在多號(hào)碼、多運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用場(chǎng)景下，雙SIM卡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得愈發(fā)重要。本文聚焦于雙卡系統(tǒng)的核心技術(shù)，深入分析硬件電路中的電平匹配、防反接保護(hù)設(shè)計(jì)，并結(jié)合主流芯片平臺(tái)，解析軟件架構(gòu)中的多卡管理與通信調(diào)度機(jī)制。

今天我們以Air780EPM系列低功耗模組為例，分享雙SIM卡硬件設(shè)計(jì)與軟件配置要點(diǎn)，帶你了解如何構(gòu)建穩(wěn)定可靠、功耗優(yōu)化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

01. 模組相關(guān)管腳

Air780EPM系列模組與SIM相關(guān)的管腳，包括：

SIM1：VDD_SIM1，PIN14；SIM1_DAT，PIN11；SIM1_RST，PIN12；SIM1_CLK，PIN13；

SIM2：VDD_SIM2，PIN65；SIM2_DAT，PIN64；SIM2_RST，PIN63；SIM2_CLK，PIN62；

Air780EPM管腳圖如下所示：

02. 主要功能說明

Air780EPM系列模組支持雙卡，但只能單待；模組SIM1為原生SIM卡接口，SIM2的數(shù)字信號(hào)為GPIO模擬，電源共用SIM1。

1）GPIO復(fù)用

復(fù)用為SIM2的GPIO，在硬件上同時(shí)被引到了不同的模組管腳上，比如：

USIM2_RST：與CAM_BCLK(GPIO4)復(fù)用，二者不可同時(shí)使用；

USIM2_CLK：與CAM_CS(GPIO5)復(fù)用，二者不可同時(shí)使用；

USIM2_DAT：與CAM_RX0(GPIO6)復(fù)用，二者不可同時(shí)使用。

這里的不可同時(shí)使用：

是指在同一個(gè)硬件上，使用SIM2時(shí)就不能再使用GPIO4/5/6，包括這三個(gè)GPIO可以復(fù)用的其它功能，比如Camera、I2C、UART等。

具體見GPIO復(fù)用表：https://docs.openluat.com/air780ehnehu/product/shouce/

2）IO電平

SIM1支持1.8V/2.8V兩種IO電平的SIM卡，SIM2由于是GPIO4/5/6復(fù)用，所以可以支持的SIM卡的電平與模組IO的電平保持一致。

模組IO電平設(shè)置為1.8V時(shí)：SIM2則只支持1.8V電平的SIM卡；

模組IO電平設(shè)置為2.8V/3.3V時(shí)：SIM2則只支持2.8V/3.3V電平的SIM卡(就IO電平而言，2.8V和3.3V可認(rèn)為電平一致)。

當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商提供的SIM卡基本默認(rèn)兼容1.8V/2.8V電平，所以大家在實(shí)際應(yīng)用中很少遇到因?yàn)镮O電平不一致而導(dǎo)致不識(shí)卡的情況。

3）模擬開關(guān)

也可以使用“SIM1+模擬開關(guān)”的方式實(shí)現(xiàn)雙卡單待，我們驗(yàn)證調(diào)試過的SIM卡模擬開關(guān)為：BCT4567。

相關(guān)手冊(cè)詳見：https://docs.openluat.com/air780epm/product/air780exxpins/#sim1sim2

03. 硬件參考設(shè)計(jì)

雙卡設(shè)計(jì)時(shí)，推薦SIM1帶插入檢測(cè)功能，且配合SIM卡座的規(guī)格，保證在SIM卡插入后USIM_DET信號(hào)懸空而不是接地，可以進(jìn)一步降低功耗。

雙卡設(shè)計(jì)且其中之一為貼片SIM卡時(shí)：推薦使用SIM2接貼片SIM卡，SIM1接SIM卡座。

接下來(lái)，我們一起看看硬件設(shè)計(jì)及相關(guān)注意事項(xiàng)：

▼ SIM1參考設(shè)計(jì) ▼

相關(guān)注意事項(xiàng)如下：

1）USIM_DET為SIM卡插入檢測(cè)管腳，不需要時(shí)可以不接；

2）USIM_DET推薦默認(rèn)使用WAKEUP2，當(dāng)然使用其它WAKEUP或GPIO中斷也可以；

3）WAKEUP2被命名為USIM_DET，目的是為了引導(dǎo)大家默認(rèn)使用WAKEUP2用作USIM_DET，當(dāng)設(shè)計(jì)中不需要USIM_DET時(shí)，該管腳WAKEUP2與其它WAKEUP信號(hào)沒有區(qū)別，也可以用作它用；

