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Air700ECQ/EAQ/EMQ SIM 卡接口设计指导

概述

SIM 卡接口由于连接 SIM 卡，读取 SIM 卡信息以便在注册 4G 网络时进行鉴权，身份验证,是 4G 通信系统的必要功能。

Air700ECQ/EAQ/EMQ 仅支持一路 SIM 卡通信接口。

SIM 卡接口功能描述

Air700ECQ/EAQ/EMQ 模块支持 1 路 USIM 接口，符合 ETSI 和 IMT-2000 规范，可自适应支 持 1.8 V 和 3.3 V USIM 卡。

SIM 卡相关管脚

Air700ECQ/EAQ/EMQ SIM 卡信号分别是如下管脚：

SIM 卡电气特性

特性：

  • 支持SIM卡类型： 接口：1.8V/3.3V USIM卡 ；
  • 支持协议：ETSI / IMT-2000
  • SIM卡在位检测：支持；

USIM_RST, USIM_CLK, USIM_DAT 信号电器特性

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。

SIM 卡接口电路设计指导

如下时常用的 SIM 卡参考设计：

设计注意事项：

  1. SIM 卡座与模块距离摆件不能太远，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。在模块和 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。

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：**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；