4G模组SIM卡接口电路设计指南

4G模组SIM卡接口电路设计指南

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/LBXXXXXXXX/article/details/143455770

本文详细介绍了4G模组SIM卡接口电路的设计方法，包括功能描述、电路设计要点以及常见问题的解决方案。内容专业且深入，对于从事相关硬件设计的工程师具有较高的参考价值。

一、SIM卡接口功能描述

Air780E模组支持2路USIM接口，支持双卡单待功能，均符合ETSI和IMT-2000规范。

• USIM1接口：自适应支持1.8V和3.3V USIM卡
• USIM2接口：支持USIM卡的电平与模组GPIO电平配置相同。模组GPIO电平配置为1.8V时，USIM2只支持1.8V的USIM卡；模组GPIO电平配置为3.3V时，USIM2只支持3.3V的USIM卡。

二、SIM卡接口电路设计指导

常用的SIM卡参考设计如下：

设计注意事项：

1. SIM卡座与模组距离摆件不能太远，越近越好，尽量保证SIM卡信号线布线不超过20cm。
2. SIM卡信号线布线远离RF线和VBAT电源线。
3. 为了防止可能存在的USIM_CLK信号对USIM_DATA信号的串扰，两者布线不要太靠近，在两条走线之间增加地屏蔽。且对USIM_RST_N信号也需要地保护。
4. 为了保证良好的ESD保护，建议加TVS管，并靠近SIM卡座摆放。选择的ESD器件寄生电容不大于50pF。在模组和SIM卡之间也可以串联22欧姆的电阻用以抑制杂散EMI，增强ESD防护。SIM卡的外围电路必须尽量靠近SIM卡座。
5. 在需要模组进入休眠的场景，SIM_DET禁止用VDD_EXT上拉，否则会造成无法休眠的问题；建议用VREF_VOLT上拉。
6. USIM2通道由于是与普通GPIO口复用，因此无法自适应1.8V/3.3V USIM卡，USIM2的电平只能与VDD_EXT保持一致，也就是与模组GPIO电平保持一致。
7. USIM2_DAT和USIM2_RST在模组内部被4.7K上拉到USIM_VDD；USIM2_CLK通过100K上拉到RefVolt。因此如果要使用这三个管脚复用GPIO，要注意上拉电阻对外设的影响。
8. USIM1_VDD和USIM2_VDD共用同一个电源，内部是同一个网络，因此USIM1_VDD和USIM2_VDD总是同时上下电，即使USIM2通道不使用。
9. USIM_DET只支持USIM1通道，通过中断触发系统查询SIM卡是否在位，因此，USIM_DET只要是电平变化就能触发中断，无论是高电平或是低电平。

三、SIM卡常见问题

在出现SIM卡不识别卡时，测量SIM卡供电VDD_SIM，总是发现VDD_SIM为低电平？

原因解析：
SIM卡在初始化时，系统会尝试4次与SIM卡交互。此时VDD_SIM也会打开4次，分别在1.8V和3.3V交替检测，若检测不到SIM卡，VDD_SIM卡就会关闭，如下图：

设计建议：
VDD_SIM不输出不是SIM卡不识别的原因，而是结果；SIM卡上任何一个信号异常，均会导致VDD_SIM自动关闭。