Analog Devices / Maxim Integrated DS2505P+ – minne/lagring

DS2505 är ett 16 Kb Add-Only Memory: ett elektriskt programmerbart läsminne (EPROM) på 16384 bitar som kommunicerar över Maxims 1-Wire-gränssnitt med en enda signalledare plus jord. Varje krets har ett fabrikslasrat och testat 64-bitars registreringsnummer, bestående av en 8-bitars familjekod (0BH), ett 48-bitars serienummer och en 8-bitars CRC. Det ger spårbarhet, eftersom inga två kretsar är lika. All ström för läsning och programmering hämtas från 1-Wire-linjen.

Minnet är ”add only”: ytterligare data kan programmeras utan att befintliga data störs, och enskilda bitar kan bara ändras från logisk 1 till logisk 0, aldrig tillbaka. Kretsen kan programmeras en gång och därefter skrivskyddas, eller programmeras flera gånger så att ny data läggs till utan att skriva över tidigare data. Varje minnessida kan skrivskyddas permanent, och programvaran kan uppdatera (”patcha”) data genom att peka om en ogiltig sida till en nyprogrammerad sida. Databladet nämner lagring av kalibreringskonstanter, underhållsregister, tillgångsspårning (asset tracking), produktrevisionsstatus och åtkomstkoder som typiska tillämpningar.

Teknik och prestanda

Kretsen har tre datakomponenter: ett 64-bitars lasrat ROM, 16384 bitar EPROM-datamin och 704 bitar EPROM-statusminne.

• Datamin: 64 sidor om 32 byte (256 bitar per sida) för direktåtkomst till paketerade dataposter. Skrivning sker byte för byte via en 8-bitars scratchpad, och innehållet verifieras med en 16-bitars CRC innan programmeringspulsen ges.
• Skrivskydd: när skrivskyddsbiten för en sida har programmerats kan hela 32-byte-sidan inte längre ändras, men den kan fortfarande läsas.
• Statusminne (704 bitar): skrivskyddsbitar för sidorna (adresserna 000-007H), skrivskydd för omdirigeringsbyten (020-027H), flaggor för iButton-programvaran TMEX som markerar använda sidor (040-047H) samt 64 omdirigeringsbyte (100H-13FH).
• Sidomdirigering: ett omdirigeringsbyte med värdet FFH betyder att sidans data är giltiga. Ett annat värde betyder att sidan är ogiltig och att giltiga data finns på den sida vars adress är det bitvis inverterade värdet (ettkomplementet); FDH för sida 1 pekar till exempel på sida 2. Databladet rekommenderar att omdirigeringsbyten skrivskyddas efter programmering.
• ROM: 8-bitars familjekod (0BH), 48-bitars serienummer och en 8-bitars CRC över de första 56 bitarna, med polynomet X^8 + X^5 + X^4 + 1.

Elektriska data enligt databladet:

• Läsning: 2.8 V till 6.0 V (VPUP) över -40 °C till +85 °C.
• Programmering: 11.5 V till 12.0 V (VPP, vid 10 mA) över -40 °C till +50 °C. Programmeringspulsen är 12 V under 480 µs, och 1-Wire-linjen måste kunna leverera upp till 10 mA vid 12 V.
• Maximal datahastighet: 16.3 kbit/s.
• Logiknivåer (VPUP 2.8 V till 6.0 V): VIH min 2.2 V, VIL -0.3 V till +0.8 V och VOL max 0.4 V vid 4 mA.
• Kapacitans på dataledningen: max 800 pF när spänningen först läggs på; med ett pull-up-motstånd på 5 kΩ är den utan betydelse 5 µs senare.

