細談各種單線式通訊接口

單線式通訊接口（Single-Wire Interface，SWI）主要目的在于節省控制接腳，還可以因此減少連接端子及線材等費用，或利用特殊包裝避免產品被抄襲或竄改。Microchip有多種單線式通訊接口產品，下文將會針對UNI/O?、Single-Wire及Atmel SWI來介紹其特色及闡述當中的數據傳送方式。

首先是UNI/O，主要應用于串行式EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）。透過曼徹斯特碼編碼技術（Manchester Encoding Techniques）將數據與頻率結合于同一條訊號線（SCIO）上，并用半雙工方式將輸入與輸出時間隔開，以達至雙向通訊。

例如︰EEPROM中型號11AA010，就是運用UNI/O通訊技術，其中特殊包裝有TO-92及SOT23（見圖一），這兩種包裝較常見于晶體管，而UNI/O訊號格式及波型定義（見圖二），訊號波形由Hi到Low為邏輯0，Low到Hi為邏輯1，透過開集極的方式將數據輸入或讀取出來。

 

其次是Single-Wire I/O Powered，此接口進一步將電源與訊號結合，透過單一只SI/O腳傳送，在訊號為Hi期間儲存電能，供后續運作使用，達到只需兩只腳（SI/O、GND）就能完成通訊及電源供給目的。通訊幀格式類似I2C（見圖三），但數據0及1的展示方法不同，每個波型都有包含部分高電位，達到蓄電功能（見圖四），更可透過并聯方式（見圖五）增加儲存容量。

例如︰EEPROM中型號AT21CS01，就是運用Single-Wire，其中特殊包裝有XSFN及SOT23，可用于墨水夾等沒有插電的配件（見圖六）：

 

最后是Atmel Single-Wire Interface（SWI），此通訊格式主要應用于CryptoAuthentication?系列。這類產品大多用于儲存密碼或密鑰，以及透過硬件加速加解密運算功能，并可搭配Saleae邏輯分析儀（Logic Analyzer）中的Atmel SWI來譯碼（見圖七）。每一個位由一至兩個脈沖組成（見圖八），邏輯1是一個脈沖，邏輯0則由兩個脈沖組成，其脈沖寬度必須符合各自IC的電氣規范。

例如︰ATECC608B特殊包裝有3-lead Contact（見圖九）或 ATSHA206A特殊包裝有2 Pad VSFN（見圖十）

 

當然各項產品也有一些標準封裝，例如SOIC或DFN等常見包裝，本文主要提出較不常見的包裝供讀者們參考。以上就是對各種單線式通訊接口的波形、編碼解析及包裝的介紹。