Ключ ibutton что это

Ключ ibutton что это

Touch Memory (iButton, Dallas) – это компьютерный чип в круглом металлическом корпусе 16 мм с мировым уникальным адресом, записанным в память в процессе производства. Его можно сравнить с уникальным URL адресом. Touch Memory (iButton, Dallas) может содержать память с оперативной записью и считыванием, часы реальн ого времени, а также регистратор температуры и влажности. Микросхемы хранят и дают доступ к необходимым данным. Все эти возможности микросхем Touch Memory (iButton, Dallas) дают широкий доступ к различным областям применений, включая контроль доступа, электронные переводы eCash, отслеживание баланса, запись параметров окружающей среды.

Уникальный мировой номер – 281,000,000,000,000 комбинаций!
64-битное адресное пространство i-Button предлагает простой и надежный способ идентификации человека или банковского счета. Микросхема работает как личный ключ к информации, которую необходимо защитить от постороннего глаза. Если устройство контроля получает личный ключ, система дает доступ на определенное действие (например, открытие замка). Устройство контроля – это микроконтроллеры или любое компьютерное устройство, обеспечивающее аутентификацию жетона пользователя и подтверждение подлинности и достоверности данных ключа. Обычно, такие блоки контроля располагаются в дверных замках, терминалах приема платежей или автоматах оплаты коммунальных услуг. Вот почему микросхемы Touch Memory (iButton, Dallas) идеально подходят для решения любых задач контроля доступа, будь то жилые здания или электронные системы, включение зажигания автомобильного средства или допуск к эксплуатации промышленного оборудования.

Надежные микросхемы не имеют износа!
Touch Memory (iButton, Dallas) ключи обладают превосходной прочностью, которая недостижима ни для каких иных средств контроля доступа. Вы можете сидеть на микросхемах, ходить по ним, даже кидать их в воду. При этом не приходится беспокоиться о повреждении уникального ключа, поскольку Touch Memory (iButton, Dallas) может применяться в любых условиях эксплуатации. Минимальный срок износостойкости микросхем составляет 10 лет, поэтому вам больше не придется тратить лишние деньги на замену непрочную пластиковой карты. Для дополнительного удобства использования, микросхемы легко крепятся на брелок, кольцо или даже к часам.

Самый простой интерфейс для любой системы и почти без электро-потребления.
Touch Memory (iButton, Dallas) нуждаются в физическом электрическом соединении к любому устройству записи или считывания данных. Однако, новый цифровой интерфейс коммуникации 1-Wire сокращает число электрических контактов до одного (без земли). Единственный проводник, обеспечивающий и подачу питания, и передачу данных, — это всё, что нужно для работы системы. Устройства, которые считывают и записывают информацию на Touch Memory (iButton, Dallas), изолируют все электрические внутренние компоненты и имеют только два электрических контакта, разделенных большим потенциалом. С таким простым соединением вы получаете очень надежное пыле- и влагозащищенное изделие, которое может «общаться» с любыми внешними устройствами. Считыватель Touch Memory (iButton, Dallas) практически не требует питания в режиме stand-by и потребляет только 2 мА в рабочем режиме. Таким образом, микросхема идеально подходит для систем с батарейным питанием, например, для домофонных охранных систем. Считывание уникального кода с микросхемы занимает всего лишь 10 мс. Обычно, замок i-Button осуществляет 60,000 операций с набором четырех батарей АА. Теперь, батарейки придется менять раз в несколько лет, а не раз в несколько месяцев.

Одна микросхема для доступа в сотни мест.
DS1990A, самая простая модель из микросхем Touch Memory (iButton, Dallas), содержит только уникальный 64-битный ROM адрес. Поскольку любой замок или система доступа хранит адрес каждого ключа, пользователю нужен только одна микросхема Touch Memory (iButton, Dallas) для решения различных задач доступа: в помещение, доступ к банковскому счету и т.д.

Память для хранения важной информации.
Коды доступа, уровень авторизации и необходимые данные статистики являются важной информацией, которой нельзя рисковать. Большинство микросхем Touch Memory (iButton, Dallas) имеют программируемую память EPROM, EEPROM или энергонезависимую RAM для хранения такой информации. Для повышения уровня надежности хранения данных, они могут быть зашифрованы. Используя уникальный адрес в процессе кодировки (криптографии), достигается высокий уровень безопасности.

Память с лимитированным по времени доступом.
Микросхема DS1994 имеет встроенные часы реального времени, которые могут использоваться для учета времени действия доступа (дни и часы). После истечения определенного времени доступ с помощью ключа Touch Memory (iButton, Dallas) будет закрыт. Доступ также может быть ограничен числом срабатываний ключа или суммарным временем доступа.

