SIM卡电路设计完全指南：接口功能、电路设计与常见问题解析
SIM卡电路设计完全指南：接口功能、电路设计与常见问题解析
本文详细介绍了SIM卡电路设计的相关知识点，包括SIM卡接口功能、电路设计指导以及常见问题解析。内容主要面向电子工程师或对SIM卡电路设计感兴趣的读者，具有较高的参考价值。
一、SIM卡接口功能描述
Air700ECQ/Air700EAQ/Air700EMQ系列模组支持1路USIM接口，符合ETSI和IMT-2000规范，可自适应支持1.8V和3.3V USIM卡。
注意：因为超小超薄系列设计取向为尺寸超小，所以无法在硬件上同时支持移动、电信和联通，三大运营商分三个不同的版本。
- Air700ECQ：支持中国移动；
- Air700EAQ：支持中国电信；
- Air700EMQ：支持中国联通。
最新开发资料详见：https://docs.openluat.com/
1. SIM卡相关管脚
SIM卡信号相关管脚，详见下方图表：
2. SIM卡电气特性
- 支持SIM卡类型：1.8V/3.3V USIM卡；
- 支持协议：ETSI/IMT-2000；
- SIM卡在位检测：支持；
3. SIM卡时序
激活时序：
当SIM卡的触点接通序列结束后（RST处于低电平，VCC稳定供电，ME的I/O处于接收状态，VPP被置为空闲状态，CLK提供适当的、稳定的时钟），SIM卡准备复位。如下图所示：
时钟信号在T0时刻加到CLK触点，I/O总线在时钟信号加到CLK触点200个时钟周期（T0时刻之后的t2时间段）之内应该处于高阻状态；
内部复位的SIM卡，在几个时钟周期之后开始复位，复位应答应该在400～40000个时钟周期内开始（T0时刻之后的t1时间段之内）；
低电平复位的SIM卡的复位信号至少在40000个时钟周期内RST触点维持低电平（T0之后的t3时间段内），如果在40000个时钟周期内没有复位应答，则RST触点被置为高电平；
I/O端的复位应答必须在RST上升沿开始的400～40000个时钟周期内开始（T1时刻之后的t1时间段之内）；
如果复位应答在400～40000个时钟周期内没有开始（T1时刻之后的t3时间段之内），则RST触点的电平将被置为低电平（在T2时刻），触点也将被ME释放。
二、SIM卡接口电路设计指导
常用的SIM卡参考设计及注意事项如下，在应用中注意结合实际情况优化调整：
▼ 常用SIM卡参考设计 ▼
设计注意事项：
- 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。
- SIM卡信号线布线远离RF线和VBAT电源线。
- 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。
- 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。
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：
因此在检测不到SIM卡的情况下，USIM_VDD总是低电平。
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。