在數字化浪潮中，SIM卡作為通信設備的“身份證”，早已成為人們生活中不可或缺的存在。

以下詳細闡述了SIM卡接口如何通過讀取卡片信息完成4G網絡鑒權，并支持雙卡切換功能，使設備能夠靈活選擇最優網絡。這種看似簡單的機制，實則構建了設備與運營商之間安全、高效連接的橋梁。

SIM 卡接口由于連接 SIM 卡，讀取 SIM 卡信息以便在注冊 4G 網絡時進行鑒權，身份驗證。是 4G 通信系統的必要功能。Air780EPM 支持兩路 SIM 卡，支持雙卡切換，以便設備能靈活選擇，切換網絡。

Air780EPM 模塊支持 2 路 USIM 接口，支持雙卡單待功能，均符合 ETSI 和 IMT-2000 規范。其中，USIM1 接口自適應支 持 1.8 V 和 3.3 V USIM 卡，USIM2 接口支持 USIM 卡的電平與模組 GPIO 電平配置相同，模組 GPIO 電平配置為 1.8V 時，USIM2 只支持 1.8V 的 SIM 卡，模組 GPIO 電平配置為 3.3V 時，USIM2 只支持 3.3V 的 SIM 卡；

Air780EPM SIM 卡信號分別是如下管腳：

特性：

支持SIM卡類型： USIM1接口：1.8V/3.3V USIM卡 ； USIM2接口：與模組GPIO電平配置有關，模組GPIO電平配置為1.8V時，USIM2只支持1.8V的SIM卡，模組GPIO電平配置為3.3V時，USIM2只支持3.3V的SIM卡；

支持協議：ETSI / IMT-2000

雙卡特性： 雙卡單待

SIM卡在位檢測：USIM1支持； USIM2不支持；

USIM_RST, USIM_CLK, USIM_DAT 信號電器特性

激活時序：

當SIM卡的觸點接通序列結束后（RST 處于低電平，VCC穩定供電，ME的I/O處于接 收狀態，VPP 被置為空閑狀態，CLK提供適當的、穩定的時鐘），SIM卡準備復位。如下圖 所示。 - 時鐘信號在T0時刻加到CLK觸點，I/O總線在時鐘信號加到CLK觸點200個時鐘周 期（T0時刻之后的t2時間段）之內應該處于高阻狀態； - 內部復位的SIM卡，在幾個時鐘周期之后開始復位，復位應答應該在400～40000 個時鐘周期內開始（T0時刻之后的t1時間段之內） - 低電平復位的SIM卡的復位信號至少在40000個時鐘周期內RST觸點維持低電平（T0 之后的t3時間段內），如果在40000個時鐘周期內沒有復位應答，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個時鐘周期內開始（T1時刻之后的t1時間段之內） - 如果復位應答在400～40000個時鐘周期內沒有開始（T1時刻之后的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。

Air780EPM支持雙卡單待，同一時間只能使用其中一個SIM通道。可以通過相應的AT指令或者LuatOS相應的API進行SIM卡通道切換。 特性： - 模塊開機會默認檢測SIM1通道，在SIM1通道檢測到SIM卡不在位的情況下才會去檢測SIM2通道。 - USIM_DET信號為SIM卡插拔檢測管腳，上下邊沿電平觸發中斷，觸發系統進行SIM1通道的卡在位檢測。而SIM2通道不支持SIM卡插拔檢測。 - 對于內置貼片SIM卡的雙卡應用場景，建議將貼片SIM卡置于SIM2通道，外置插拔SIM卡座置于SIM1通道，以實現優先使用外置插拔SIM卡的效果。 - 由于Air780E是雙卡單待模式，因此同時只能有一張SIM卡在工作，因此系統在切換SIM卡時，會重新注冊網絡。

如下時常用的 SIM 卡參考設計：

USIM1 通道：
 

USIM2 通道：
 

SIM 卡座與模塊距離擺件不能太遠，越近越好，盡量保證 SIM 卡信號線布線不超過 20cm。

SIM 卡信號線布線遠離 RF 線和 VBAT 電源線。

為了防止可能存在的 USIM_CLK 信號對 USIM_DATA 信號的串擾，兩者布線不要太靠近，在兩條走線之間增加地屏蔽。且對 USIM_RST_N 信號也需要地保護。

為了保證良好的 ESD 保護，建議加 TVS 管，并靠近 SIM 卡座擺放。選擇的 ESD 器件寄生電容不大于 50pF。在模塊和 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 卡的外圍電路必須盡量靠近 SIM 卡座。

在需要模塊進入休眠的場景 SIM_DET 禁止用 VDD_EXT 上拉，否則會造成無法休眠的問題。建議用 VREF_VOLT 上拉。

USIM2 通道由于是與普通 GPIO 口復用，因此無法自適應 1.8V/3.3VUSIM 卡，USIM2 的電平只能與 VDD_EXT 保持一致，也就是與模組 GPIO 電平保持一致。

USIM2_DAT 和 USIM2_RST 在模塊內部被 4.7K 上拉到 USIM_VDD; USIM2_CLK 通過 100k 上拉到 RefVolt, 因此如果要使用這三個管腳復用 GPIO，要注意上拉電阻對外設的影響。

USIM1_VDD 和 USIM2_VDD 共用同一個電源，內部是同一個網絡，因此 USIM1_VDD 和 USIM2_VDD 總是同時上下電，即使 USIM2 通道不使用。

USIM_DET 只支持 USIM1 通道，通過中斷觸發系統查詢 SIM 卡是否在位，因此，USIM_DET 只要是電平變化就能觸發中斷，無論是高電平或是低電平。

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：SIM 卡在初始化時，系統會嘗試 4 次與 SIM 卡交互，此時 VDD_SIM 也會打開 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 卡上任何一個信號異常均會導致 VDD_SIM 自動關閉。