,智能卡的应用领域也在不断地扩张。社会保障卡加载金融功能将会使人民群众更方便地享受金融服务和社会保障待遇,为稳定社会和智慧城市的建设起到了极其重要的作用。金融社保卡在提供了政府及公用事业服务的基础上,增加市民服务等功能,金融功能的升级提高了消费支付的安全性。课题研究是基于实际工作项目,本论文的设计是具有金融功能的社会保障卡的芯片操作系统COS,卡片介质为双界面芯片卡,同时包含社保应用和金融应用。本文首先介绍智能卡的背景及国内外研究现状,接着分析COS所包含的功能模块:数据传输模块、命令解释模块、安全算法模块和文件管理模块。之后对COS的底层通讯模块从接触和非接触进行了着重讲解。然后针对金融社保卡对其文件系统和安全应用进行了详细的分析。最后,对设计的COS在FPGA验证平台和芯片中分别进行了测试,主要介绍了随机数的测试和COS的功能测试。最终研究设计的COS可支持社会保障卡规范、中国金融集成电路卡规范(PBOC3.0),同时支持金融环境和社保环境,各项应用之间相互独立,能够实现多应用的防火墙隔离机制。