SIM卡与IEC 7816
SIM,Subscriber Identification Module,又被称为用户身份识别卡、智能卡。SIM卡是一种物理载体,而相关的性能以及协议的规定都包含在IEC 7816协议中。
IEC 7816规范(物理层)
卡接口引脚定义
1)C1-----VCC:供电电源输入
2)C2-----RST:卡复位信号
3)C3-----CLK:卡时钟信号
4)C5----GND:电源地端
5)C6-----APU:编程电源,一般不需要
6)C7-----DATA:数据输入输出
卡供电电源
卡电源有三种规格,Class A、Class B和Class C;卡需要支持至少支持一种电源规格。
1)5V for Class A;
2)3V for Class B;
3)1.8V for Class C.
卡供电电流
卡电压不一致,对应的电流大小也不一致;当无时钟信号时,类似于待机,则电流降低至0.5 mA。
1)5V for Class A:60 mA最大;
2)3V for Class B:50 mA最大;
3)1.8V for Class C:30 mA 最大;
输入输出特性
1)输入高电平阈值
2)输出低电平阈值
智能卡电路
SIM卡设计建议:
- 卡座靠近模块摆放,尽量保证SIM卡信号线布线长度不要过长,过长导致总线电容增大,可能导致识别错误。
- SIM卡信号线布线远离RF线和电源线,防止被两者干扰。
- SIM卡座地与模块SIM_GND布线要短而粗。保证SIM_VDD与SIM_GND布线宽度不小于0.5mm,且在SIM_VDD与SIM_GND之间的旁路电容靠近SIM卡座摆放。有时直接将卡座接地也没事,需要看平台规范要求。
- 为了防止SIM_CLK信号与SIM_DATA信号相互串扰,两者布线不能太靠近,并且在两条走线之间增加包地屏蔽。此外,SIM_RST信号也需要包地保护。
- 为了确保良好的ESD性能,建议SIM卡的管脚增加TVS管。选择的TVS管寄生电容不大于30pF,人手可能接触到的金属端,都需要增加静电防护。
- 在模块和SIM卡之间需要串联22欧姆的电阻用以抑制杂散EMI,增强ESD防护。SIM卡的外围器件应尽量靠近SIM卡座摆放。
- 在SIM_DATA,SIM_CLK和SIM_RST线上并联33pF电容用于滤除射频干扰,并且靠近SIM卡座摆放。形成典型的RC滤波,但是此举会导致信号波形发生改变,所以,在无EMC问题时,器件NC掉。
- SIM_DATA线上的上拉电阻有利于增加SIM卡的抗干扰能力,当SIM卡走线过长,或者有干扰源比较近的情况下,建议靠近卡座位置增加上拉电阻。因为布线太长,总线电容比较大,导致信号畸变,使用上拉电阻,增加驱动电流,保证信号波形。
- SIM卡在温升严重时可能导致问题,所以请不要靠近温升严重的器件周围,或者在PCB上切割导热槽来避免这个问题。