DS2433设计转变为DS24B33 4Kb 1-Wire EEPROM

2011-11-02 11:30:13来源: 互联网
引言

DS24B33是DS2433的替代产品,采用更新的半导体技术。总的来说,DS24B33与DS2433引脚兼容,可直接代替DS2433;两个器件均具有1-Wire接口和4Kb EEPROM,EEPROM划分为16页,每页32字节。然而,新一代半导体技术使得器件在性能、特性以及工作条件等方面出现一些不可避免的变化。性能、特性变化不一定会对使用DS24B33的现有设计造成不利影响。本文详细讨论了这些变化的影响,帮助设计者评估这些变化是否对现有设计造成障碍。本文分析了参数变化,并给出了修改现有设计的建议。



性能和特性变化

  1. 读操作低电平持续时间
    说明:该参数规定了主控器件在一个读时隙开始时必须将1-Wire拉低的持续时间。该持续时间必须足够长,直到1-Wire从器件以逻辑0响应总线,将总线拉低。

    摘自DS2433数据资料
    SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
    tLOWR
    Standard speed
    1
     
    15
    µs
    8
    Overdrive speed
    1
     
    2
    注8: 主控器件发出的低电平脉冲持续时间至少为1µs ,最大值应尽可能小,使上拉电阻能够在1-Wire器件采样之前(写1时间)或在主控器件采样之前(读1时间)接管总线。

    摘自DS24B33数据资料
    SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
    tRL
    Standard speed
    5
     
    15-δ
    µs
    2, 17
    Overdrive speed
    1
     
    2-δ
    注2: 系统要求。
    注17: δ表示上拉电路将IO电压从VIL上拉至总线主控制器输入高电平门限所需要的时间。主控制器将总线拉低的实际最大持续时间为tRLMAX + tF。

    影响:标准速度下,为改进网络性能在1-Wire前端增加了低通滤波,这也增大了响应时间,但不影响最大指标限值。为保证数学计算正确,引入了“δ”代表上限,与实际应用的上升时间有关。注意,网络性能的改进也影响了“写1”时低电平持续时间(分别为tLOW1和tW1L)的最小值,DS24B33的最小值为5µs,DS2433为1µs。通常情况下,主控制器以“写1”时隙相同的方式产生读数据时隙。因此,更新固件满足DS24B33的tRL要求即为以正确方式更新“写1”时隙的定时。

    措施:验证1-Wire主控满足DS24B33要求。如果不满足下限,主控器件可能在从器件拉低总线之前停止拉低总线,从而在1-Wire信号线上产生尖峰脉冲。在多个从器件的网络中,尖峰脉冲会导致其它从器件失去与主控器件的同步。如果是单点网络,这种潜在的尖峰脉冲不太可能影响通信。
     
  2. 恢复时间
    说明:该参数规定1-Wire从器件恢复其寄生电源并准备好下一操作(时隙或复位/在线检测过程)时隙之间的最小空闲时间(高电平时间)。持续时间必须足以补充前一操作消耗的能量,并为下一操作积累能量。由于复位/在线检测过程大于一个时隙,寄生电源必须充满电,以便器件产生满足定时指标的应答脉冲。恢复时间会影响有效的1-Wire数据速率,数据速率为1/tSLOT。注意,DS2433数据资料的时隙定义不包括恢复时间。

    摘自DS2433数据资料
    SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
    tREC
    Standard speed
    1
       
    µs
     
    Overdrive speed
    1
       

    摘自DS24B33数据资料
    SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
    tREC
    Standard speed
    5
       
    µs
    2, 13
    Overdrive speed
    2
       
    VPUP ≥ 4.5V
    1
       
    Directly prior to reset pulse ≤ 640µs
    5
       
    Directly prior to reset pulse > 640µs
    10
       
    注2: 系统要求。
    注13: 1-Wire总线挂接单个DS24B33。

    影响:DS2433数据资料未说明参数测试条件。如果应用中的恢复时间太短,写0时隙会造成1-Wire从器件操作“断电”,并与主器件失去同步。电源电压不足时,可能不满足与从器件相关的时序指标(即不是系统要求的指标),导致工作不可靠。

    措施:验证1-Wire主控满足DS24B33要求。注意,数据资料中要求提供一个最大2.2kΩ的上拉电阻,且为单个从器件网络。对于多个从器件的网络,恢复时间更长。如果应用中的上拉电阻大于2.2kΩ,请更换电阻。请参见本文上拉电阻部分的推荐值。更多指南,请参见应用笔记3829:“确定多从机1-Wire®网络的恢复时间”。
  3. SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
    ILPROG
       
    500
     
    µA
    5
    注5: Copy Scratchpad需要最长5ms的时间,期间1-Wire总线电压不得低于2.8V。

    摘自DS24B33数据资料

    SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
    IPROG
         
    2
    mA
    18
    注18: EEPROM编程期间从IO吸收的电流。IO上拉电路应使IO电压在编程期间大于或等于VPUPMIN。如果系统中的VPUP接近于VPUPMIN,则可能需要增加一个RPUP低阻旁路,编程期间将其激活。

