SIM7100硬件设计手册.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.77M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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SIM7100_硬件设计手册_V1.06

前言

表格索引

图片索引

绪论

模块综述

接口概述

模块框图

主要特性

封装信息

脚分布图

引脚描述

机械尺寸

推荐PCB封装尺寸

应用接口

供电输入

供电参考设计

推荐外部电源电路

电源监测

开机/关机/复位

模块开机

模块关机

模块复位

串口

串口参考设计

RI 和DTR描述

USB接口

USB参考设计

USIM卡接口

USIM参考设计

SIM 卡座的选择

PCM接口

PCM时序

PCM参考设计

SD1接口

SD参考设计

I2C总线

I2C参考设计

SPI接口

网络状态指示

飞行模式控制

引脚复用

SD2参考设计

其他接口

ISINK

模数转换器（ADC）

LDO

射频参数

GSM/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE 射频参数

GSM/UMTS/LTE天线参考设计

GNSS

GNSS参数

GNSS 参考设计

电气参数

极限参数

正常工作条件

工作模式

工作模式定义

休眠模式

最小功能模式

耗流

静电防护

贴片生产

模块的顶视图和底视图

标签信息

典型焊接炉温曲线

湿敏特性

推荐钢网设计

附录

参考原理图

编码方式及最大数据速率

参考文档

术语和解释

安全警告

SIM7100_硬件设计手册_V1.06 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 文档名称： SIM7100 硬件设计手册版本：日期：状态： 1.06 2016-08-02 发布文档控制号： SIM7100_硬件设计手册_V1.06 前言感谢使用 SIMCom 提供的 SIM7100 系列模块。本产品具有标准 AT 命令接口，可以提供 GSM 语音、短消息等业务。使用前请仔细阅读用户手册，您将领略其完善的功能和简洁的操作方法。此模块主要用于语音或者数据通讯，本公司不承担由于用户不正常操作造成的财产损失或者人身伤害责任。请用户按照手册中的技术规格和参考设计开发相应的产品。同时注意使用移动产品应该关注的一般安全事项。在未声明之前，本公司有权根据技术发展的需要对本手册内容进行修改。版权声明本手册版权属于 SIMCom，任何人未经我公司书面同意复制、引用或者修改本手册都将承担法律责任。 SIM7100_硬件设计手册_V1.06 2 2016-08-02 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 目录 SIM7100_硬件设计手册_V1.06 ............................................................................................................................... 1 前言 ........................................................................................................................................................................... 2 版权声明 ................................................................................................................................................................... 2 目录 ........................................................................................................................................................................... 3 表格索引 ................................................................................................................................................................... 5 图片索引 ................................................................................................................................................................... 6 1. 绪论 ................................................................................................................................................................. 8 1.1 模块综述 .................................................................................................................................................. 8 1.2 接口概述 .................................................................................................................................................. 9 1.3 模块框图 ................................................................................................................................................ 10 1.4 主要特性 ................................................................................................................................................ 10 2. 封装信息 ....................................................................................................................................................... 12 2.1 脚分布图 ................................................................................................................................................ 12 2.2 引脚描述 ................................................................................................................................................ 14 2.3 机械尺寸 ................................................................................................................................................ 18 2.4 推荐 PCB 封装尺寸 ................................................................................................................................ 19 3. 应用接口 ....................................................................................................................................................... 20 3.1 供电输入 ................................................................................................................................................ 20 3.1.1 供电参考设计 ................................................................................................................................. 20 3.1.2 推荐外部电源电路 ......................................................................................................................... 21 3.1.3 电源监测 ......................................................................................................................................... 22 3.2 开机/关机/复位 .................................................................................................................................... 22 3.2.1 模块开机 ......................................................................................................................................... 22 3.2.2 模块关机 ......................................................................................................................................... 23 3.2.3 模块复位 ......................................................................................................................................... 24 3.3 串口 ........................................................................................................................................................ 25 3.3.1. 串口参考设计 ................................................................................................................................. 25 RI 和DTR描述 ................................................................................................................................. 26 3.3.2. USB 接口 ................................................................................................................................................. 27 USB参考设计 ................................................................................................................................... 27 USIM 卡接口 ........................................................................................................................................... 27 USIM参考设计 ................................................................................................................................. 28 SIM 卡座的选择 ............................................................................................................................. 28 PCM 接口 ................................................................................................................................................. 29 PCM时序 ........................................................................................................................................... 30 PCM参考设计 ................................................................................................................................... 31 SD1 接口 ................................................................................................................................................. 31 SD参考设计 ..................................................................................................................................... 32 I2C 总线 ................................................................................................................................................. 32 I2C参考设计 ................................................................................................................................... 32 SPI 接口 ................................................................................................................................................. 33 3.9 3.10 网络状态指示 ........................................................................................................................................ 33 3.11 飞行模式控制 ........................................................................................................................................ 33 3.5.1. 3.5.2. 3.6.1. 3.6.2. 3.4 3.5 3.7.1. 3.4.1. 3.6 3.7 3.8 3.8.1. SIM7100_硬件设计手册_V1.06 3 2016-08-02 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 3.12.1. 3.12 引脚复用 ................................................................................................................................................ 34 SD2参考设计 ................................................................................................................................ 35 3.13 其他接口 ................................................................................................................................................ 35 ISINK ............................................................................................................................................ 35 3.13.1. 3.13.2. 