4）USIM_DET代碼示例；

5）USIM_DET需上拉至某一AGPIO：

比如AGPIO3（GPIO23，軟件可以控制一直高電平輸出，此管腳在某些文檔中也常被稱為Vref），不能使用VDD_EXT（低功耗模式pm.WORK_MODE,1和PSM+模式pm.WORK_MODE,3下不能一直輸出，后續(xù)的章節(jié)中會(huì)詳細(xì)介紹）。

▼ SIM2參考設(shè)計(jì) ▼

相關(guān)注意事項(xiàng)如下：

1）請(qǐng)嚴(yán)格按照SIM2參考設(shè)計(jì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，SIM2可以接SIM卡座，也可以接貼片SIM卡；

2）特別注意USIM2，無(wú)論電源還是信號(hào)(CLK/DATA/RST)，均為復(fù)用模組的其它管腳。

USIM2_VDD：與USIM1_VDD使用同一個(gè)電源LDOSIM；

USIM2_RST：與CAM_BCLK(GPIO4)復(fù)用，二者不可同時(shí)使用；

USIM2_CLK：與CAM_CS(GPIO5)復(fù)用，二者不可同時(shí)使用；

USIM2_DAT：與CAM_RX0(GPIO6)復(fù)用，二者不可同時(shí)使用；

3）使用SIM2時(shí)，必須使用API函數(shù)mobile.simid(1)進(jìn)行切換，否則模組不會(huì)自動(dòng)初始化SIM2。

API函數(shù)詳細(xì)說明參見：https://docs.openluat.com/osapi/core/mobile/#mobilesimidid-priority

4）TVS保護(hù)：SIM卡插拔時(shí)極易產(chǎn)生靜電，電路上需要添加TVS保護(hù)。

推薦TVS型號(hào)為：芯禾微XESD100N-3V3

04. 與SIM相關(guān)的LuatOS API

以下是兩個(gè)常見的API，詳見資料中心：https://docs.openluat.com/osapi/core/mobile/

mobile.imsi(index)用于獲取IMSI（國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼）

示例代碼：

mobile.iccid(id)

獲取或設(shè)置ICCID（集成電路卡識(shí)別碼）

示例代碼：

05. 常見問題解答

問題：SIM卡不識(shí)卡，使用萬(wàn)用表測(cè)量SIM卡電源VDD_SIM沒有電壓，怎么辦？？？

解答如下：

首先，需要明確的是，是因?yàn)槟＝M沒有識(shí)別到卡，所以 VDD_SIM沒有電壓，并不是因?yàn)閂DD_SIM沒有電壓所以識(shí)別不到SIM 卡，因果關(guān)系不要反了，這幾乎是所有新用戶都會(huì)遇到的常識(shí)性的認(rèn)知錯(cuò)誤。

真實(shí)原因是：SIM卡在初始化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)嘗試4次與SIM卡交互，此時(shí) VDD_SIM也會(huì)打開4次，分別在1.8V和3.3V交替檢測(cè)。若檢測(cè)不到SIM卡，VDD_SIM卡就會(huì)關(guān)閉。因此在檢測(cè)不到SIM卡的情況下你用萬(wàn)用表測(cè)量USIM_VDD總是低電平。

下圖是使用示波器測(cè)量出來(lái)的，對(duì)應(yīng)SIM卡未被識(shí)別到時(shí)的波形：

一般來(lái)說，不識(shí)別卡的主要原因大概有如下幾個(gè)：

SIM卡封裝做錯(cuò)；

SIM卡接觸不良；

SIM卡信號(hào)線連錯(cuò)；

SIM卡信號(hào)使用的TVS容值太大，導(dǎo)致SIM卡信號(hào)變形嚴(yán)重；

SIM卡本身不良，一般做法是先使用個(gè)人手機(jī)SIM卡對(duì)比測(cè)試；

SIM2不識(shí)別時(shí)，大概率是沒有設(shè)置 mobile.simid(1) 導(dǎo)致的；SIM2由GPIO復(fù)用而來(lái)，所以模組底層軟件并不會(huì)主動(dòng)輪詢識(shí)別SIM1和SIM2，只會(huì)默認(rèn)初始化識(shí)別SIM1。

再次強(qiáng)調(diào)：初始化SIM2需要主動(dòng)設(shè)置mobile.simid(1) 。

詳見資料中心：https://docs.openluat.com/osapi/core/mobile/#mobilesimidid-priority

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