应用笔记 4506

DS1994L 4Kb、带有时钟的存储器iButton®的替代产品


摘要 : DS1994L由Maxim的6英寸晶圆厂生产,所采用的制造工艺已经过时并且已经废除。因此,为了避免旧器件向新工艺移植造成的高开发成本,Maxim实施了DS1994L的最后一次采购,鼓励该器件的所有用户采用替代产品。

引言

DS1994L 4Kb、带有时钟的存储器iButton凭借其不同寻常的功能被广泛用于各种产品。本应用笔记首先列出了DS1994L的特性和应用,然后给出了与之相对应的替代型号,并对替代器件进行了详细讨论。

DS1994L特性

DS1994L包括NV SRAM、RTC计数器、时间间隔计数器、循环计数器以及RTC、时间间隔计数器、循环计数器的报警寄存器。时间间隔计数器能够工作在手动模式或自动模式。手动模式下,该计数器可在软件控制下启动和暂停;自动模式下,只要1-Wire®端口施加电压,计数器将保持有效。当1-Wire端口电压被移除时,循环计数器递增。按照这种方式,DS1994L自动计算上电/断电次数以及器件的工作时间。当DS1994L的任何计数器达到相应的报警寄存器设定门限时,DS1994L将产生一次报警。

三个计数器及其报警寄存器的不可清除的独立写保护功能使得DS1994L非常适合软件授权期限定时器或限时访问令牌等应用。这两种应用都得益于用户可编程功能,一旦发生报警,即可阻止对存储器的访问。这一功能组合使DS1994L的应用更广泛,如表1所示。对于有些应用,通过修改软件的确可以采用替代产品。

表1. DS1994L的应用
  Alternative Devices
DS1994 Application DS1904L DS1904L with DS1993L DS1921G DS1922L
RTC module/token
RTC with memory module/token
Data token (NV SRAM)
Equipment on/off cycle counter with service alarm Extra SW1 Extra SW1 Extra SW1
Equipment operating time counter with service alarm Extra SW2 Extra SW3
Equipment scheduled service timer with alarm Extra SW4 Extra SW4
Secure time-limited access token Extra SW5
Secure software license token with expiration timer

图例/注释
功能替代器件,但需要对软件进行部分修改。
— 不能替代器件的功能。
1. 替代器件需要通过软件控制在存储器中创建一个计数器。
2. 功能替代器件,需要通过软件控制RTC计数器的启动/暂停。报警服务需要额外的存储空间,用于储存参考值。通过比较RTC计数器值和存储器存储的参考值产生报警。
3. 功能替代器件,需要通过软件控制RTC计数器的启动/暂停。通过比较RTC计数器值和存储器存储的参考值产生报警。
4. 功能替代器件,需要在软件控制下比较RTC数值与存储在存储器的参考值。该方案没有使用任何安全措施。
5. 功能替代器件,需要在软件控制下比较RTC数值与存储在存储器的参考值。该方案采用了密码保护措施。

替代器件

遗憾的是,没有一种替代器件能够包含DS1994L的所有功能,有些器件可提供DS1994L的部分功能。此外,如果允许修改固件使其支持应用的不同功能组合,DS1994L的许多功能可以找到替代器件来完成。表2列出了这些替代器件与DS1994L的功能比较。

表2. 替代器件比较
    Alternative Devices
Characteristic DS1994L DS1904L DS1904L with DS1993L DS1921G DS1922L
RTC format 40b binary counter 32b binary counter 32b binary counter BCD: seconds, minutes, hours BCD: seconds, minutes, hours
RTC resolution 1/256 second 1 second 1 second 1 second 1 second
Calendar Software algorithm Software algorithm Software algorithm BCD: day of week, date, month, year BCD: date, month, year
Interval timer 40b binary counter, resolution 1/256 second
Cycle counter 32b binary
RTC alarm Yes, using conditional search ROM Yes, using conditional search ROM
Interval timer alarm Yes
Cycle counter alarm Yes
User memory 512B 512B 512B 512B
Security Irreversible write protection of RTC counter and alarm register, interval timer and alarm register, cycle counter and alarm register Two 64b passwords (one for read, one for full access)
Extras • User-programmable memory access blocking upon alarm

