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在移动互联网和物联网的浪潮中，4G模块和SIM卡成为了连接数字世界与现实世界的桥梁。它们共同协作，让我们的设备能够随时随地接入互联网，实现数据的自由流通。移远4G模组EC801E支持两路SIM卡，支持双卡切换，便于设备灵活切换网络。本文将带你一起了解4G模块SIM接口功能及相关设计注意事项，希望对您的应用有所帮助。
SIM卡接口功能描述
EC801E-CN 是移远通信专为M2M 和IoT 领域而设计的LTE Cat 1 无线通信模块，支持最大下行速率10 Mbps 和最大上行速率5 Mbps，超小封装，超高性价比。EC801E模块支持2 路USIM 接口，支持双卡单待功能，均符合ETSI 和IMT-2000 规范。其中，USIM1 接口支持1.8 V 和3.0 V USIM卡，USIM2 接口仅支持1.8 V USIM 卡。
1.SIM卡引脚定义
EC801E模块SIM卡部分引脚分配如下图所示。
2.SIM卡检测逻辑
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。
时序图如下
● 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。
3.双卡切换功能
EC801E支持双卡单待功能，如需使用两路USIM 接口，USIM1 和USIM2 须同时使用1.8 V USIM 卡。模块可通过AT+QDSIM 切换USIM。
相关特性如下：
● 模组开机会默认检测SIM1通道，在SIM1通道检测到SIM卡不在位的情况下，才会去检测SIM2通道。
● USIM_DET信号为SIM卡插拔检测管脚，上下边沿电平触发中断，触发系统进行SIM1通道的卡在位检测。而SIM2通道不支持SIM卡插拔检测。
● 对于ESIM卡的双卡应用场景，建议将ESIM卡置于SIM2通道，实体SIM卡座置于SIM1通道，以实现优先使用外置插拔SIM卡的效果。
SIM卡接口硬件设计推荐
常见的SIM卡外围设计电路如下：
如果无需使用USIM卡检测功能，则USIM1_DET 可悬空。为确保性能，USIM 接口的电路设计应遵循以下原则：
● USIM 卡座靠近模块摆放，尽量保证USIM 卡信号线布线长度不超过200 mm。
● USIM 卡信号线布线远离射频线和电源线。
● 请确保USIM_VDD 与GND 之间的旁路电容值不大于1 μF，且尽可能靠近USIM 卡座放置。
● 为防止USIM_CLK 信号与USIM_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需增加地屏蔽。
● 为确保良好的ESD 性能，建议在USIM 卡引脚增加TVS 阵列，其寄生电容应小于15 pF。在模块和USIM 卡之间串联0 Ω 的电阻便于调试。在USIM_DATA、USIM_CLK 和USIM_RST 线上并联33 pF 电容用于滤除射频干扰。USIM 卡的外围器件应尽量靠近USIM 卡座摆放。
● USIM_DATA 上的上拉电阻有利于增加USIM 卡的抗干扰能力。当USIM 卡走线过长，或者有比较近的干扰源的情况下，建议将上拉电阻靠近USIM 卡座放置。
SIM卡常见问题
1、在出现SIM卡不识别时，测量SIM卡供电VDD_SIM，发现VDD_SIM为低电平！
SIM卡在初始化时，系统最多会尝试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。
检测不到VDD_SIM高电平并不是识别不到SIM卡的原因，而是结果。通常出现识别不到SIM卡的现象，往往都是外围电路器件规格用错，阻容物料混淆，器件虚焊以及物理形变导致接触性不良所引发。
2、在硬件设计或调试阶段，我们经常遇到板端无法检测到SIM卡的情形，接下来分享两例常见的案例。
案例1
异常点
C827电容太大，SIM卡电路初始化时，在上电瞬间因充电引发形变，从而无法匹配上电平。
改善建议
将C827电容移除， C829已经满足滤波需求。
案例2
异常点
问题1：热插拔检测CD脚错误上拉至SIM_VDD，会导致热插拔功能失效。
问题2：SIM_VDD错误上拉至SIM_CLK，需要上拉的脚位为SIM_DATA。
改善建议
1、CD脚需要上拉至稳定的1.8V电平，推荐选择模块的VDD_EXT作为上拉信号。
2、SIM_DATA需要上拉至SIM_DATA，SIM_CLK则无需上拉。
结 语
深圳市鼎芯无限有限公司作为移远通信最重要的合作伙伴之一，拥有强大的销售及技术支持团队，在智能安防、智慧家居、智能网关、智能电表、智慧医疗等市场提供了良好的技术及市场推广服务，得到了客户的广泛认可。
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