Perpustakaan Digital ITB

Smart card merupakan perangkat komputasi yang tertanam dalam bentuk kartu. Sejak pengembangan pertama pada tahun 1950, smart card terus dikembangkan dan digunakan secara global. Pada tahun 2025, diperkirakan penggunaan smart card berada pada rentang 30 – 50 miliar unit dengan kebutuhan per tahun mencapai 10 miliar unit. Dari nilai tersebut, 40 – 67% smart card merupakan Java Card. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengembangan platform Java Card sebagai bagian dari pengembangan smart card. Tulisan ini berfokus pada pengembangan prototipe hardware dan software untuk Java-programmable smart card. Pengembangan dilakukan pada tiga bagian, yaitu perangkat keras diskret, arsitektur komputasi, dan implementasi Java Card Virtual Machine (JCVM). Perangkat keras diskret dikembangkan dalam bentuk system-on-module (SoM) yang bersifat configurable, meskipun memerlukan carrier board. Di sisi lain, pengembangan arsitektur komputasi dan implementasi JCVM dilakukan secara bersamaan dengan pendekatan hardware-software co-design. Pengembangan JCVM dilakukan untuk memaksimalkan figure-of-merit (FoM) yang didefinisikan berdasarkan luas area, frekuensi clock maksimum, ukuran kode, dan banyaknya instruksi per bytecode. Pada sisi perangkat keras diskret, telah dikembangkan model smart card berbasis FPGA Xilinx Artix-7. FPGA ini bersifat mass-producable, reconfigurable, serta dapat digunakan untuk menyimulasikan hampir semua aplikasi smart card, kecuali medical record. Dibandingkan dengan prototyping board sebelumnya yang berbasis Altera Cyclone III, kapasitas logic resource dan memory resource pada FPGA ini masing-masing meningkat sebesar 412% dan 818%. Pada sisi arsitektur komputasi, pengembangan dilakukan dengan dua macam processor, yaitu MC8051 dan PicoRV32. Jika dilihat murni dari segi hardware, FoM untuk PicoRV32 berada pada rentang 2,837 sampai 6,546 kali lebih tinggi dibandingkan MC8051. Jika dilihat murni dari segi implementasi JCVM, FoM untuk PicoRV32 berada pada rentang 3,516 sampai 4,781 kali lebih tinggi jika dibandingkan MC8051. Secara keseluruhan, sistem yang dikembangkan menghasilkan peningkatan yang mencapai 23,01 kali lebih tinggi.