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引言
DS24B33是DS2433的替代產品，采用更新的半導體技術。總的來說，DS24B33與DS2433引腳兼容，可直接代替DS2433；兩個器件均具有1-Wire接口和4Kb EEPROM，EEPROM劃分為16頁，每頁32字節。然而，新一代半導體技術使得器件在性能、特性以及工作條件等方面出現一些不可避免的變化。性能、特性變化不一定會對使用DS24B33的現有設計造成不利影響。本文詳細討論了這些變化的影響，幫助設計者評估這些變化是否對現有設計造成障礙。本文分析了參數變化，并給出了修改現有設計的建議。
性能和特性變化
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讀操作低電平持續時間
說明：該參數規定了主控器件在一個讀時隙開始時必須將1-Wire拉低的持續時間。該持續時間必須足夠長，直到1-Wire從器件以邏輯0響應總線，將總線拉低。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES tLOWR Standard speed 1 ? 15 μs 8 Overdrive speed 1 ? 2 注8： 主控器件發出的低電平脈沖持續時間至少為1μs ，最大值應盡可能小，使上拉電阻能夠在1-Wire器件采樣之前(寫1時間)或在主控器件采樣之前(讀1時間)接管總線。
摘自DS24B33數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES tRL Standard speed 5 ? 15-δ μs 2, 17 Overdrive speed 1 ? 2-δ 注2： 系統要求。 注17： δ表示上拉電路將IO電壓從VIL上拉至總線主控制器輸入高電平門限所需要的時間。主控制器將總線拉低的實際最大持續時間為tRLMAX?+ tF。
影響：標準速度下，為改進網絡性能在1-Wire前端增加了低通濾波，這也增大了響應時間，但不影響最大指標限值。為保證數學計算正確，引入了“δ”代表上限，與實際應用的上升時間有關。注意，網絡性能的改進也影響了“寫1”時低電平持續時間(分別為tLOW1和tW1L)的最小值，DS24B33的最小值為5μs，DS2433為1μs。通常情況下，主控制器以“寫1”時隙相同的方式產生讀數據時隙。因此，更新固件滿足DS24B33的tRL要求即為以正確方式更新“寫1”時隙的定時。
措施：驗證1-Wire主控滿足DS24B33要求。如果不滿足下限，主控器件可能在從器件拉低總線之前停止拉低總線，從而在1-Wire信號線上產生尖峰脈沖。在多個從器件的網絡中，尖峰脈沖會導致其它從器件失去與主控器件的同步。如果是單點網絡，這種潛在的尖峰脈沖不太可能影響通信。
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恢復時間
說明：該參數規定1-Wire從器件恢復其寄生電源并準備好下一操作(時隙或復位/在線檢測過程)時隙之間的最小空閑時間(高電平時間)。持續時間必須足以補充前一操作消耗的能量，并為下一操作積累能量。由于復位/在線檢測過程大于一個時隙，寄生電源必須充滿電，以便器件產生滿足定時指標的應答脈沖。恢復時間會影響有效的1-Wire數據速率，數據速率為1/tSLOT。注意，DS2433數據資料的時隙定義不包括恢復時間。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES tREC Standard speed 1 ? ? μs ? Overdrive speed 1 ? ?
