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介绍

传感器、目标跟踪器、安全摄像头、智能交通信号灯、可穿戴设备和智能电表等联网的 IoT 设备正在迅速普及。大量联网 IoT 设备都使用蜂窝网络技术进行通信。5G 正在为新的设备发展浪潮奠定基础，促进实现更大规模的快速 IoT 连接。NB-IoT 和 LTE-M 是为 IoT 应用设计的低功耗广域 (LPWA) 通信技术，将继续伴随 5G 的演进向前发展。

随着具有各种功能的 IoT 设备面市，用户在购买产物后就会寻求无缝的安全连接和软件升级。安全和远程管理需求可通过基于直接集成到芯片组中的用户识别模块 (SIM) 技术的经济实惠且可扩展的解决方案满足。集成 SIM (iSIM) 技术为网络提供了强大的设备识别和认证能力，它可作为安全通信的信任锚，相较分立设备具有更低的成本和更高的潜在安全性。除了为用户带来的安全优势外，集成的 SIM 还可以帮助移动网络运营商保护其网络免受诈骗和滥用。

用户喜欢 SIM 具有的安全性，但传统的 SIM 技术只能将一张 SIM 卡绑定到一家移动网络运营商。要更换网络运营商，用户就得更换 SIM 卡。这对于手机而言相当容易，但对于具有内置 SIM 的小型或大规模部署的 IoT 设备而言（例如数千户家庭使用的智能电表），则较为困难。

新的 IoT 设备需要接受各家网络运营商颁发的证书，并且通常是同时接受多家运营商的证书，这与几年前以运营商为中心的模式完全不同。为了成功扩展并保护 IoT 设备，系统架构师正在将对运营商的灵活支持设计到芯片当中。

本文展示了端到端 iSIM 解决方案如何实现无缝安全的 IoT 蜂窝网络连接，为广大公司提供一种可扩展的模式，能够对数以百万的设备执行管理并实现盈利。

iSIM：移动 IoT 的未来

过去 20 年中，SIM 卡在移动通信的快速发展方面发挥了至关重要的作用，而且随着时间的推移，SIM 卡出现了各种新功能并推出了不同的外形尺寸（图 1），以支持新的、功能更强和/或更小的设备。

在消费类和 IoT 设备中，标准 SIM 卡现在正在向嵌入式 SIM (eSIM) 转变。GSMA 推动制定的 eSIM 新标准允许设备在制造时包含固定的 SIM 硬件安全元件，而不是在制成之后插入运营商提供的分立 SIM 卡。GSMA 标准化 eSIM 协议使移动运营商能够远程安装和管理现场设备的连接配置文件和用户身份。eSIM 也称为 eUICC（嵌入式通用集成电路卡），可作为焊接到电路板上的安全元件芯片提供。

尽管 SIM 技术至今发展迅速，但消费者和产物设计人员仍在寻找更加优化、安全且灵活的解决方案，以更快的速度“解锁” IoT。他们偏爱更开放的生态模式，以便任何移动运营商都能够控制任何设备，同时还能优化成本、尺寸、功耗和性能。这些市场需求催生的结果是从 eSIM 到 iSIM 的演变。iSIM 是基于 eSIM/eUICC 远程配置功能构建的，但它直接嵌入到调制解调器或片上系统 (SoC) 中。 

iSIM 解决方案

iSIM 在全行业的采用正在推动构建更加开放的移动网络运营商生态系统，同时还缩减了尺寸和功耗。iSIM 使设计人员能够将以前需要分立芯片和模块的功能（如应用处理器、调制解调器和 SIM）集成到单个 SoC 中（图 2）。 

带有 iSIM 信任根的硬件安全模块

草榴社区 提供多种 iSIM 解决方案选项，供设计人员在实施 iSIM 安全模块时进行选择：

• tRoot Fx 硬件安全模块 (HSM) 是具有硬件 (RTL)、参考软件和工具的可配置解决方案。这样，客户就能使用 eSIM/eUICC 操作系统，配合客户自有、或 草榴社区 合作伙伴或其他第三方提供商提供的远程配置服务完成解决方案了（图 3）。