模組雖小,SIM卡電路設計不能少 | 實用手冊篇

电子老师傅發表於2024-12-07

怎麼進行SIM卡電路設計呢?我來告訴你,今天我特別分享SIM卡介面功能及其電路設計相關注意事項。

一、SIM卡介面功能描述

Air700ECQ/Air700EAQ/Air700EMQ系列模組支援1路USIM介面,符合ETSI和IMT-2000規範,可自適應支援1.8V和3.3V USIM卡。

注意:因為超小超薄系列設計取向為尺寸超小,所以無法在硬體上同時支援移動、電信和聯通,三大運營商分三個不同的版本。

Air700ECQ:支援中國移動;
Air700EAQ:支援中國電信;
Air700EMQ:支援中國聯通。

最新開發資料詳見:
https://docs.openluat.com/

1. SIM卡相關管腳

SIM卡訊號相關管腳,詳見下方圖表:

2. SIM卡電氣特性

  • 支援SIM卡型別:1.8V/3.3V USIM卡;

  • 支援協議:ETSI/IMT-2000;

  • SIM卡在位檢測:支援;

3. SIM卡時序

啟用時序:

當SIM卡的觸點接通序列結束後(RST處於低電平,VCC穩定供電,ME的I/O處於接收狀態,VPP被置為空閒狀態,CLK提供適當的、穩定的時鐘),SIM卡準備復位。

如下圖所示:

時鐘訊號在T0時刻加到CLK觸點,I/O匯流排在時鐘訊號加到CLK觸點200個時鐘週期(T0時刻之後的t2時間段)之內應該處於高阻狀態;

內部復位的SIM卡,在幾個時鐘週期之後開始復位,復位應答應該在400~40000個時鐘週期內開始(T0時刻之後的t1時間段之內);

低電平復位的SIM卡的復位訊號至少在40000個時鐘週期內RST觸點維持低電平(T0之後的t3時間段內),如果在40000個時鐘週期內沒有復位應答,則RST觸點被置為高電平;

I/O端的復位應答必須在RST上升沿開始的400~40000個時鐘週期內開始(T1時刻之後的t1時間段之內);

如果復位應答在400~40000個時鐘週期內沒有開始(T1時刻之後的t3時間段之內),則RST觸點的電平將被置為低電平(在T2時刻),觸點也將被ME釋放。

二、SIM卡介面電路設計指導

常用的SIM卡參考設計及注意事項如下,在應用中注意結合實際情況最佳化調整:

▼ 常用SIM卡參考設計 ▼

設計注意事項:

SIM卡座與模組距離擺件不能太遠,越近越好,儘量保證SIM卡訊號線佈線不超過20cm。

SIM卡訊號線佈線遠離RF線和VBAT電源線。

為了防止可能存在的USIM_CLK訊號對USIM_DATA訊號的串擾,兩者佈線不要太靠近,在兩條走線之間增加地遮蔽。且對USIM_RST_N訊號也需要地保護。

為了保證良好的ESD保護,建議加TVS管,並靠近SIM卡座擺放。選擇的ESD器件寄生電容不大於50pF。在模組和SIM卡之間也可以串聯22歐姆的電阻用以抑制雜散EMI,增強ESD防護。SIM卡的外圍電路必須儘量靠近SIM卡座。

三、SIM卡常見問題

在出現SIM卡不識別卡時,測量SIM卡供電VDD_SIM,總是發現VDD_SIM為低電平?

原因解析:

SIM卡在初始化時,系統會嘗試4次與SIM卡互動。此時VDD_SIM也會開啟4次,分別在1.8V和3.3V交替檢測,若檢測不到SIM卡,VDD_SIM卡就會關閉,如下圖:

因此在檢測不到SIM卡的情況下,USIM_VDD總是低電平。

設計建議:

VDD_SIM不輸出不是SIM卡不識別的原因,而是結果;SIM卡上任何一個訊號異常,均會導致VDD_SIM自動關閉。

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