sim卡(subscriber identity module)。即用户识别模块，是一张符合gsm规范的"智慧卡"。sim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"，而通话费则自动计入持卡用户的帐单上，与手机无关。

sim卡作为智能卡中特殊的一类卡，采用标准的接触式ic卡。他受到iso7816标准(接触式集成电路ic卡的规定)和etsi(欧洲电信标准委员会)的gsm11.11等标准的规范。他沿袭了智能卡在安全中的特色，并在移动用户认证和移动商务中扮演重要的角色。

目前手机用户将一些重要的电话号码都储存在手机的sim卡上。如果手机失窃，用户可以买一部新的，但是储存的号码怎么办呢?如果用户能事先将储存在sim卡上的电话号码做一份电子拷贝，这样就算手机丢失了，用户还是可以很容易地将保存的号码写入到新的sim卡里。为此，研究并设计了sim卡读卡器，通过他可以将手机sim卡中信息读取到电脑中，方便地实现电话簿和短消息的编辑、备份和管理。为经常使用手机的用户提供了一个经济、便捷的信息备份管理解决方案。

2 sim卡常识

sim卡是一张符合gsm规范"智能卡"，他实际上是一个装有微处理器的芯片卡，内部有5个模块，且每个模块都对应一个功能：cpu(8位)、程序存储器(3～8 kb)、工作存储器(6～16 kb)、数据存储器(128～256 kb)和串行通信单元。sim卡能实现存储数据(电话本、短消息等)和在安全条件下(个人身份号码pin、鉴权钥ki正确)完成客户身份鉴权和客户信息加密算法的全过程。这些功能都是由sim卡内的一部具有操作系统的微处理机完成。sim卡具有机卡分离(sim-me接口)、通信安全可靠、成本低等特点。

(1) sim卡的物理特征：可以分尺寸为54 mm×84 mmid-1 sim(大卡)和尺寸为25 mm×15 mmplug-in sim(小卡)两种。

(2) sim卡的存储容量：一般sim卡有8 kb的存储容量，另外还有容量分别为16 k和32 k的sim卡，即stk sim卡。

(3) sim卡的使用温度：标准温度-25～+70℃，极限温度-35～85℃，极限情况下每次使用不得超过4小时，总共使用不得超过100次。

(4) sim卡的使用寿命：物理寿命是取决于客户的插拔次数，约在1万次左右；而集成电路芯片的寿命取决于数据存储器的写入次数，不同厂家其指标有所不同，就mo-torola经试验室试验约5万次左右。平均寿命约为4年。

3 sim卡与移动台设备的接口

sim卡芯片有8个触点，与移动台设备相互接通：

(1) 电源vcc(触点c1)：4.5～5.5 v，icc<10 ma；

(2) 复位rst(触点c2)；

(3) 时钟clk(触点c3)：卡时钟3.25 mhz；

(4) 不提供(触点c4)；

(5) 接地端gnd(触点c5)；

(6) 编程电压vpp(触点c6)；

(7) 数据i／o口(触点c7)；

(8) 不提供(触点c8)。

sim卡同移动台设备连接时至少需5个连接线：数据i／o口(data)、复位(rst)、接地端(gnd)、电源(vcc)、时钟(clk)。他与基带单元的接口电路如图1所示。其中sim cd为sim卡检测脚，用于检测sim卡的拔插；sim clk为me提供的读／写sim卡的参考时钟；simrst为sim卡复位信号；sim io为串行数据输入／输出线，由20 kω上拉电阻上拉至高电平；sim rnw为读／写控制信号，用以指示当前sim_io线上数据传输的方向；sim pwctrl为功率控制信号，可在空闲方式时控制sim卡上的电源关闭，从而降低功耗，延长待机时间。

4 sim卡内部数据结构

sim卡共有3类数据文件：主文件(master file，mf)、专用文件(dedicate file，df)、基本文件(elementfile，ef)。组织结构规定如下：

0x3f00代表根目录，0x2fxx代表根目录下的基本文件；

0x7fxx代表一级子目录，0x6fxx代表一级子目录下的基本文件；

0x5fxx代表二级子目录，0x4fxx代表二级子目录下的基本文件。

5 sim卡上电复位流程

sim卡符合国际标准iso7816的要求，按照协议中的规定，sim应有8个触点，包括电源接口、复位控制接口、时钟输入接口、数据输入输出接口，sim卡工作时整体电流消耗小于10 ma。sim卡的时钟频率可由外部提供，在指定时问内运行鉴权过程时至少需要13／4 mhz的时钟频率，其他情况下，使用最小为13／8 mhz的时钟频率。i／o端口的数据传输波特率为时钟频率的1／372。

5.1 触点接通与冷复位时序(activation and cold reset)

初始时，所有端口皆处于低电平(l)态，电压范围0～0.4 v；vcc电源电压先上电(h态)，后提供vpp编程电压，在智能sim卡中，vpp端无用，电压范围5 v±0.4 v；vcc电源端稳定一段时间后，将io端口置为接收方式(h态)，并提供稳定的clk时钟信号(注：io口需在提供clk信号前或在提供clk信号后200个时钟周期内(ta)置为接收方