存储卡连接器：SD、SIM 和智能卡如何与设备进行接口
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固态存储卡被用于许多电子设备和系统中，以提升可用性、功能性和便利性。正如你可能猜到的，大多数存储卡都需要兼容的连接器技术，使它们能够与主机设备连接。所使用的存储卡连接器（或插座）必须在持续小型化的系统中提供稳定的硬件性能。但在更深入了解连接器之前，让我们先快速回顾一下存储卡技术。
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什么是存储卡？
存储卡是小型、便携、固态的设备，用于数字化存储例如照片、视频、音乐和各种文件。
它们利用 20 世纪 80 年代开发的闪存技术，即使在断电时也能保存数据。
闪存是一种使用浮栅晶体管的非易失性数据存储技术，由于没有机械部件，提供快速访问时间和可靠性。这项技术允许存储卡被电子擦除并重新编程，使其非常适合安全的数据存储和快速读取。
自问世以来的这些年中，存储卡经历了多次改进，主要集中在卡片的小型化和存储容量提升方面。目前可用的版本包括：
SIM 卡（用户识别模块）
SIM 卡使用微芯片来存储移动设备的网络套餐信息以及用户身份数据。
SIM 卡主要用于网络连接。通过国际移动用户识别码（IMSI），SIM 卡识别订阅者并允许完成通话、发送短信以及访问智能手机、平板电脑和手表上的数据服务。
SIM 卡尺寸包括：
全尺寸 SIM（85.6 × 53.9 mm）
Mini-SIM（25 × 15 mm）
Micro-SIM（15 × 12 mm）
Nano-SIM（12.3 × 8.8 mm）
原始全尺寸 SIM 已不再使用。由于全尺寸 SIM 不再使用，Mini-SIM——如今用户称为完整尺寸 SIM 卡——通常直接称为 SIM 或标准 SIM。
在手机应用中，Mini-SIM 和 Micro-SIM 已大部分被 Nano-SIM 替代。
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SD 卡（Secure Digital）
SD 卡提供额外功能，用于存储和传输数字数据。SD 卡可用于存储照片、音乐、视频及其他文件，并扩展主机设备的数字存储容量。它们通常用于智能手机、数码相机、平板电脑、便携式游戏机和其他很多设备中。
SD 卡已成为当今最主流的存储卡格式。
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智能卡（Smart Card）
智能卡是一种信用卡大小的设备，带有嵌入式计算机芯片，可实现额外功能，如身份识别、支付和数据加密。
智能卡相比其他存储卡具有附加特性：它们可以是有线（有物理触点），也可以是非接触式（无线）。但它们需要主机设备中的读卡器技术。
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存储卡有着明显不同的尺寸和功能。
什么是 SD 存储卡？
SD 存储卡技术标准由 SD 协会于 1999 年推出，用于便携设备中的信息存储。
该标准随着时间发展，被不断扩展，以支持更大的存储容量和更小的封装。如今，它们有三种物理尺寸：
全尺寸 / 标准 SD（32 × 24 mm）
miniSD（21.5 × 20 mm）
microSD（15 × 11 mm）
并具有四种存储容量等级：
SDSC（标准容量）：最高 2 GB
SDHC（高容量）：2 GB – 32 GB
SDXC（扩展容量）：32 GB – 2 TB
SDUC（超大容量）：2 TB – 128 TB
SD 存储卡还具有多种数据处理速度，以适应从基础数据到高速视频的应用。
存储卡连接器插入/移除方式
正如我们提到的，SIM 和 SD 存储卡需要与其支持的设备进行物理互连。
这种互连必须在卡片插入和弹出时提供顺畅可靠的动作。
目前可用的连接机制包括：
Push-in / Pull-out（推入/拉出）
卡片通过推入设备的插槽连接，无需其他固定动作。
取出时，只需用简单的拉出动作，无需任何卡扣机制。
Push-Push（按压式 / 弹簧式）
将卡片推入插槽以连接，然后再次按压以利用弹簧机制将其弹出。
具有明显的卡入和弹出声音（也称“Push-in / Auto Eject Out”）。
Hinged（翻盖式）
带铰链的锁定结构，用于在震动环境下确保牢固接触。