摘自DS24B33數據資料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： 系統要求。 注13： 1-Wire總線掛接單個DS24B33。
影響：DS2433數據資料未說明參數測試條件。如果應用中的恢復時間太短，寫0時隙會造成1-Wire從器件操作“斷電”，并與主器件失去同步。電源電壓不足時，可能不滿足與從器件相關的時序指標(即不是系統要求的指標)，導致工作不可靠。
措施：驗證1-Wire主控滿足DS24B33要求。注意，數據資料中要求提供一個最大2.2kΩ的上拉電阻，且為單個從器件網絡。對于多個從器件的網絡，恢復時間更長。如果應用中的上拉電阻大于2.2kΩ，請更換電阻。請參見本文上拉電阻部分的推薦值。更多指南，請參見應用筆記3829：“確定多從機1-Wire?網絡的恢復時間”。
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編程電流
說明：該參數定義為1-Wire EEPROM從其暫存器復制數據所需要的電流。為確保寫操作期間可靠編程，1-Wire信號線上的電壓V(IO)不得低于規定的門限(VPUPMIN?= 2.8V)。上電電阻的壓降計算為ΔV = RPUP?× IPROG。因此，1-Wire總線上的電壓為V(IO) = (VPUP?- ΔV)，且在編程期間任何時候不得低于2.8V。在只讀1-Wire EEPROM應用中，編程電流指標無關緊要。
摘自DS2433數據資料
| SYMBOL | CONDITIONS | MIN | TYP | MAX | UNITS | NOTES |
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| 注5： | Copy Scratchpad需要最長5ms的時間，期間1-Wire總線電壓不得低于2.8V。 |
摘自DS24B33數據資料
| SYMBOL | CONDITIONS | MIN | TYP | MAX | UNITS | NOTES |
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| 注18： | EEPROM編程期間從IO吸收的電流。IO上拉電路應使IO電壓在編程期間大于或等于VPUPMIN。如果系統中的VPUP接近于VPUPMIN，則可能需要增加一個RPUP低阻旁路，編程期間將其激活。 |
影響：DS2433數據資料僅規定了典型值；DS24B33則規定了最大編程電流。為確保滿足2.8V最小值要求，需要知道最大編程電流。如果上拉電壓接近其指標下限，滿足最小電壓要求尤其重要。例如：為了在5V環境下滿足2.8V最小值要求，上拉電阻必須為RPUP?≤ (5.0V - 2.8V)/2mA = 1100Ω。
措施：如果對DS24B33進行寫操作，則檢查是否滿足2.8V最低電壓工作條件(VPUPMIN)，以獲得最大編程電流。尤其對于接近3.3V的VPUP，上拉電阻需要一個可切換的低阻旁路，詳細信息請參考應用筆記4255：“為1-Wire?器件的擴展功能供電”，或應用筆記4206：“為嵌入式應用選擇合適的1-Wire?主機”。?
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輸入負載電流
說明：該參數規定在沒有通信操作時，1-Wire從器件從1-Wire總線吸收的電流。此時，寄生電源已完全充滿。不同器件之間的輸入負載電流不同。輸入負載電流產生的上拉電阻壓降計算公式為：ΔV = RPUP?× IL。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES IL ? ? 5 ? μA 4 注4： 輸入負載至地。
摘自DS24B33數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES IL IO at VPUPMAX 0.05 ? 5 μA ? 注4： 輸入負載至地。
影響：DS2433數據資料僅規定了典型值。DS24B33數據資料規定了最小值和最大值。
措施：由于最大值與DS2433典型值相同，該參數完全兼容于DS2433應用，無需采取措施。
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輸入電容
說明：該參數規定1-Wire器件寄生電源的電容值，通常，該數值為600pF至800pF。如果寄生電源完全放電，則需要一定的空閑時間重新充電補充能量，使1-Wire做好通信準備。器件上電時，通常具有足夠的空閑時間。正常工作期間，只為部分寄生電容重新充電。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES CIN/OUT TA?= +25°C ? 100 800 pF 6 注6： 首次加電時，數據引腳的電容可為800pF。如果使用5kΩ電阻將數據線上拉至VPUP，在向寄生電容加電后5μs將不影響正常通信。
摘自DS24B33數據資料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時，數據引腳的電容為2500pF。如果使用2.2kΩ電阻上拉數據線，向寄生電容施加VPUP后15μs將不影響正常通信。 注6： 僅由設計、特征參數和/或仿真保證，無生產測試。
