SIM 卡的结构

SIM卡结构

一、概述
移动电话机与SIM 卡共同构成移动通信终端设备。无论是GSM 系统还是CDMA 系统，数字
移动电话机用户在“入网”时会得到一张SIM 卡（SubscriberIdentityModule）或UIM卡
（UserIdentity Module）。SIM卡是一张符合GSM 规范的“智慧卡”，可以插入任何一部符合
GSM 规范的移动电话中，实现“电话号码随卡不随机的功能”，而且通话费用自动计入持卡
用户的账单上，与手机无关。
二、SIM 卡硬件特性
1、外部特征
在实际使用中有两种功能相同而形式不同的SIM 卡：
卡片式(俗称大卡)SIM 卡，这种形式的SIM 卡符合有关IC 卡的ISO7816 标准，类似IC 卡。
嵌入式(俗称小卡)SIM 卡，其大小只有25mm×15mm，是半永久性地装入到移动台设备中的
卡。
“大卡”上真正起作用的是它上面的那张“小卡”，而“小卡”上起作用的部分则是卡面上的铜制
接口及其内部胶封的卡内逻辑电路。目前国内流行样式是“小卡”，小卡也可以换成“大卡”（需
加装一卡托）。“大卡”和“小卡”分别适用于不同类型的GSM 移动电话，早期机型如摩托罗拉
GC87C、308C 等手机用的是“大卡”，而目前新出的机型基本上都使用“小卡”。
2、 SIM 卡接口
SIM 卡是通过卡面上铜制接口来连接卡内逻辑电路与移动终端的，SIM 卡芯片有八个触点，
通常与移动设备连接需要六个触点.
3、内部结构
SIM 卡是一个装有微处理器的芯片卡，它的内部有5 个模块，并且每个模块都对应一个功
能：微处理器CPU（8 位）、程序存储器ROM（3--8kbit）、工作存储器RAM（6--16kbit）数据
存储器EEPROM（128--256kbit）和串行通信单元。这5 个模块被胶封在SIM 卡铜制接口后与
普通IC 卡封装方式相同。这五个模块必须集成在一块集成电路中，否则其安全性会受到威胁。
因为，芯片间的连线可能成为非法存取和盗用SIM 卡的重要线索。
SIM 卡同手机连接时至少需要5 条连接线（通常编程口未定义）
数据I/O 口（Data）
复位（RST）
接地端（GND）
电源（Vcc）
时钟（CLK）
SIM 卡的供电分为5V（1998 年前发行）、5V 与3V 兼容、3V、1.8V等，当然这些卡必须与相应
的移动电话机配合使用，即移动电话机产生的SIM 卡供电电压与该SIM 卡所需的电压相匹
配。卡电路中的电源VCC、地GND 是卡电路工作的必要条件。卡电源用万用表就可以检测到。
SIM 卡插入移动电话机后，电源端口提供电源给SIM 卡内各模块。
检测SIM 卡存在与否的信号只在开机瞬时产生，当开机检测不到SIM卡存在时，将提示
“InsertCard（插入卡）”；如果检测SIM 卡已存在，但机卡之间的通信不能实现，会显示
“CheckCard（检查卡）”；当SIM 卡对开机检测信号没有响应时，移动电话也会提示“InsertCard
（插入卡）”；当SIM 卡在开机使用过程中掉电、由于松动接触不良或使用报废卡时，移动电
话会提示“Bad Card/SIM Error”。
对于卡电路中的SIM_I/O、SIM_CLK、SIM_RST，全部是由CPU 的控制来实现的。虽然基站与网
络之间的数据沟通随时随地进行着，但确定哪个时刻数据沟通往往很难。有一点可以肯定，
当移动电话机开机时刻与网络进行鉴权时必有数据沟通，这时尽管时间很短，但测量一定有
数据，所以我们在判定卡电路故障时，在这个时隙上进行监测为最佳监测时间。正常开机的
移动电话机，在SIM 卡座上用示波器可以测量到SIM_I/O、SIM_CLK、SIM_RST信号，它们一
般是一个3V 左右的脉冲。若检测不到，说明SIM 卡座供电开关管周边电阻、电容元件脱焊、SIM
卡卡座脱焊，也有可能是卡座接触不良，SIM 卡表面氧化或是报废卡。
当手机开机时，手机需要与SIM 卡进行数据交换，用示波器可以在SIM 卡卡座上检测到一
些数据信号，没插卡时，这些信号不会送出。可谓“瞬间即逝”，但可以用示波器捕捉到，以此
判别SIM 卡电路有无故障。SIM 卡触点电性能表示触点低电平高电平Vcc-U=+5V±10%，
I=10mA RST -0.3≤U≤+0.6V，I=200uA 4V≤U≤Vcc，I=20uACLK -0.3≤U≤+0.6V，I=200uA
-2.4V≤U≤Vcc，I=200uA GND - - Vpp - +5V±10% I/O 输入0V≤U≤0.4V，I=1mA 0.7V≤U≤Vcc，
I=20uA I/O 输出 0V≤U≤0.8V，I=1mA 3.8V≤U≤Vcc，I=20uA
电源开关时，SIM 卡电气性能为：当开启电源期间，按以下次序激活各触点：RST 低电平
状态；Vcc 加电；