Anslutningar och gränssnitt

• Kapsel: 6-pins TSOC (3.7 × 4.0 × 1.5 mm) för ytmontering. Pin 1 är GND, pin 2 är DATA och pin 3 till 6 är NC (ej anslutna).
• Gränssnitt: en enda open-drain-dataledning plus jord. Kretsen kan anslutas direkt till en portpinne på en mikroprocessor.
• Pull-up: bussmastern behöver ett pull-up-motstånd, vars värde bör vara ungefär 5 kΩ vid korta ledningslängder.
• Bussens viloläge är högt. Hålls bussen låg längre än 120 µs kan en eller flera enheter på bussen återställas.
• Närvarodetektor: kretsen bekräftar med en närvaropuls när läsaren först lägger på spänning.
• Multidrop: en inbyggd multidrop-styrenhet gör kretsen kompatibel med andra 1-Wire Net-produkter. Under programmering vid 12 V kan icke-EPROM-baserade 1-Wire-enheter inte finnas på samma buss, eftersom en intern diod i sådana enheter försöker klämma linjen vid cirka 8 V och kan skada dem.
• Vid VPUP under 3.0 V kan den första lästa byten bli felaktig. Databladet rekommenderar då att antingen den mest signifikanta biten eller alla fem mest signifikanta bitarna i adressbytet TA2 sätts till 1; kretsen tvingar tillbaka dem till 0 internt.

Programvara och kompatibilitet

Kommunikationen följer 1-Wire-protokollet, och all data läses och skrivs med minst signifikanta biten först. Bussmastern, normalt en mikrokontroller, skickar först ett av fyra ROM-funktionskommandon och därefter något av fem minnesfunktionskommandon.

• ROM-funktionskommandon: Read ROM [33H], Match ROM [55H], Skip ROM [CCH] och Search ROM [F0H]. De verkar på det lasrade 64-bitars ROM:et och kan peka ut en enskild krets när flera finns på samma ledning.
• Minnesfunktionskommandon: Read Memory [F0H], Read Status [AAH], Extended Read Memory [A5H], Write Memory [0FH] och Write Status [55H].
• Extended Read Memory stöder sidomdirigering genom att först leverera sidans omdirigeringsbyte, och avslutar varje sida med en 16-bitars CRC. Det passar bitorienterade tillämpningar där en CRC inte kan lagras tillsammans med data.
• Speed Write Memory [F3H] och Speed Write Status [F5H] hoppar över CRC-läsningen före programmeringspulsen och sparar 976 µs per byte. De ska bara användas när den elektriska kontakten mot kretsen är säker.
• CRC: den 8-bitars CRC:n i ROM:et använder X^8 + X^5 + X^4 + 1, medan 16-bitars-CRC:n för data- och statusöverföring använder X^16 + X^15 + X^2 + 1 och returneras inverterad.

Statusbitarna för använda sidor (040-047H) är reserverade för iButton-programvaran TMEX. De är enbart applikationsflaggor och påverkar inte kretsens interna logik.

Egenskaper

• 16384 bitar EPROM (64 sidor à 32 byte), add-only
• Fabrikslasrat 64-bitars ROM-nummer: familjekod 0BH, 48-bitars serienummer, 8-bitars CRC
• 1-Wire: en dataledning plus jord, upp till 16.3 kbit/s
• Läsning vid 2.8 V till 6.0 V, -40 °C till +85 °C
• Programmering vid 11.5 V till 12.0 V, -40 °C till +50 °C
• Permanent skrivskydd per 32-byte-sida
• Sidomdirigering för att ersätta ogiltiga sidor
• 704 bitar EPROM-statusminne
• Närvarodetektor (närvaropuls) vid första spänningspåläggning
• 6-pins TSOC, 3.7 × 4.0 × 1.5 mm, för ytmontering
• Blyfri, RoHS-kompatibel kapsel (suffix +)

Användningsområden

• Lagring av kalibreringskonstanter
• Underhållsregister
• Tillgångsspårning (asset tracking)
• Produktrevisionsstatus
• Åtkomstkoder
• Identifiering och spårbarhet med unikt 64-bitars ROM-nummer

Certifieringar och standarder: RoHS (blyfri kapsel)

Databladet (DS2505, 24 sidor) omfattar både TO-92- och TSOC-kapslar; uppgifterna avser TSOC-varianten DS2505P+ med blyfri och RoHS-kompatibel kapsel.

Tillverkarens artikelnummer DS2505P+. Uppgifterna är hämtade ur tillverkarens datablad (PDF). Lagerförd vara – skickas inom 1–3 vardagar.