DS1994L 4Kb、带有时钟的存储器iButton®的替代产品
Abstract
DS1994L由Maxim的6英寸晶圆厂生产，所采用的制造工艺已经过时并且已经废除。因此，为了避免旧器件向新工艺移植造成的高开发成本，Maxim实施了DS1994L的最后一次采购，鼓励该器件的所有用户采用替代产品。
引言
DS1994L 4Kb、带有时钟的存储器iButton凭借其不同寻常的功能被广泛用于各种产品。本应用笔记首先列出了DS1994L的特性和应用，然后给出了与之相对应的替代型号，并对替代器件进行了详细讨论。
DS1994L特性
DS1994L包括NV SRAM、RTC计数器、时间间隔计数器、循环计数器以及RTC、时间间隔计数器、循环计数器的报警寄存器。时间间隔计数器能够工作在手动模式或自动模式。手动模式下，该计数器可在软件控制下启动和暂停；自动模式下，只要1-Wire®端口施加电压，计数器将保持有效。当1-Wire端口电压被移除时，循环计数器递增。按照这种方式，DS1994L自动计算上电/断电次数以及器件的工作时间。当DS1994L的任何计数器达到相应的报警寄存器设定门限时，DS1994L将产生一次报警。
三个计数器及其报警寄存器的不可清除的独立写保护功能使得DS1994L非常适合软件授权期限定时器或限时访问令牌等应用。这两种应用都得益于用户可编程功能，一旦发生报警，即可阻止对存储器的访问。这一功能组合使DS1994L的应用更广泛，如表1所示。对于有些应用，通过修改软件的确可以采用替代产品。
表1. DS1994L的应用
| Alternative Devices | ||||
| DS1994 Application | DS1904L | DS1904L with DS1993L | DS1921G | DS1922L |
| RTC module/token |  |
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| RTC with memory module/token | — | |
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| Data token (NV SRAM) | — | |
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| 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 | — | — | — | — |
图例/注释
功能替代器件，但需要对软件进行部分修改。— 不能替代器件的功能。
1. 替代器件需要通过软件控制在存储器中创建一个计数器。
2. 功能替代器件，需要通过软件控制RTC计数器的启动/暂停。报警服务需要额外的存储空间，用于储存参考值。通过比较RTC计数器值和存储器存储的参考值产生报警。
3. 功能替代器件，需要通过软件控制RTC计数器的启动/暂停。通过比较RTC计数器值和存储器存储的参考值产生报警。
4. 功能替代器件，需要在软件控制下比较RTC数值与存储在存储器的参考值。该方案没有使用任何安全措施。
5. 功能替代器件，需要在软件控制下比较RTC数值与存储在存储器的参考值。该方案采用了密码保护措施。
替代器件
遗憾的是，没有一种替代器件能够包含DS1994L的所有功能，有些器件可提供DS1994L的部分功能。此外，如果允许修改固件使其支持应用的不同功能组合，DS1994L的许多功能可以找到替代器件来完成。表2列出了这些替代器件与DS1994L的功能比较。
表2. 替代器件比较
| 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封装的RTC计数器。与每秒递增256的5字节计数器不同，DS1904L有一个逐秒递增的4字节计数器。除时间分辨率外，DS1904L的功能与DS1994L的RTC计数器相当。将计数器读数转换为常规的时间/日期格式或相反过程的算法与DS1994L相同(参见应用笔记517：“DS1371/DS1372/DS1374 32-Bit Binary Counter Time Conversion”)。DS1904L的成本大约为DS1994L的一半，适合作为实时计数器用于最基本的功能替代。如需测量器件的工作时间，DS1904L需要微控制器在器件上电时启动RTC振荡器，并在器件关闭时暂停振荡器。而这种方法会妨碍RTC计数器显示正确的时间。
带DS1993L模块的DS1904L
一种组合了DS1904L和DS1993L 4Kb存储器iButton的模块作为1-Wire器件集能够实现DS1994L的RTC计数功能和存储功能。所缺少的主要功能是时间间隔计时器、循环计时器和三种报警功能。根据应用环境的不同，这些功能可通过软件实现。与单独使用DS1904L一样，这种模块妨碍了RTC计数器正确显示时间。除了两个iButton外，在印刷电路板上还安装了模板中所包含的两个DS9094-SM5表贴iButton夹和一个DS9092R iButton端口。由于安装了额外的机电部件，DS1904L/DS1993L组合模块的成本高于DS1994L。
DS1921G
DS1921G Thermochron® iButton具有与DS1994L相同的存储器、RTC和RTC闹钟。但是，其RTC和相应的闹钟采用BCD格式进行秒、分钟、小时、日期、月份和年份计数。由于不需要将秒计数值转换为时间/日期格式，这种格式便于RTC报警。相反，当试图将DS1921G的RTC作为器件的工作时间计数器时，这种格式不太实用。
除了具备与DS1994L相同的功能外，DS1921G还提供一个独立的温度记录器，并带有温度直方图和温度报警功能。这些附加功能提高了DS1921G的成本，价格高于DS1994L。因此，如果能够接受这样的性价比，可以将DS1921G作为一个替代器件。此外，应用中还可以使用温度记录器功能。
DS1922L
带有8KB数据记录存储器的DS1922L温度记录器iButton具有与DS1994L相同的存储器和RTC (不带闹钟)。但是，其RTC采用BCD格式进行秒、分钟、小时、日期、月份和年份计数。由于不需要将秒计数值转换为时间/日期格式，这种格式便于RTC报警。相反，当试图将DS1922L的RTC作为器件的工作时间计数器时，这种格式不太实用。
除了具备与DS1994L相同的功能外，DS1922L还提供一个独立的温度记录器，并带有温度报警和密码保护功能。这些附加功能和大容量数据记录存储器提高了DS1922L的成本，价格高于DS1994L。因此，如果能够接受这样的性价比，可以将DS1922L作为一个替代器件。此外，应用中还可以使用温度记录和/或密码保护功能。
总结
DS1994L没有完全兼容的替代器件，但的确可以在其众多典型应用中找到DS1994L的合理替代产品。任何情况下都需要修改软件。最基本的替代产品是DS1904L，该器件缺少4Kb存储器。包含一个DS1904L、DS1993L、两个DS9094-SM5夹和一个DS9092R iButton端口的模块能够提供RTC功能和4Kb存储器，但成本稍高于DS1994L。DS1921G和DS1922L提供几乎与DS1904L/DS1993L模块相同的功能，但包括了额外的温度记录功能，使其成为了成本更高的替代产品。