1-Wire擴展網絡標準

引言

　　1-Wire總線是一種簡單的信令協議，可通過單根電氣連接進行雙向通信。在1-Wire系統中，單個主機與一個或多個從器件通過一條公共數據線實現互聯。Dallas Semiconductor公司于1989年制定了1-Wire標準，減少了便攜數據傳輸模塊間的連接。iButton® (16mm電池形狀的模塊)隨之應運而生，目前全球銷售量超過1.3億。

　　1-Wire架構也適用于其它應用，如芯片標簽和遠距離傳感器。然而，早期的1-Wire前端沒有考慮到這些新型應用的噪聲水平與線路特性(如線長)。若要滿足這些新型應用的要求，經常需要考慮在實際應用中如何配置1-Wire網絡。因此，為了滿足這一系列應用的要求，Dallas開發了1-Wire擴展網絡標準的新型1-Wire前端，并將其植入一些新產品中。表1列出了1-Wire器件清單，并給出了新型擴展標準支持的器件。

新型擴展標準的重要特性

　　各種噪聲源所產生的噪聲將導致1-Wire線路上出現信號毛刺。這些噪聲可能來自網絡端點或分支點的反射。噪聲也可能由外部源產生，并耦合到1-Wire信號上。上升沿的噪聲毛刺會導致1-Wire器件與主機失去同步。改進后的擴展網絡前端可以解決上升沿存在的這一問題。

　　新型1-Wire前端主要包括三個部分：用于濾除高頻噪聲的低通濾波器、低電平切換至高電平時的電壓滯回電路，以及上升沿延時電路。某些1-Wire器件還具有在線應答脈沖擺率控制電路。圖1給出了這一系列特性的示意圖。粉紅色陰影部分表示1-Wire電壓由低電平至高電平轉換期間，器件忽略電壓幅值的毛刺和瞬時毛刺。

圖1. 新型1-Wire前端的特性

表1. 1-Wire器件

　　注意：新的1-Wire器件將及時添加到產品線上。列表中可能沒有列出最新的器件。請參考器件數據資料中的“改善的網絡性能”(Improved Network Behavior)部分，確認此器件是否帶有新型擴展網絡前端。

　　擴展網絡標準的新特性僅適用于標準速率通信，在高速模式下無效。1-Wire前端的新增特性將影響1-Wire時序參數。這里要特別指出，新標準引入了一個EC參數t_REH，表示上升沿延時。這一延時特性延長了主機產生的讀位的低電平時間t_RL。參見表2。

　　通過長線實現與1-Wire器件通信的實際經驗表明，位操作之間需具有足夠的恢復時間。因此，所有擴展網絡器件都具有較長的恢復時間t_REC。所有器件(標準的和擴展網絡的)的恢復時間都是針對1-Wire總線上只有一個器件的條件定義的。總線上掛接有多個器件時，如何確定擴展網絡的恢復時間請參見應用筆記3829，確定多從機1-Wire網絡的恢復時間。

　　內置在線應答脈沖擺率控制的器件還具有一個參數t_FPD，表示在線應答檢測下降沿時間。雖然控制擺率可以減小長線傳輸所產生的反射，但對于主機檢測在線應答脈沖的窗口也將產生非常大的影響。1-Wire主機的阻抗匹配無需采用擺率延時，即能有效地控制這些反射。因此，以后推出的器件將不再采用在線應答脈沖擺率控制。

表2. EC表參數的區別

結論

　　1-Wire主機能同時兼容于標準器件和擴展網絡器件。使用擴展網絡器件時，只需簡單的延長位操作間的恢復時間以及讀位啟動脈沖時間t_RL。采用較長的恢復時間將降低數據吞吐率，而改變讀位啟動脈沖時間則不會影響吞吐率。對于采用線應答脈沖擺率控制(t_FPD)的器件所組成的網絡，應仔細選擇在線應答脈沖的采樣點。使用不同的器件和電壓，可能要限制其采樣范圍。