存儲卡連接器:SD、SIM 和智能卡如何與設備進行接口
固態存儲卡被用于許多電子設備和系統中,以提升可用性、功能性和便利性。正如你可能猜到的,大多數存儲卡都需要兼容的連接器技術,使它們能夠與主機設備連接。所使用的存儲卡連接器(或插座)必須在持續小型化的系統中提供穩定的硬件性能。但在更深入了解連接器之前,讓我們先快速回顧一下存儲卡技術。
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什么是存儲卡?

存儲卡是小型、便攜、固態的設備,用于數字化存儲例如照片、視頻、音樂和各種文件。
它們利用 20 世紀 80 年代開發的閃存技術,即使在斷電時也能保存數據。
閃存是一種使用浮柵晶體管的非易失性數據存儲技術,由于沒有機械部件,提供快速訪問時間和可靠性。這項技術允許存儲卡被電子擦除并重新編程,使其非常適合安全的數據存儲和快速讀取。
自問世以來的這些年中,存儲卡經歷了多次改進,主要集中在卡片的小型化和存儲容量提升方面。目前可用的版本包括:
SIM 卡(用戶識別模塊)
SIM 卡使用微芯片來存儲移動設備的網絡套餐信息以及用戶身份數據。
SIM 卡主要用于網絡連接。通過國際移動用戶識別碼(IMSI),SIM 卡識別訂閱者并允許完成通話、發送短信以及訪問智能手機、平板電腦和手表上的數據服務。
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——如今用戶稱為完整尺寸 SIM 卡——通常直接稱為 SIM 或標準 SIM。
在手機應用中,Mini-SIM 和 Micro-SIM 已大部分被 Nano-SIM 替代。
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SD 卡(Secure Digital)
SD 卡提供額外功能,用于存儲和傳輸數字數據。SD 卡可用于存儲照片、音樂、視頻及其他文件,并擴展主機設備的數字存儲容量。它們通常用于智能手機、數碼相機、平板電腦、便攜式游戲機和其他很多設備中。
SD 卡已成為當今最主流的存儲卡格式。
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智能卡(Smart Card)
智能卡是一種信用卡大小的設備,帶有嵌入式計算機芯片,可實現額外功能,如身份識別、支付和數據加密。
智能卡相比其他存儲卡具有附加特性:它們可以是有線(有物理觸點),也可以是非接觸式(無線)。但它們需要主機設備中的讀卡器技術。
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存儲卡有著明顯不同的尺寸和功能。
什么是 SD 存儲卡?
SD 存儲卡技術標準由 SD 協會于 1999 年推出,用于便攜設備中的信息存儲。
該標準隨著時間發展,被不斷擴展,以支持更大的存儲容量和更小的封裝。如今,它們有三種物理尺寸:
全尺寸 / 標準 SD(32 × 24 mm)
miniSD(21.5 × 20 mm)
microSD(15 × 11 mm)
并具有四種存儲容量等級:
SDSC(標準容量):最高 2 GB
SDHC(高容量):2 GB – 32 GB
SDXC(擴展容量):32 GB – 2 TB
SDUC(超大容量):2 TB – 128 TB
SD 存儲卡還具有多種數據處理速度,以適應從基礎數據到高速視頻的應用。
存儲卡連接器插入/移除方式
正如我們提到的,SIM 和 SD 存儲卡需要與其支持的設備進行物理互連。
這種互連必須在卡片插入和彈出時提供順暢可靠的動作。
目前可用的連接機制包括:
Push-in / Pull-out(推入/拉出)
卡片通過推入設備的插槽連接,無需其他固定動作。
取出時,只需用簡單的拉出動作,無需任何卡扣機制。
Push-Push(按壓式 / 彈簧式)
將卡片推入插槽以連接,然后再次按壓以利用彈簧機制將其彈出。
具有明顯的卡入和彈出聲音(也稱“Push-in / Auto Eject Out”)。
Hinged(翻蓋式)
帶鉸鏈的鎖定結構,用于在震動環境下確保牢固接觸。
存儲卡連接器觸點說明
SD 和 SIM 存儲卡通過卡上的特定電路連接區域(引腳)與設備通信。
每個引腳與連接器配對完成一個電路,并啟用特定功能。
將功能分配給不同引腳被稱為觸點分配或引腳定義(pinout)。
存儲卡與設備的連接由安裝在主機設備上的獨立連接器(或插座)完成。
連接器有多種版本,以匹配設備設計所需的卡格式。
SD 卡連接器觸點
SD 卡隨著時間顯著演變,引入了多種接口標準,以支持更高的數據傳輸速度。
標準全尺寸 SD 卡通常有 9 個觸點
microSD 卡通常有 8 個觸點
高速等級可能需要 額外的引腳排
現代 SD 卡支持多種通信協議,包括:
SPI(串行外圍接口)
常用于低帶寬應用,特別在開發者項目中因其簡單性而廣泛使用。
SD 總線接口
包括:
Default Speed(默認速度)
High Speed(高速)
UHS-I
UHS-II
UHS-III
部分接口需要額外的觸點排。
PCIe/NVMe 接口
用于 SD Express 卡,實現超高速性能。

