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[导读]大家好,我是记得诚。今天简单聊一聊手机里面的SIM卡,一起扫扫盲。1、SIM卡概念SIM是SubscriberIdentityModule的简称,称为用户识别卡,实际上是一张内含大规模集成电路的卡片,用来存储用户的重要数据和信息。2、SIM卡结构SIM卡主要由微处理器CPU,程序...

大家好,我是记得诚。




今天简单聊一聊手机里面的SIM卡,一起扫扫盲。



1、SIM卡概念


SIM是Subscriber Identity Module的简称,称为用户识别卡,实际上是一张内含大规模集成电路的卡片,用来存储用户的重要数据和信息。



2、SIM卡结构



SIM卡主要由微处理器CPU,程序存储器ROM,工作存储器RAM,数据存储器E2PROM和串行通信单元组成。





SIM卡容量,一般有16K,32K,64K,128K,512K等,32K是目前比较常见的SIM容量。



3、SIM卡尺寸



SIM卡一般有三种类型,普通SIM卡,也叫标准SIM卡,俗称的大卡,其次是 MicroSIM卡,俗称的小卡,Nano SIM卡,尺寸依次是:



  • 标准SIM卡:25*15mm
  • MicroSIM卡:15*12mm
  • Nano SIM卡:12.3*8.8mm




更早期的SIM卡尺寸,有一个Standard SIM(1FF),也叫全尺寸SIM卡,大小和信用卡差不多,我们去营业厅办卡的时候,你可能就能见到了,现在标准的大卡对应早期的Mini SIM,尺寸在 25*15mm。



4、SIM卡关键数据



  • 手机号码,以134~139,158等开头的11位客户号码;


  • ICCID,SIM卡的唯一识别号码,由20位数字组成;


  • IMSI,国际移动客户识别码,用于匹配手机号,共16位;


  • PIN1,个人识别码,长4位,由用户自己设定(初始值为1234或0000),属于SIM卡的密码,用来保护SIM卡的安全,防止SIM卡未经授权而被使用;


  • PIN2,个人识别号码2,用于手机计费等特殊功能;


  • PUK1,PIN1解锁号码,在错误的输入三次PIN1码后 SIM 自动上锁,手机无法接入网络,提示会要求输入PUK1码;


  • PUK2,PIN2解锁号码,同上;



5、SIM卡入网鉴权





6、SIM卡电路



SIM卡信号主要包括如下几个:



  • VCC,电源,1.8V/3V/5V,5V用的很少;
  • RST,复位信号;
  • CLK,时钟信号,频率1~5MHz,典型频率为3.57MHz;
  • DATA,数据;
  • Presence,检测管脚,有的SIM卡槽不带这个管脚;




带热插拔功能的项目,需要用到带有Presence Pin脚的卡槽,默认是高电平,有SIM卡插入时,这个脚会变为低电平,MCU通过这个脚的状态来判断 SIM卡是插入还是拔出。




典型的SIM卡电路



7、SIM卡插入检测原理



手机在插入SIM卡时,检测到SIM卡的原理是什么呢?



以下表示插入卡和未插卡,插卡检测原理是物理金属触片发生形变进而导致卡检测引脚(USIM_Persence)电平变化。



  • 黑色,金属外壳,接地;
  • 蓝色,SIM_DET Pin脚;
  • 粉红色,SIM卡;




8、SIM卡热插拔



热插拔指手机在开机状态,插入SIM卡不会影响工作,也能正常识别SIM卡;以前老的手机不支持热插拔,换卡时,需要将手机关机,插入卡后,再将手机开机。



不支持热插拔的手机,只有在modem开机时才会启动检卡流程,如果开机时没有检测到卡,后面就不会再走检卡流程。



现在手机都支持热插拔,开机插卡就行,需要用到带Presence Pin脚的SIM卡槽,软件会根据SIM卡的状态,从而执行检卡或者停卡动作。




某一种带检测管脚的SIM卡槽



9、SIM卡电路layout



SIM卡电路的layout是非常重要的,直接影响到SIM卡和MCU的通信,主要有如下几点:



  • TVS放置在相应的Pin脚附近;
  • 滤波电容放置在对应的Pin脚附近;
  • SIM信号走线放在内层走线;
  • SIM信号走线最好一组一起走线,远离RF等敏感信号;
  • SIM卡槽摆件远离GSM天线;
  • SIM信号走线不宜太长;


10、SIM卡掉卡问题



分析SIM掉卡问题,主要有如下几个思路:



  • 排除SIM卡槽与卡接触问题,更换卡槽,Pin 脚加锡,接触弹片用刀片刮一刮;
  • 更换SIM卡尝试,是不是所有的SIM卡都有问题,排除极个别特殊SIM卡与平台的兼容问题;
  • 掉卡容易受RF信号的干扰,尝试用导电布将SIM卡座包起来,或者在SIM卡座上贴吸波材料,不同的吸波材料,抵抗RF干扰的效果不同,吸波材料的不同贴法效果也不一样;
  • 用示波器抓取SIM信号波形,需要注意,SIM卡通信速率都是M级别,用示波器测量可能不准,波形较容易受到示波器上容抗和阻抗成分的影响;


今天的文章内容到这里就结束了,希望对你有帮助,我们下一期见。






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