Память с доступом, защищенным паролем.
Если необходимо ограничить доступ к секретной информации, в головной компьютер может быть сохранен пароль, необходимый для считывания и записи информации. DS1991 содержит три блока памяти сервисных данных. Каждый блок из 48 байт имеет собственный 64-битный пароль доступа и ID номер. DS1997 имеет 32 кБ EEPROM памяти. Доступ к памяти может быть защищен разными паролями на различные операции: для чтения один пароль и для полного доступа другой.

Высокий уровень аутентификации не дает шансов для взлома.
Память для самых сложных задач аутентификации: запрос-и-ответ. Для предоставления еще большего уровня безопасности мы предлагаем память запрос-и-ответ, которая соответствует стандарту ISO 10118-3 и работает по защищенному алгоритму хеширования SHA-1. Это единственный алгоритм, одобренный правительством США. Система запрос-и-ответ позволяет двум сторонам обмениваться информацией, не подвергая опасности свою коммуникацию. Интегрированный 512-битный SHA-1 механизм активируется для создания 160 — битного кода подтверждения подлинности сообщения (MAC кода) на основе информации, хранящейся в микросхеме. Типичными применениями для такого интегрированного решения являются системы местного или удаленного аутентифицированного доступа, электронные кошельки для перевода денег, банкоматы, терминалы оплаты, счетчики парковки или доступ к компьютерной сети. Микросхемы Touch Memory (iButton, Dallas) с SHA-1 алгоритмом обеспечивают лучшую сохранность данных для защиты от взлома. Такие устройства могут предотвратить множество известных атак, например, copy-атаку, replay-атаку, перехват данных, A-B-A атаку и эмуляцию.

Легкость управления для всех уровней обеспечения безопасности.
Вне зависимости от того уровня, которому принадлежит система доступа, управление Touch Memory (iButton, Dallas) как электронных ключей значительно облегчено благодаря уникальному глобальному запрограммированному ROM идентификационному номеру, который не может повториться ни при каких условиях. Добавление или изъятие ключа осуществляется легко и быстро.

Интерфейс в одно касание.
Как происходит связь с микросхемой Touch Memory (iButton, Dallas)? Очень просто. Информация передается между микросхемой и компьютером, персональным помощником, любым мобильным телефоном или микроконтроллером посредством секундного контакта со скоростью до 142 кб/с. Просто поднесите ваш ключ к считывающему устройству.

Электронные идентификаторы iButton

iButton — это семейство микроэлектронных устройств, разработанных фирмой Dallas Semiconductor, USA (в настоящее время выпускаемых фирмой Maxim). Каждое устройство iButton заключено в стальной герметичный цилиндрический корпус и имеет уникальный номер (ID), записываемый в процессе изготовления. Все устройства iButton помещаются в стальной цилиндрический корпус MicroCan, выполнены по жестким стандартам и выдерживают серьезные механические и температурные нагрузки. Обмен данными с iButton производится через интерфейс 1-Wire. Информация в этом интерфейсе передается по единственному проводнику. Питание iButton получают из этого же проводника, заряжая внутренний конденсатор в моменты, когда на шине нет обмена данными. Скорость обмена достаточна для обеспечения передачи данных в момент касания контактного устройства. Для подключения iButton к компьютеру компанией «Аладдин Р.Д.» выпускаются считыватели (адаптеры), преобразующие сигналы стандартных портов компьютера (RS232, USB) в сигналы 1-Wire. Брелки-держатели позволяют надежно закрепить «таблетку» iButton.

Тип	Наименование	Объем памяти	Особенности
DS-1990	Электронный идентификатор Touch Serial Number	0
DS-1991	Электронный ключ с защищенной памятью Touch MultiKey	4 страницы по 48 байт	Первые три страницы имеют защиту от доступа Снята с производства, рекомендуем заменять на DS-1977
DS-1992	Электронный ключ с памятью 1К-бит Touch Memory 1K-bit	4 страницы по 32 байта
DS-1993	Электронный ключ с памятью 1К-бит Touch Memory 4K-bit	16 страниц по 32 байта
DS-1994	Электронный ключ с памятью 1К-бит Touch Memory 4K-bit	16 страниц по 32 байта	Дополнительно часы/календарь реального времени
DS-1995	Электронный ключ с памятью 1К-бит Touch Memory 16K-bit	64 страницы по 32 байта
DS-1996	Электронный ключ с памятью 1К-бит Touch Memory 64K-bit	256 страниц по 32 байта
DS-1977	Электронный ключ с защищенной памятью Touch MultiKey	4 страницы по 48 байт	Первые три страницы имеют защиту от доступа Рекомедуется для замены устаревшей модели DS-1991

48-битный уникальный серийный номер, присваиваемый методом «прожигания» лазером при изготовлении чипа. Первый байт ROM-памяти содержит код семейства, восьмой байт – CRC первых семи байт.