• Interrupt signaling upon alarm (an uncommon feature)
Temperature logger with 2KB logging memory, temperature histogram, and temperature alarm recording

• Temperature alarm
• Temperature logger with 8KB logging memory

• Temperature alarm

DS1904L

DS1904L RTC iButton是一款iButton封装的RTC计数器。与每秒递增256的5字节计数器不同,DS1904L有一个逐秒递增的4字节计数器。除时间分辨率外,DS1904L的功能与DS1994L的RTC计数器相当。将计数器读数转换为常规的时间/日期格式或相反过程的算法与DS1994L相同(参见应用笔记517:“DS1371/DS1372/DS1374 32-Bit Binary Counter Time Conversion”)。DS1904L的成本大约为DS1994L的一半,适合作为实时计数器用于最基本的功能替代。如需测量器件的工作时间,DS1904L需要微控制器在器件上电时启动RTC振荡器,并在器件关闭时暂停振荡器。而这种方法会妨碍RTC计数器显示正确的时间。

带DS1993L模块的DS1904L

一种组合了DS1904L和DS1993L 4Kb存储器iButton的模块作为1-Wire器件集能够实现DS1994L的RTC计数功能和存储功能。所缺少的主要功能是时间间隔计时器、循环计时器和三种报警功能。根据应用环境的不同,这些功能可通过软件实现。与单独使用DS1904L一样,这种模块妨碍了RTC计数器正确显示时间。除了两个iButton外,在印刷电路板上还安装了模板中所包含的两个DS9094-SM5表贴iButton夹和一个DS9092R iButton端口。由于安装了额外的机电部件,DS1904L/DS1993L组合模块的成本高于DS1994L。

DS1921G

DS1921G Thermochron® iButton具有与DS1994L相同的存储器、RTC和RTC闹钟。但是,其RTC和相应的闹钟采用BCD格式进行秒、分钟、小时、日期、月份和年份计数。由于不需要将秒计数值转换为时间/日期格式,这种格式便于RTC报警。相反,当试图将DS1921G的RTC作为器件的工作时间计数器时,这种格式不太实用。

除了具备与DS1994L相同的功能外,DS1921G还提供一个独立的温度记录器,并带有温度直方图和温度报警功能。这些附加功能提高了DS1921G的成本,价格高于DS1994L。因此,如果能够接受这样的性价比,可以将DS1921G作为一个替代器件。此外,应用中还可以使用温度记录器功能。

DS1922L

带有8KB数据记录存储器的DS1922L温度记录器iButton具有与DS1994L相同的存储器和RTC (不带闹钟)。但是,其RTC采用BCD格式进行秒、分钟、小时、日期、月份和年份计数。由于不需要将秒计数值转换为时间/日期格式,这种格式便于RTC报警。相反,当试图将DS1922L的RTC作为器件的工作时间计数器时,这种格式不太实用。

除了具备与DS1994L相同的功能外,DS1922L还提供一个独立的温度记录器,并带有温度报警和密码保护功能。这些附加功能和大容量数据记录存储器提高了DS1922L的成本,价格高于DS1994L。因此,如果能够接受这样的性价比,可以将DS1922L作为一个替代器件。此外,应用中还可以使用温度记录和/或密码保护功能。

总结

DS1994L没有完全兼容的替代器件,但的确可以在其众多典型应用中找到DS1994L的合理替代产品。任何情况下都需要修改软件。最基本的替代产品是DS1904L,该器件缺少4Kb存储器。包含一个DS1904L、DS1993L、两个DS9094-SM5夹和一个DS9092R iButton端口的模块能够提供RTC功能和4Kb存储器,但成本稍高于DS1994L。DS1921G和DS1922L提供几乎与DS1904L/DS1993L模块相同的功能,但包括了额外的温度记录功能,使其成为了成本更高的替代产品。
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