模数转换器（ADC） .................................................................................................................... 36 LDO ................................................................................................................................................ 36 3.13.3. 4.1. 4.2. 4.3. 4. 射频参数 ....................................................................................................................................................... 37 GSM/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE 射频参数 ........................................................................................ 37 GSM/UMTS/LTE天线参考设计 ................................................................................................................ 41 GNSS ........................................................................................................................................................ 42 GNSS参数 ......................................................................................................................................... 42 GNSS 参考设计 ............................................................................................................................... 42 4.3.1. 4.3.2. 5. 电气参数 ....................................................................................................................................................... 44 5.1. 极限参数 ................................................................................................................................................ 44 5.2. 正常工作条件 ........................................................................................................................................ 44 5.3. 工作模式 ................................................................................................................................................ 45 5.3.1. 工作模式定义 ................................................................................................................................. 45 5.3.2. 休眠模式 ......................................................................................................................................... 46 5.3.3. 最小功能模式 ................................................................................................................................. 46 5.4. 耗流 ........................................................................................................................................................ 47 5.5. 静电防护 ................................................................................................................................................ 50 6. 贴片生产 ....................................................................................................................................................... 51 6.1. 模块的顶视图和底视图 ........................................................................................................................ 51 6.2. 标签信息 ................................................................................................................................................ 52 6.3. 典型焊接炉温曲线 ................................................................................................................................ 53 6.4. 湿敏特性 ................................................................................................................................................ 53 6.5. 推荐钢网设计 ........................................................................................................................................ 54 附录 ......................................................................................................................................................................... 55 参考原理图 ............................................................................................................................................ 55 I. II. 编码方式及最大数据速率 .................................................................................................................... 56 III. 参考文档 ................................................................................................................................................ 58 IV. 术语和解释 ............................................................................................................................................ 60 安全警告 ................................................................................................................................................ 62 V. SIM7100_硬件设计手册_V1.06 4 2016-08-02 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 表格索引表 1：SIM7100 系列模块频段列表.................................................................................................................................. 8 表 2：模块主要特性 .................................................................................................................................................... 10 表 3：引脚定义列表 .................................................................................................................................................... 12 表 4：引脚参数缩写 ...................................................................................................................................................... 14 表 5：引脚描述 ............................................................................................................................................................ 14 表 6： VBAT 引脚电气参数 ........................................................................................................................................... 20 表 7：推荐的齐纳二极管列表 .................................................................................................................................... 21 表 8：开机时序参数 .................................................................................................................................................... 23 表 9：关机时序参数 .................................................................................................................................................... 24 表 10： RESET 引脚电参数 ........................................................................................................................................... 24 表 11： 1.8V 模式时 USIM 接口电气参数（USIM_VDD=1.8V） .................................................................................. 27 表 12： 3.0V 模式时 USIM 接口电气参数（USIM_VDD=2.95V） ................................................................................ 27 表 13： AMPHENOL USIM 卡座引脚描述 ......................................................................................................................... 29 表 14： PCM 参数表 ........................................................................................................................................................ 29 表 15： PCM 时序参数 .................................................................................................................................................... 30 表 16： SD1 接口电参数（SD_DATA0-SD_DATA3,SD_CLK 和 SD_CMD）* ..................................................................... 31 表 17： NETLIGHT 工作状态 .......................................................................................................................................... 33 表 18： FLIGHTMODE 引脚状态 ...................................................................................................................................... 34 表 19：引脚复用列表 ................................................................................................................................................... 34 表 20： SD2 引脚描述 .................................................................................................................................................... 35 表 21： ISINK 电气参数 ................................................................................................................................................ 35 表 22： ADC1 和 ADC2 电气特性 ................................................................................................................................... 36 表 23：VDD_EXT 电气特性 .............................................................................................................................................. 36 表 24：传导发射功率 ..................................................................................................................................................... 37 表 25：频段信息 ............................................................................................................................................................. 37 表 26：E-UTRA 频段信息 ................................................................................................................................................ 38 表 27：传导接收灵敏度 ................................................................................................................................................. 