SIM 卡連接器觸點
SIM 卡包含 6–8 個觸點,依卡尺寸而定。
在 8 引腳 SIM 卡中,各觸點功能如下:
VCC:電源
GND:地
CLK:時鐘信號
I/O:串行數據輸入/輸出
VPP:編程電壓
RST:重置信號
RFU:保留供未來使用(通常占兩個觸點)
在 6 引腳 SIM 卡中,使用的引腳為:VCC、GND、I/O、VPP、RST、CLK。
某些連接器還有用于卡片檢測的附加引腳,不與 SIM 卡上的任何觸點對應,而是在卡片插入時接地。
雖然 SD 卡和 SIM 卡都使用串行通信,但它們的引腳定義完全不同。
智能卡連接器觸點
如前所述,智能卡是信用卡大小的塑料卡,內置處理器以及 RAM、EEPROM 和 ROM 等多種存儲類型。
它們可通過物理觸點(有金屬墊片)或非接觸式射頻方式與讀卡器通信。
智能卡連接器允許卡片輕松插入、讀取并移除。
智能卡的觸點功能命名與 8 引腳 SIM 卡相同。
存儲卡的技術標準是什么?
與其他電子設備類似,存儲卡的設計也在不斷演進,以支持增強功能、更快的數據傳輸速度和更小的封裝。
存儲卡規格通常由 ISO 7816 和 ISO 7810 技術標準文檔定義,這些文檔還規定了智能卡及其連接器的參數。
更新將根據市場需求發布并實施,卡片和連接器的制造商通常參與這些標準的制定。
存儲卡連接器的使用壽命是多少?
SIM 和 SD 卡通??墒褂?5–10 年,具體取決于以下因素:
寫入和擦除頻率
插拔頻率
環境因素
與其他機電設備類似,存儲卡連接器(包括智能卡連接器)的耐用性取決于其設計、材料和制造質量。
通常,知名品牌提供質量更高的連接器。
如果你的設計需要高頻使用、環境防護、ESD 保護、機械鎖定等特性,那么應與供應商技術代表緊密合作,以確保選到合適的產品。
存儲卡連接器的常見應用
SIM 卡的引入實現了移動設備的高效聯網。
SD 卡的發展極大擴展了設備的功能,使得安全、便攜的數據傳輸和存儲成為可能。
如今,應用范圍已從手機和便攜設備擴展到以下新興領域:
家庭安防系統
游戲機與掌機
虛擬與增強現實頭顯
智能眼鏡
物聯網
無人機
數字標牌
可穿戴電子設備
平板電腦
GPS 設備
汽車數據存儲
總結
當今的存儲卡技術為全球用戶提供高性能產品和服務,支持并提升人們的工作、生活和娛樂。
市場上有許多不同的物理連接器,可支持各種尺寸和格式的 SD 卡與 SIM 卡,包括連接器、彈出器、延長器和適配器。
SD、SIM 和智能卡連接器可設計為頂貼或底貼,并具有超薄外形,以支持你的設備設計。
Same Sky 提供的可靠互連組件可以提升客戶的用戶體驗,并增強對你產品的滿意度。
隨著新興技術的發布和應用進入市場,對存儲卡解決方案的需求將持續增長。
要點總結
存儲卡連接器能夠在 SIM、SD、智能卡與主機設備之間實現通信
常見插拔方式包括推入/拉出式、按壓式和翻蓋式
SD 卡連接器因卡類型不同而變化,支持 SPI、SD Bus、PCIe/NVMe 等多種協議
SIM 和智能卡連接器具有固定引腳定義,用于供電、數據和時鐘
設計需考慮耐久性、插拔壽命、ESD 防護以及對小型化設備的兼容性
SD、SIM 和智能卡連接器均可提供緊湊、表面貼裝的版本
應用范圍涵蓋手機、可穿戴設備、汽車系統、物聯網、數字標牌等領域












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