    影响:DS2433数据资料仅规定了典型值;DS24B33则规定了最大编程电流。为确保满足2.8V最小值要求,需要知道最大编程电流。如果上拉电压接近其指标下限,满足最小电压要求尤其重要。例如:为了在5V环境下满足2.8V最小值要求,上拉电阻必须为RPUP ≤ (5.0V - 2.8V)/2mA = 1100Ω。

    措施:如果对DS24B33进行写操作,则检查是否满足2.8V最低电压工作条件(VPUPMIN),以获得最大编程电流。尤其对于接近3.3V的VPUP,上拉电阻需要一个可切换的低阻旁路,详细信息请参考应用笔记4255:“为1-Wire®器件的扩展功能供电”,或应用笔记4206:“为嵌入式应用选择合适的1-Wire®主机”。 
     

    1. 输入负载电流
      说明:该参数规定在没有通信操作时,1-Wire从器件从1-Wire总线吸收的电流。此时,寄生电源已完全充满。不同器件之间的输入负载电流不同。输入负载电流产生的上拉电阻压降计算公式为:ΔV = RPUP × IL。

      摘自DS2433数据资料
      SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
      IL
         
      5
       
      µA
      4
      注4: 输入负载至地。

      摘自DS24B33数据资料
      SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
      IL
      IO at VPUPMAX
      0.05
       
      5
      µA
       
      注4: 输入负载至地。

      影响:DS2433数据资料仅规定了典型值。DS24B33数据资料规定了最小值和最大值。

      措施:由于最大值与DS2433典型值相同,该参数完全兼容于DS2433应用,无需采取措施。
       
    2. 输入电容
      说明:该参数规定1-Wire器件寄生电源的电容值,通常,该数值为600pF至800pF。如果寄生电源完全放电,则需要一定的空闲时间重新充电补充能量,使1-Wire做好通信准备。器件上电时,通常具有足够的空闲时间。正常工作期间,只为部分寄生电容重新充电。

      摘自DS2433数据资料
      SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
      CIN/OUT
      TA = +25°C  
      100
      800
      pF
      6
      注6: 首次加电时,数据引脚的电容可为800pF。如果使用5kΩ电阻将数据线上拉至VPUP,在向寄生电容加电后5µs将不影响正常通信。

      摘自DS24B33数据资料
      SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
      CIO
      TA = -40°C to +85°C  
      2000
       
      pF
      5, 6
      注5: 首次施加VPUP时,数据引脚的电容为2500pF。如果使用2.2kΩ电阻上拉数据线,向寄生电容施加VPUP后15µs将不影响正常通信。
      注6: 仅由设计、特征参数和/或仿真保证,无生产测试。

      影响:由于DS24B33需要的编程电流高于DS2433,它所要求的寄生供电电容明显大于DS2433。由此降低了给定1-Wire主控制器能够驱动的从器件数量。对于DS2433工作裕量很小的应用(低VPUP、高RPUP、短tREC),可能不能使用DS24B33。

      措施:为了解决DS24B33高输入电容的问题,有必要选择较低的1-Wire上拉电阻,或使用专用的1-Wire主控器件,例如DS2480B。对于低上拉电压的应用,电阻上拉接口可能必须采用有源上拉驱动代替,例如DS2482。

    工作条件变化

    1. 上拉电压
      说明:该参数规定1-Wire工作电压。上限为1-Wire器件在没有应力、无时间限制情况下IO引脚可承受的电压。

      摘自DS2433数据资料
      SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
      VPUP
      TA = -40°C to +85°C
      2.8
       
      6
      V
      1
      注1: VPUP = 外部上拉电压。

      摘自DS24B33数据资料
      SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES
      VPUP
      TA = -40°C to +85°C
      2.8
       
      5.25
      V
      2, 3
      注2: 系统要求。
      注3: 工作在接近最低电压(2.8V)时,建议下降沿摆率为15V/µs或更快。

      影响:由于采用新一代半导体工艺,DS24B33可承受的最大值低于DS2433。由于大多数应用工作在5V ±5%或更低,这一变化应该不是问题。

      措施:如果实际应用工作在6V ±5%,则降低上拉电压。例如,将一个或两个通用的硅二极管与上拉电阻串联。二极管大约0.7V的导通压降可降低1-Wire电压,实现安全工作。
       
    2. 上拉电阻
      说明:该参数规定1-Wire上拉电阻的允许范围。如果电阻过大,没有足够时间为1-Wire从器件的寄生电源重新充电;如果电阻值过小,可能不满足最大VIL指标。

      摘自DS2433数据资料
[1] [2]

关键字:DS2433  DS24B33  EEPROM

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/1102/article_12795.html
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