存储卡连接器触点说明
SD 和 SIM 存储卡通过卡上的特定电路连接区域（引脚）与设备通信。
每个引脚与连接器配对完成一个电路，并启用特定功能。
将功能分配给不同引脚被称为触点分配或引脚定义（pinout）。
存储卡与设备的连接由安装在主机设备上的独立连接器（或插座）完成。
连接器有多种版本，以匹配设备设计所需的卡格式。
SD 卡连接器触点
SD 卡随着时间显著演变，引入了多种接口标准，以支持更高的数据传输速度。
标准全尺寸 SD 卡通常有 9 个触点
microSD 卡通常有 8 个触点
高速等级可能需要 额外的引脚排
现代 SD 卡支持多种通信协议，包括：
SPI（串行外围接口）
常用于低带宽应用，特别在开发者项目中因其简单性而广泛使用。
SD 总线接口
包括：
Default Speed（默认速度）
High Speed（高速）
UHS-I
UHS-II
UHS-III
部分接口需要额外的触点排。
PCIe/NVMe 接口
用于 SD Express 卡，实现超高速性能。
SIM 卡连接器触点
SIM 卡包含 6–8 个触点，依卡尺寸而定。
在 8 引脚 SIM 卡中，各触点功能如下：
VCC：电源
GND：地
CLK：时钟信号
I/O：串行数据输入/输出
VPP：编程电压
RST：重置信号
RFU：保留供未来使用（通常占两个触点）
在 6 引脚 SIM 卡中，使用的引脚为：VCC、GND、I/O、VPP、RST、CLK。
某些连接器还有用于卡片检测的附加引脚，不与 SIM 卡上的任何触点对应，而是在卡片插入时接地。
虽然 SD 卡和 SIM 卡都使用串行通信，但它们的引脚定义完全不同。
智能卡连接器触点
如前所述，智能卡是信用卡大小的塑料卡，内置处理器以及 RAM、EEPROM 和 ROM 等多种存储类型。
它们可通过物理触点（有金属垫片）或非接触式射频方式与读卡器通信。
智能卡连接器允许卡片轻松插入、读取并移除。
智能卡的触点功能命名与 8 引脚 SIM 卡相同。
存储卡的技术标准是什么？
与其他电子设备类似，存储卡的设计也在不断演进，以支持增强功能、更快的数据传输速度和更小的封装。
存储卡规格通常由 ISO 7816 和 ISO 7810 技术标准文档定义，这些文档还规定了智能卡及其连接器的参数。
更新将根据市场需求发布并实施，卡片和连接器的制造商通常参与这些标准的制定。
存储卡连接器的使用寿命是多少？
SIM 和 SD 卡通常可使用 5–10 年，具体取决于以下因素：
写入和擦除频率
插拔频率
环境因素
与其他机电设备类似，存储卡连接器（包括智能卡连接器）的耐用性取决于其设计、材料和制造质量。
通常，知名品牌提供质量更高的连接器。
如果你的设计需要高频使用、环境防护、ESD 保护、机械锁定等特性，那么应与供应商技术代表紧密合作，以确保选到合适的产品。
存储卡连接器的常见应用
SIM 卡的引入实现了移动设备的高效联网。
SD 卡的发展极大扩展了设备的功能，使得安全、便携的数据传输和存储成为可能。
如今，应用范围已从手机和便携设备扩展到以下新兴领域：
家庭安防系统
游戏机与掌机
虚拟与增强现实头显
智能眼镜
物联网
无人机
数字标牌
可穿戴电子设备
平板电脑
GPS 设备
汽车数据存储
总结
当今的存储卡技术为全球用户提供高性能产品和服务，支持并提升人们的工作、生活和娱乐。
市场上有许多不同的物理连接器，可支持各种尺寸和格式的 SD 卡与 SIM 卡，包括连接器、弹出器、延长器和适配器。
SD、SIM 和智能卡连接器可设计为顶贴或底贴，并具有超薄外形，以支持你的设备设计。
Same Sky 提供的可靠互连组件可以提升客户的用户体验，并增强对你产品的满意度。
随着新兴技术的发布和应用进入市场，对存储卡解决方案的需求将持续增长。
要点总结
存储卡连接器能够在 SIM、SD、智能卡与主机设备之间实现通信
常见插拔方式包括推入/拉出式、按压式和翻盖式
SD 卡连接器因卡类型不同而变化，支持 SPI、SD Bus、PCIe/NVMe 等多种协议
SIM 和智能卡连接器具有固定引脚定义，用于供电、数据和时钟
设计需考虑耐久性、插拔寿命、ESD 防护以及对小型化设备的兼容性
SD、SIM 和智能卡连接器均可提供紧凑、表面贴装的版本
应用范围涵盖手机、可穿戴设备、汽车系统、物联网、数字标牌等领域
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