39 表 28：参考灵敏度(QPSK) ............................................................................................................................................. 39 表 29：TVS 推荐型号列表 .............................................................................................................................................. 41 表 30：极限参数 ........................................................................................................................................................... 44 表 31：模块推荐工作电压 ........................................................................................................................................... 44 表 32： 1.8V 数字接口特性* ........................................................................................................................................ 44 表 33：模块工作温度 ................................................................................................................................................... 45 表 34：工作模式定义 ................................................................................................................................................... 45 表 35： VBAT 耗流(VBAT=3.8V) .................................................................................................................................... 47 表 36： ESD 性能参数（温度：25℃，湿度：45%） .................................................................................................. 50 表 37: 模块信息描述 ..................................................................................................................................................... 52 表 38：模块湿敏特性 ................................................................................................................................................... 53 表 39：编码方式和最大数据速率................................................................................................................................ 56 表 40：参考文档 ........................................................................................................................................................... 58 表 41：术语和解释 ....................................................................................................................................................... 60 表 42：安全警告 ........................................................................................................................................................... 62 SIM7100_硬件设计手册_V1.06 5 2016-08-02 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 图片索引图 1：模块框图 ............................................................................................................................................................. 10 图 2：模块引脚图(顶视图) ......................................................................................................................................... 12 图 3：三维尺寸（单位：毫米） ................................................................................................................................. 18 图 4：推荐 PCB 封装尺寸（单位：毫米） .................................................................................................................. 19 图 5：突发电流时 VBAT 的跌落 ................................................................................................................................... 20 图 6： VBAT 输入参考电路 ........................................................................................................................................... 21 图 7：线性电源推荐电路 ............................................................................................................................................... 21 图 8：开关电源推荐电路 ............................................................................................................................................. 22 图 9：开关机参考电路 ................................................................................................................................................... 22 图 10：PWRKEY 开机时序 ................................................................................................................................................ 23 图 11：PWRKEY 关机时序 ................................................................................................................................................ 24 图 12：复位推荐电路 ..................................................................................................................................................... 24 图 13：串口连接图（FULL 模式）................................................................................................................................. 25 图 14：串口连接图（NULL 模式）................................................................................................................................. 25 图 15：推荐电平转换电路 ............................................................................................................................................. 26 图 16：RI 上的电平变化(短信，URC) ........................................................................................................................... 26 图 17：RI 上的电平变化(语音呼入)............................................................................................................................. 26 图 18：USB 连接图 .......................................................................................................................................................... 27 图 19：USIM 接口推荐电路 ............................................................................................................................................ 28 图 20：AMPHENOL C707 10M006 512 USIM 卡座尺寸图 ............................................................................................... 29 图 21：PCM_SYNC 时序 .................................................................................................................................................... 30 图 22：外部 CODEC 到模块的时序 ................................................................................................................................. 30 图 23：模块到外部 CODEC 的时序 ................................................................................................................................. 30 图 24：PCM 推荐电路 ...................................................................................................................................................... 31 图 25：SD 卡连接图 ........................................................................................................................................................ 32 图 26：I2C 接口参考电路 .............................................................................................................................................. 32 图 27：NETLIGHT 参考电路 ............................................................................................................................................ 33 图 28：飞行模式控制参考电路 ..................................................................................................................................... 34 图 29：ISINK 参考电路 .................................................................................................................................................. 36 图 30：天线接口连接电路（主天线） .......................................................................................................................... 41 图 31：天线接口连接电路（副天线） .......................................................................................................................... 42 图 32：GNSS 有源天线参考电路 .................................................................................................................................... 43 图 33：GNSS 无源天线参考电路 .................................................................................................................................... 43 图 34：SIM7100 顶视图和底视图 .................................................................................................................................. 51 图 35: 标签信息 ............................................................................................................................................................. 52 图 36：推荐焊接炉温曲线图（无铅工艺） .................................................................................................................. 53 图 37：参考设计原理图 ................................................................................................................................................. 55 SIM7100_硬件设计手册_V1.06 6 2016-08-02 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 版本历史日期版本变更描述 2015-06-16 1.01 初版 2015-12-01 1.02 更新图 3,4,5； 2015-12-28 1.03 修改开机时序图，增加 USB 部分；新增 VBUS 防浪涌设计，推荐添加齐纳二极管； 2016-03-01 1.04 更新 SIM7100CE 支持频段信息 2016-05-16 1.05 更新模块尺寸图纸；更新 PWRKEY 参考设计；更新 4.2 小节，增加表 29 2016-07-29 1.06 删除关于键盘章节和相关描述更新模块推荐封装和结构图修正了一些不当描述作者杨红良,李亚马洪刚马洪刚张孝军马洪刚高凡张孝军 SIM7100_硬件设计手册_V1.06 7 2016-08-02 SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