影響：由于DS24B33需要的編程電流高于DS2433，它所要求的寄生供電電容明顯大于DS2433。由此降低了給定1-Wire主控制器能夠驅動的從器件數量。對于DS2433工作裕量很小的應用(低VPUP、高RPUP、短tREC)，可能不能使用DS24B33。
措施：為了解決DS24B33高輸入電容的問題，有必要選擇較低的1-Wire上拉電阻，或使用專用的1-Wire主控器件，例如DS2480B。對于低上拉電壓的應用，電阻上拉接口可能必須采用有源上拉驅動代替，例如DS2482。
工作條件變化
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上拉電壓
說明：該參數規定1-Wire工作電壓。上限為1-Wire器件在沒有應力、無時間限制情況下IO引腳可承受的電壓。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES VPUP TA?= -40°C to +85°C 2.8 ? 6 V 1 注1： VPUP?= 外部上拉電壓。
摘自DS24B33數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES VPUP TA?= -40°C to +85°C 2.8 ? 5.25 V 2, 3 注2： 系統要求。 注3： 工作在接近最低電壓(2.8V)時，建議下降沿擺率為15V/μs或更快。
影響：由于采用新一代半導體工藝，DS24B33可承受的最大值低于DS2433。由于大多數應用工作在5V ±5%或更低，這一變化應該不是問題。
措施：如果實際應用工作在6V ±5%，則降低上拉電壓。例如，將一個或兩個通用的硅二極管與上拉電阻串聯。二極管大約0.7V的導通壓降可降低1-Wire電壓，實現安全工作。
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上拉電阻
說明：該參數規定1-Wire上拉電阻的允許范圍。如果電阻過大，沒有足夠時間為1-Wire從器件的寄生電源重新充電；如果電阻值過小，可能不滿足最大VIL指標。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES RPUP ? ? ? ? kΩ ?
DS2433數據資料在電氣特性表中未明確給出RPUP，但給出了一些文字指導。DS2433數據資料圖8中的文字規定單點網絡的指標：“讀操作為5kΩ，VPUP?≥ 4V時寫操作為2.2kΩ。根據1-Wire通信速率和總線負載特性，上拉電阻優化在1.5kΩ至5kΩ范圍”。?
摘自DS24B33數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES RPUP ? 0.3 ? 2.2 kΩ 2, 4 注2： 系統要求。 注4： 最大允許上拉電阻是系統中1-Wire器件數量、1-Wire恢復時間以及EEPROM編程所需電流的函數。此處給出的數值適用于只有一個器件、具有最小1-Wire恢復時間的系統。對于負載較重的系統，可能需要有源上拉，例如DS2482-x00或DS2480B。
影響：相對于DS2433數據資料，DS24B33數據資料給出了關于上拉電阻范圍的詳細信息。DS24B33的上限符合tREC測試條件。下限不會對5V ±5%環境下的DS24B33造成應力。然而，在最差工作條件下(即DS24B33的輸出晶體管阻抗?= VOLMAX/4mA = 100Ω)，DS24B33拉低1-Wire總線時，所產生的VOL值為：100Ω/(100Ω + 300Ω) × VPUP。為滿足其它1-Wire從器件和主控器件的最大VIL要求，2.8V下最小、最安全的RPUP值為600Ω。
措施：檢查應用中的上拉電阻。如果上拉電阻高于2.2kΩ，則用較小的電阻代替它，或使用不同的1-Wire主控器件。更多建議請參見輸入電容部分。
技術改進
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EEPROM使用壽命
說明：該參數規定EEPROM單元在給定溫度下可承受的無差錯寫次數。通常情況下，使用壽命遠遠高于給出的最小值。
摘自DS2433數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES NCYCLE TA?= +25°C
VPUP?= 5.0V50k ? ? ? 7 注7： 執行Copy Scratchpad命令期間，DS2433自動擦除要寫入的存儲器。總線主控器件無需采取其它步驟。
摘自DS24B33數據資料SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS NOTES NCY At +25°C 200k ? ? ? 20, 21 At +85°C 50k ? ? 注20： 當TA升高時，有效的寫次數會降低。 注21： 未進行100%生產測試；由可靠性抽樣監測保證。
影響：+25°C時，DS24B33至少是DS2433的4倍。未給出DS2433在+85°C時的使用壽命。
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EEPROM數據保持
