手机SIM卡知识
作者：AirCity 2019.11.2
[email protected] 本文所有权归作者Aircity所有
1 SIM
SIM是Subscriber Identity Modula的简称，最早用于GSM手机。早期我们用的大尺寸的手机卡就是SIM卡。下图是COMPRION公司的测试用SIM卡。
2 USIM
USIM是Universal Subscriber Identity Module的缩写是升级版的SIM卡，3G网络时代开始出现的一种卡。USIM提供了不同于SIM的另外一组参数，用于3G移动系统中的WCDMA网络以及4G网络中。也就是说只包含SIM应用的2G手机卡是无法在3G/4G网络中工作的，这也是为什么我们要使用4G业务必须去运营商营业厅更换USIM手机卡的原因。下图列出了SIM与USIM的区别
3 UIM
UIM是User Identity Model的简称，最早用于CDMA手机。CDMA终端原来不采用外置SIM卡，相关的电话号码标识信息存于终端内，北美运营商曾普遍采用这种方式，2000年TIA-820标准才定义了R-UIM（可移动用户识别模块），支持SIM卡的CDMA终端在亚洲最流行。
4 UICC
UICC是Universal Integrated Circuit Card的简称，以上列出的SIM，USIM，UIM都可以认为是一种应用概念，UICC是一种物理卡，它可以承载任一种应用。我们通常把所有卡都叫SIM卡，其实准确讲应该叫UICC卡。只是SIM卡在2G时代最先出现，人们叫习惯罢了。下文我们也用SIM卡来统称UICC卡。下面做一个简单的汇总：
SIM: GSM
UIM: CDMAone
USIM: UMTS and GSM
RUIM: support GSM, CDMAone, CDMA2000
UICC: all supported, including SIM, USIM, CSIM(a port of R-UIM functionality to the UICC).
5 SIM卡原理
SIM卡的核心部分是一块芯片，内有5个模块：CPU、ROM、RAM、数据存储器EEPROM和串行通信单元，这5个模块集成在一块集成电路中。SIM卡插入手机后，电源端口提供电源给SIM卡内各模块。SIM卡的存储容量有8KB、16KB、32KB、64KB、甚至1MB等。
SIM卡中主要包括下列信息：
IMSI：用户身份标识，用于接入鉴权。
MSISDN：移动用户的手机号码。
密钥、加密算法：用于鉴权，空中接口中数据的加密和完整性保护。
所属网络标识
短消息
个人识别号码及解锁号码
SIM卡的信号有VCC，GND，CLK，DATA，RESET。目前SIM卡有三类A类电压5V，B类3.3V，C类1.8V。手机芯片套片现在会支持3.3V和1.8V卡。5V卡基本没有在用。下图是MTK平台SIM卡时序要求：
6 SIM卡尺寸
SIM卡也经历了全尺寸SIM、Mini-SIM、Micro-SIM、Nano-SIM的演变，而且演变的周期越来越短。不同的SIM卡尺寸也对应1FF，2FF，3FF，4FF的名称。
7 SIM卡相关协议
不论是高通，展讯还是MTK，都在datasheet中声称支持ISO/IEC 7816-3协议，其实这个协议是规定智能卡的一个标准协议。其一个每个部分介绍如下：
硬件工程师需要重点关注Part 3，这里列出了SIM卡信号的时序要求等电气特性。此外，国标也有与之对标的协议GB/T 16649，介绍如下，硬件工程师也只需要关注第3部分。很遗憾，无论是ISO还是国标协议，最新的版本下载都需要收费。
