DS1994L 4Kb、帶有時鐘的存儲器iButton®的替代產(chǎn)

DS1994L由Maxim的6英寸晶圓廠生產(chǎn)，所采用的制造工藝已經(jīng)過時并且已經(jīng)廢除。因此，為了避免舊器件向新工藝移植造成的高開發(fā)成本，Maxim實施了DS1994L的最后一次采購，鼓勵該器件的所有用戶采用替代產(chǎn)品。

引言
DS1994L 4Kb、帶有時鐘的存儲器iButton憑借其不同尋常的功能被廣泛用于各種產(chǎn)品。本應(yīng)用筆記首先列出了DS1994L的特性和應(yīng)用，然后給出了與之相對應(yīng)的替代型號，并對替代器件進行了詳細討論。

DS1994L特性
DS1994L包括NV SRAM、RTC計數(shù)器、時間間隔計數(shù)器、循環(huán)計數(shù)器以及RTC、時間間隔計數(shù)器、循環(huán)計數(shù)器的報警寄存器。時間間隔計數(shù)器能夠工作在手動模式或自動模式。手動模式下，該計數(shù)器可在軟件控制下啟動和暫停；自動模式下，只要1-Wire®端口施加電壓，計數(shù)器將保持有效。當1-Wire端口電壓被移除時，循環(huán)計數(shù)器遞增。按照這種方式，DS1994L自動計算上電/斷電次數(shù)以及器件的工作時間。當DS1994L的任何計數(shù)器達到相應(yīng)的報警寄存器設(shè)定門限時，DS1994L將產(chǎn)生一次報警。

三個計數(shù)器及其報警寄存器的不可清除的獨立寫保護功能使得DS1994L非常適合軟件授權(quán)期限定時器或限時訪問令牌等應(yīng)用。這兩種應(yīng)用都得益于用戶可編程功能，一旦發(fā)生報警，即可阻止對存儲器的訪問。這一功能組合使DS1994L的應(yīng)用更廣泛，如表1所示。對于有些應(yīng)用，通過修改軟件的確可以采用替代產(chǎn)品。

表1. DS1994L的應(yīng)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 ― ― ― ―

圖例/注釋
功能替代器件，但需要對軟件進行部分修改。
― 不能替代器件的功能。
1. 替代器件需要通過軟件控制在存儲器中創(chuàng)建一個計數(shù)器。
2. 功能替代器件，需要通過軟件控制RTC計數(shù)器的啟動/暫停。報警服務(wù)需要額外的存儲空間，用于儲存參考值。通過比較RTC計數(shù)器值和存儲器存儲的參考值產(chǎn)生報警。
3. 功能替代器件，需要通過軟件控制RTC計數(shù)器的啟動/暫停。通過比較RTC計數(shù)器值和存儲器存儲的參考值產(chǎn)生報警。
4. 功能替代器件，需要在軟件控制下比較RTC數(shù)值與存儲在存儲器的參考值。該方案沒有使用任何安全措施。
5. 功能替代器件，需要在軟件控制下比較RTC數(shù)值與存儲在存儲器的參考值。該方案采用了密碼保護措施。

替代器件
遺憾的是，沒有一種替代器件能夠包含DS1994L的所有功能，有些器件可提供DS1994L的部分功能。此外，如果允許修改固件使其支持應(yīng)用的不同功能組合，DS1994L的許多功能可以找到替代器件來完成。表2列出了這些替代器件與DS1994L的功能比較。

表2. 替代器件比較
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封裝的RTC計數(shù)器。與每秒遞增256的5字節(jié)計數(shù)器不同，DS1904L有一個逐秒遞增的4字節(jié)計數(shù)器。除時間分辨率外，DS1904L的功能與DS1994L的RTC計數(shù)器相當。將計數(shù)器讀數(shù)轉(zhuǎn)換為常規(guī)的時間/日期格式或相反過程的算法與DS1994L相同(參見應(yīng)用筆記517：“DS1371/DS1372/DS1374 32-Bit Binary Counter Time Conversion”)。DS1904L的成本大約為DS1994L的一半，適合作為實時計數(shù)器用于最基本的功能替代。如需測量器件的工作時間， DS1904L需要微控制器在器件上電時啟動RTC振蕩器，并在器件關(guān)閉時暫停振蕩器。而這種方法會妨礙RTC計數(shù)器顯示正確的時間。
帶DS1993L模塊的DS1904L
一種組合了DS1904L和DS1993L 4Kb存儲器iButton的模塊作為1-Wire器件集能夠?qū)崿F(xiàn)DS1994L的RTC計數(shù)功能和存儲功能。所缺少的主要功能是時間間隔計時器、循環(huán)計時器和三種報警功能。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，這些功能可通過軟件實現(xiàn)。與單獨使用DS1904L一樣，這種模塊妨礙了RTC計數(shù)器正確顯示時間。除了兩個iButton外，在印刷電路板上還安裝了模板中所包含的兩個DS9094-SM5表貼iButton夾和一個DS9092R iButton端口。由于安裝了額外的機電部件，DS1904L/DS1993L組合模塊的成本高于DS1994L。

DS1921G
DS1921G Thermochron® iButton具有與DS1994L相同的存儲器、RTC和 RTC鬧鐘。但是，其RTC和相應(yīng)的鬧鐘采用BCD格式進行秒、分鐘、小時、日期、月份和年份計數(shù)。由于不需要將秒計數(shù)值轉(zhuǎn)換為時間/日期格式，這種格式便于RTC報警。相反，當試圖將DS1921G的RTC作為器件的工作時間計數(shù)器時，這種格式不太實用。

除了具備與DS1994L相同的功能外，DS1921G還提供一個獨立的溫度記錄器，并帶有溫度直方圖和溫度報警功能。這些附加功能提高了DS1921G的成本，價格高于 DS1994L。因此，如果能夠接受這樣的性價比，可以將DS1921G作為一個替代器件。此外，應(yīng)用中還可以使用溫度記錄器功能。

DS1922L
帶有8KB數(shù)據(jù)記錄存儲器的DS1922L溫度記錄器iButton具有與DS1994L相同的存儲器和 RTC (不帶鬧鐘)。但是，其RTC采用BCD格式進行秒、分鐘、小時、日期、月份和年份計數(shù)。由于不需要將秒計數(shù)值轉(zhuǎn)換為時間/日期格式，這種格式便于RTC 報警。相反，當試圖將DS1922L的RTC作為器件的工作時間計數(shù)器時，這種格式不太實用。

除了具備與DS1994L相同的功能外， DS1922L還提供一個獨立的溫度記錄器，并帶有溫度報警和密碼保護功能。這些附加功能和大容量數(shù)據(jù)記錄存儲器提高了DS1922L的成本，價格高于 DS1994L。因此，如果能夠接受這樣的性價比，可以將DS1922L作為一個替代器件。此外，應(yīng)用中還可以使用溫度記錄和/或密碼保護功能。

總結(jié)
DS1994L沒有完全兼容的替代器件，但的確可以在其眾多典型應(yīng)用中找到DS1994L的合理替代產(chǎn)品。任何情況下都需要修改軟件。最基本的替代產(chǎn)品是DS1904L，該器件缺少4Kb存儲器。包含一個DS1904L、DS1993L、兩個DS9094-SM5夾和一個 DS9092R iButton端口的模塊能夠提供RTC功能和4Kb存儲器，但成本稍高于DS1994L。DS1921G和DS1922L提供幾乎與DS1904L/DS1993L模塊相同的功能，但包括了額外的溫度記錄功能，使其成為了成本更高的替代產(chǎn)品。