說明：該參數規定存儲器沒有重新寫入數據(刷新)時，能夠保持數據完整性的時間。通常情況下，數據保持時間遠遠大于所給定的最小值。
摘自DS2433數據資料
| SYMBOL | CONDITIONS | MIN | TYP | MAX | UNITS | NOTES |
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沒有規定。
摘自DS24B33數據資料
| SYMBOL | CONDITIONS | MIN | TYP | MAX | UNITS | NOTES |
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At +85°C |
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| 注22： | TA升高時，數據保持時間下降。 |
| 注23： | 短時間內，100%高溫生產測試保證；該生產測試等效于數據資料中的工作溫度范圍，這些數據是在可靠性測試中確定的。 |
| 注24： | 超出數據保持時間后，或許不能正常寫入EEPROM。不建議長時間儲存在高溫下，+125°C下儲存10年或+85°C下儲存40年后，器件可能喪失寫能力。 |
影響：DS24B33滿足當前工業標準。
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ROM功能“Resume”
說明：與許多新推出的1-Wire從器件一樣，DS24B33支持網絡功能命令Resume。一旦通過Match ROM、Search ROM或Overdrive Match ROM成功選中DS24B33，Resume命令即允許再次讀/寫相同器件，無需指定64位注冊碼。
影響：對于存在多個從器件的網絡，Resume能夠減輕多次讀/寫同一器件的通信開銷，例如，隨機讀取存儲器或更新存儲器數據。DS24B33支持該命令，DS2433則不支持該命令，所以應用中可據此在電氣特性上區分這兩個部件。
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1-Wire前端
說明：前端是芯片內部支持訪問器件資源(例如存儲器)通信協議的電路。前端決定了在嘈雜環境下通信波形的定時容差和1-Wire從器件的性能。
影響：類似于多種新型1-Wire從器件，DS24B33前端支持滯回切換門限(參見數據資料，參數VTH和VHY)，有助于提高多點網絡的性能。獨立微調振蕩器，控制DS24B33的通信時基。與傳統1-Wire從器件相比，這樣形成的通信時隙更精準，對電壓和溫度的依賴性更小。
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E/S寄存器
說明：該寄存器是暫存器邏輯的一部分，寫暫存器時用于跟蹤終止偏移量，并可提供狀態信息，例如：字節不完整、電源故障(PF標記)、Copy Scratchpad命令是否接受(AA標記)。AA標記對基于NV SRAM的iButtons?非常重要，但對整個寄生供電的1-Wire器件(例如EEPROM)并不特別關鍵。
影響：對于原先的DS2433，AA標記在上電時未定義狀態。對于DS24B33，該標記在上電時被清零。盡管在DS24B33中改善了功能，但AA標記不應作為編程是否成功的主要指示。
DS2433和DS24B33編程
在硬件連接中，兩款器件的操作完全一致，可相互替代。對于不可靠的1-Wire連接(例如，所謂的觸控環境)，或可能發生低于VPUPMIN電壓(例如，電池電量過低時)時，以下方法可確保可靠編程。
- 讀取所更新的整個頁面，確保在Copy Scratchpad命令失敗的情況下仍然知道原先的數據，用于恢復頁面數據。
- 即使只有少數幾個連續字節需要修改，也對整個頁面進行寫操作。
- Copy Scratchpad結束時，總是檢查成功字節(交替的0–1碼型，等效于AAh)。
- Copy Scratchpad命令之后，總是讀回被更新的EEPROM頁。
如果成功字節為AAh，EEPROM頁面數據顯示新數據，說明寫操作成功。無需采取其它措施。
在其他任何情況下(EEPROM頁面數據不匹配、成功字節不是AAh)，依次重復Write Scratchpad、Copy Scratchpad，直到成功。這種方法對于DS2433和DS24B33都很可靠。已經采用這種方式的現有軟件完全兼容DS24B33。
總結
DS24B33是DS2433 1-Wire EEPROM的新一代產品。為了保證軟件的向下兼容性，DS24B33支持節省時間的Resume網絡功能，具有更嚴格的1-Wire時隙容限，并提供帶有滯回的切換點。新型EEPROM單元結構具有更長的使用壽命(可重復擦除/寫入的次數更多)，達到至少200k次；而DS2433的重復寫次數只有50k次。DS24B33所需要的編程電流大于前者。根據工作電壓的不同，可能需要修改對DS24B33進行寫操作的1-Wire主控器件電路。?
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工商網監
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