Н. Ракович

Память многократного использования

Продолжая обзор не часто применяемых устройств семейства iButton, обратимся к приборам с памятью типа ЭСППЗУ (EEPROM). Использование перепрограммируемой памяти значительно расширяет возможности пользователя по хранению изменяющихся данных: калибровочных постоянных, идентификации плат, модифицированных параметров изделий или товаров.

Фирма Dallas Semiconductor предлагает два прибора в семействе DS197x, и существует несколько причин для интереса к ним. Во-первых, надёжность и мобильность - DS197x выпускаются в корпусах MicroCAN. Корпус из нержавеющей стали MicroCAN обладает высокой стойкостью к таким "прелестям" жизни, как грязь, влажность, удары, а его форма в виде таблетки позволяет прибору автоматически центрироваться в считывающем устройстве и не оборвёт карман. Таким образом, это память для использования вовне компьютера. Во-вторых, для хранения записанной информации в ЭСППЗУ не нужен источник питания, а вместо него для работы и программирования используется однопроводная линия. Следовательно, отсутствует привычное для изделий iButton ограничение в 10 лет на продолжительность гарантированного хранения информации. В-третьих, как и каждый прибор iButton, микросхемы DS197X имеют уникальные номера, что позволяет без дополнительного обрамления осуществлять их идентификацию. Аналогично всем приборам, предназначенным для работы в однопроводной сети, ЭСППЗУ содержат ПЗУ с уникальным серийным номером, групповым кодом и байтом контрольной суммы (см. более подробное описание на www.rtcs.ru: DS1971 - news.rtcs.ru/html.cgi/txt/Dallas/ibutton/ds1971.htm?fid=2; DS 1973 - news.rtcs.ru/html.cgi/txt/Dallas/ibutton/ds1973.htm?fid=2).

Память

Память приборов DS197x состоит из памяти данных и блокнотной памяти (блок-схема на рисунке и таблица). Область памяти данных организована в виде страниц объёмом по 32 байт каждая. Блокнотная память представляет собой одну страницу ёмкостью 256 бит.

Поскольку DS197х работают на однопроводную линию, то передача данных выполняется последовательно с помощью трёх адресных регистров TA1, ТА2 и E/S. В регистры ТА1 и ТА2 заносится адрес, по которому будут записаны данные или из которого данные будут считаны мастером шины по команде ЧТЕНИЕ. Регистр E/S функционирует как счётчик байтов и регистр состояния передачи, а также используется для проверки целостности данных при записи. Таким образом, мастер шины имеет доступ только к этому регистру. В пяти младших разрядах регистра E/S хранится адрес последнего записанного в блокнотную память байта (называемого конечным смещением или Ending Offset). Бит 5 регистра E/S обозначается PF и устанавливается в том случае, если число битов данных, переданных мастером шины, не кратно 8 или если данные в блокнотной памяти были повреждены при сбое питания. Если данные верны, то бит PF сбрасывается.

Отметим, что пять младших битов адресного регистра определяют адрес блокнотной памяти (называемый смещением байта), начиная с которого хранятся промежуточные данные. Например, если адрес ТА1 03СН, то данные в блокнотной памяти будут храниться, начиная со смещения байта 1СН, и их будет не более четырёх байт. Соответствующее конечное смещение будет, таким образом, равно 1FH. Для обеспечения максимального быстродействия и эффективности необходимо, чтобы адрес записываемых данных начинался с новой страницы, то есть смещение байта должно быть равно нулю. При копировании старший бит регистра E/S, обозначенный АА, устанавливается в 1, и только в том случае, если PF сброшен. Бит АА устанавливается в 0, когда прибор принимает команду записи в блокнотную память.

Запись данных в DS197x

Запись данных в DS197x выполняется с использованием блокнотной памяти (как промежуточной памяти). При этом мастер шины сначала определяет адрес, а потом записывает данные в блокнотную память. Кроме адреса и данных, передаётся байт контрольной суммы, на основе анализа которого принимается решение о достоверности передачи данных.

Если при передаче данных произошёл сбой, то DS197х повторяет адреса ТА1 и ТА2 и пересылает содержимое регистра E/S.

Ещё раз подчеркнём, что при неправильной передаче данных в блокнотную память или при сбое питания во время записи данных устанавливается флаг PF. В этом случае нет необходимости в продолжении передачи, и мастер может запустить новую попытку записи данных в блокнотную память.

Если всё прошло нормально, то оба бита АА и PF сбрасываются, а конечное смещение указывает адрес последнего байта, записанного в блокнотную память. После этого данные копируются из блокнотной памяти в память данных, начиная с адреса, хранящегося в адресном регистре.

Блок-схема ЭСППЗУ семейства DS197x (два нижних блока относятся к DS1971)

Микросхема DS1971

Микросхема DS1971 имеет дополнительный регистр приложений и соответствующую блокнотную память. В отличие от основной памяти, в которую данные могут многократно перезаписываться, регистр приложений программируется только один раз, причём сразу после записи его содержимое автоматически защищается. Это позволяет однозначно связать микросхему с приложением. Состояние регистра приложений содержится в регистре состояния. Если данные не были занесены в регистр приложений, то в регистре состояния хранится FFh. При записи данных из блокнотной памяти регистра в регистр приложений в регистре состояний очищаются два последних значащих бита (FCh).

Можно отметить, что DS1971 может эффективно применяться в системах ограничения доступа, где категории пользователей фиксируются в ПЗУ, а их полномочия, изменяющиеся со временем, прописываются в ЭСППЗУ. Примером таких систем являются гостиничные системы, где кроме гостей доступ в номера и служебные помещения должны иметь различные категории персонала, причём в карточку каждому гостю нужно записать код отведённого номера и согласованное время проживания. Другой областью удачного приложения для описываемой микросхемы являются локальные безналичные расчёты в рамках замкнутого предприятия. В таких приложениях в карте, как правило, кроме её идентификационных параметров, должны храниться весьма ограниченные данные.

Приборы DS197X могут работать в однопроводной сети, образуя сети совместно с другими приборами iButton. Протокол работы однопроводной шины описан в ряде источников.

Основные параметры приборов DS197x

Литература

1. Описание на русском языке:

   DS 1971 - www.news.rtcs.ru/html.cgi/txt/Dallas/ibutton/ds1971.htm?fid=2;
   

   DS 1973 - www.news.rtcs.ru/html.cgi/txt/Dallas/ibutton/ds1973.htm?fid=2.

2. Цикл статей об организации и построении сетей MicroLAN

   www.rtcs.ru/press_archiv.htm.