当我拿起手机时,SIM卡可能是我最不会想到的东西。大多数非电信行业的人可能对这些塑料片了解不多。简单来说,SIM卡帮助电信运营商在你的手机进入基站范围时识别你的手机。这些卡片很重要,因为它们为设备提供了一个独特的身份,然后可以将其链接回你的移动电话计划和你的账单账户。物联网工程师更关心前者,而电信公司(不出所料)更关心后者。
如果你希望你的下一个物联网产品具有蜂窝能力,已经有一些组件你需要添加。使用SIM卡让物联网设备获得蜂窝网络访问权限比没有SIM卡的蜂窝能力设备提供了一些优势。还有一些其他组件你需要,以便从SIM卡访问数据,用于与本地运营商合作。看看我们的简短清单,如果你想在下一个物联网产品中使用SIM卡,你需要哪些基本组件。
要理解这个讨论的背景,应该注意到当前类别的订阅者身份模块(SIM)卡在行业中被称为通用集成电路卡(UICC)。相关的通用SIM(uSIM)是一个用于访问的逻辑模块。我在行业内交谈过的每个人几乎可以互换地使用SIM、uSIM和UICC,但我会尝试在这里提供足够的区别。
在最近过去,你的SIM卡被用来将你的手机独家绑定到特定的移动网络运营商(MNO,如Verizon)或移动虚拟网络运营商(MVNO,基本上是在更大的运营商上的子网络)。你可以轻松地将你的SIM卡换到新手机中(例如AT&T手机),并且你的订阅者信息会链接到新手机。这是一个非常简单的概念,但如果你想更改特定手机的订阅者/运营商信息,这是一种痛苦。你需要在设备中更换一个与你的新运营商链接的SIM卡,或者你必须希望你的手机支持远程配置。
最近的进步改变了这种动态:如上所述的UICCs和虚拟SIM。UICCs是你能得到的最接近运营商无关的SIM卡。访问多个运营商所需的关键凭证被写入标准SIM卡。在UICC中,访问在软件或固件级别选择,并在运营商级别验证。在虚拟SIM中,没有物理SIM卡;一切都存储和控制在云端。这导致了基于云的MVNOs的创建。
纳米SIM卡非常适合需要蜂窝服务的物联网产品。
尽管新兴的MVNO服务已经可用,但它们似乎并没有在物联网领域流行起来,因为这些基于云的MVNO实际上是在转售电信接入服务。开发者可以直接与主要运营商联系,以优惠价格获得移动接入服务。 采用传统方式并坚持使用物理SIM卡为物联网生态系统开发者提供了一些好处:
设备间轻松更换卡片。您无需通过应用层或直接联系您的虚拟SIM提供商即可在设备间移动服务。只需将SIM卡从一个设备中取出并放入另一个设备中。
对物理UICC的更大支持。目前,就网络覆盖而言,对物理SIM卡的支持仍然更大。
兼容5G。如果您打算在5G网络上运行,UICC是向前兼容的。
嵌入式SIM的备份。一些无线调制解调器在模块内部有一个嵌入式SIM(有些组件制造商称之为eSIM或SIM-on-chip)。您可以通过模拟开关(见下文)扩展您的连接选项,以便与额外的SIM卡进行接口。
使用独立SIM卡和其他组件的主要缺点是板卡空间更大和缺乏来自提供商的远程配置功能。
如果您想在下一个物联网设备中使用SIM卡,您将需要一些组件来与卡进行接口并根据需要从中提取数据。以下是您下一个物联网产品的一些选项。
随着工业物联网概念和设计的日益流行,Semtech的ECLAMP2465T EMI线滤波器是一个推荐的组件,用于SIM卡的时钟、I/O、复位和电源线的ESD/EMI保护。该组件提供ESD保护,符合IEC 61000-4-2 Level 4标准,高达±18 kV(空气)和±10 kV(直接接触)。这个IC在VCC总线上包含了一个额外的TVS二极管,以提供额外的ESD保护。
ECLAMP2465T EMI线滤波器示意图,带有终端电阻。来自ECLAMP2465T数据手册。
ON Semiconductor的FSA2567MPX是一个低功耗模拟开关,用于与单一系统中的两个SIM卡进行接口。双SIM卡系统为您提供了在多组凭证之间切换的灵活性。这个组件是在第一款智能手机发布的同时期首次推出的,但它仍然是一个推荐的模拟开关,用于与设备基带处理器中的通用目的I/O进行接口。这个IC在数据线上提供低输入电容(10 pF),具有低功耗(最大1 μA)和至少160 MHz的带宽(-3 dB)。
FSA2567MPX提供低串扰和高增益,带宽可达~100 MHz。来自FSA2567MPX数据手册。
物联网产品需要安全性,英飞凌的SLM 97系列安全模块提供了一系列工业级解决方案。这些组件的应用包括eCall、工业物联网、V2X、智能基础设施及相关领域。这些模块通过标准接口(I2C、SPI、ISO 7816、GPIO、SWP)与AES 128/256加密进行通信。
英飞凌为物联网产品的嵌入式系统安全提供了一系列解决方案。
移动物联网产品将需要许多其他组件来通过蜂窝网络和SIM卡之外的其他协议进行通信。蜂窝调制解调器包括您需要与卡通信的接口,但其他组件包括:
无论您想设计什么类型的物联网产品,都可以通过Octopart的高级搜索和过滤功能找到物联网设备的SIM卡和其他组件。当您使用Octopart时,您将拥有完整的采购和供应链管理解决方案。查看我们的集成电路页面开始搜索您需要的组件。
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