Smart Machine Smart Decision 1. 绪论本文档描述了模块的硬件接口，可以帮助用户快速的了解模块的接口定义、电气性能和结构尺寸的详细信息。结合本文档和其他的应用文档，用户可以快速的使用模块来设计移动通讯应用方案。 1.1 模块综述 SIM7100模块可支持GSM, TD-SCDMA, CDMA, WCDMA ,TDD-LTE和FDD-LTE。用户可以灵活选用不同型号的模块以满足多样化的市场需求。详细的频段描述请参考下表：表 1：SIM7100 系列模块频段列表 x=“C” x=“CE” x=“CT” x=“E” x=“JE” x=“JC” x=“V” x=“A” SIM7100x LTE-FDD B20 LTE-TDD LTE TDD B38 LTE TDD B39       SIM7100_硬件设计手册_V1.06 8 2016-08-02 网络类型频段 GSM CDMA2000/ EVDO WCDMA GSM 850MHz EGSM 900MHz DCS1800MHz PCS1900MHz BC0 BAND5 BAND6 BAND8 BAND2 BAND1 TD-SCDMA TD-SCDMA 1.9G TD- SCDMA 2G LTE-FDD LTE-FDD B1 LTE-FDD B2 LTE-FDD B3 LTE-FDD B4 LTE-FDD B5 LTE-FDD B7 LTE-FDD B8 LTE-FDD B13 LTE-FDD B17 LTE-FDD B18 LTE-FDD B19                                                          SIMCOM CONFIDENTIAL FILE

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