Размер EEPROM-памяти	0 — 8192 байт (в зависимости от модели)
Рабочий диапазон температур	От -40°С до +70°C
Температура хранения	От -55°C до +85°C
Используемый интерфейс	1-Wire
Мин. время записи/стирания	5 мс
Рабочее напряжение питания	0,5 В — 7 В
Долговечность	1 000 000 циклов
Срок хранения данных в памяти	10 лет
Макс. потребляемый ток	5 мкА
Устройства чтения	Считыватели iButton
Назначение	Системы идентификации

Считыватели для iButton

• с адаптером для порта RS-232
• для USB-порта
• без адаптера с разъемом RJ-11
• без адаптера.

Возможные варианты исполнения считывателей:

• Цвет корпуса и провода: черный, серый, белый, на заказ
• Без фиксатора «таблетки» (только касание) / с фиксатором
• Различная длина провода (стандартная длина — 0,7 м.)
• Логотип заказчика на фронтальной части корпуса считывателя.

Для крепления «таблетки» iButton и удобной работы рекомендуется приобрести брелок-держатель, позволяющий прикрепить его на связку ключей.

Модели считывателей для iButton

RDS-01

Контактное устройство без фиксатора, телефонный провод 70 см, разъем DB9 для последовательного порта RS-232 (9 pin).

RDS-01 USB

Контактное устройство без фиксатора для USB порта.

RDS-03

Контактное устройство без фиксатора, телефонный провод 70 см, разъем RJ-11.

RDS-04

Контактное устройство без фиксатора, телефонный провод 70 см, без разъема.

RDS-11

Контактное устройство с фиксатором, телефонный провод 70 см, разъем DB9 для последовательного порта RS-232.

RDS-11 USB

Контактное устройство с фиксатором для USB порта.

RDS-13

Контактное устройство с фиксатором, телефонный провод 70 см, разъем RJ-11.

RDS-14

Контактное устройство с фиксатором, телефонный провод 70 см, без разъема.

Брелки-держатели для iButton

Брелок служит для надежного удержания электронного идентификатора («таблетки») iButton и удобной работы с ней при использовании практически любых считывателей.

Брелок выполнен из прочной пружинящей неломающейся пластмассы, позволяет многократно менять «таблетку» iButton, крепящуюся в своем посадочном месте с помощью двух защелкивающихся направляющих-фиксаторов.

Брелок с «таблеткой» удобно носить на связке с ключами.

Форма и устройство брелка-держателя защищены патентом РФ на полезную модель.

Возможные варианты поставки:

• Цвет корпуса: черный, зеленый, белый, красный, синий, на заказ
• Логотип заказчика на корпусе.

Модели брелков-держателей для iButton

RDS-21

Брелок для крепления «таблетки» iButton

RDS-20

Брелок для крепления «таблетки» iButton (вариант для использования совместно с контактными устройствами RDS-11 – RDS-14)

Ключ ibutton что это

В 1991 году компания Dallas Semiconductor выпустила свои первые электронные ключи-идентификаторы серии DS199х. В начале для них было запатентован товарный знак «Touch Memory», которое достаточно полно отражало основные свойства этих изделий. Touch — переводится «прикоснись», Memory — «память».

Действительно, все ключи, которые внешне выглядят как металлические дисковые батарейки, в обязательном порядке имеют внутри микросхему-ПЗУ с уникальной для каждого устройства двоичной 48-разрядной кодовой комбинацией (идентификационным номером), а считывается эта комбинация при прикасании металлическим корпусом ключа к металлическому же зонду-считывателю.

Новый электронный ключ из Далласа стал популярным среди потребителей, и, как следствие, стали появляться новые модели. Последнее изделие этого ряда DS1954 имеет внутри своего корпуса специальный микропроцессор для шифрования информации, разработан был также идентификатор со встроенным термопреобразователем, планируется реализовать идеи размещения других схем в стандартизованном компанией Dallas Semiconductor металлическом корпусе. Поэтому с начала 1997 года Dallas Semiconductor заявила о смене названия всех своих идентификационных ключей на iButton(Information Button — «таблетка с информацией»), как более общее и охватывающее весь ряд изделий в настоящем и в будущем.

Внешний вид электронного ключа iButton

Все электронные ключи-идентификаторы iButton внешне похожи на дисковую металлическую батарейку (Рис.1). Металл представляет собой нержавеющую сталь. Диаметр диска около 17 мм , толщина 3,1 мм или 5,89 мм . Диск состоит из двух электрически разъединенных половинок. Внутри он полый. В герметичную полость заключена электронная схема на кремниевом кристалле. Выход схемы соединен с половинками диска двумя проводниками. Половинки диска образуют контактную часть однопроводного последовательного порта. При этом через центральную часть идет линия данных, внешняя оболочка — земля. Для того чтобы произошел обмен информации iButton с внешними устройствами, необходимо прикоснутся обеими поверхностями половинок металлического диска к контактному устройству (зонду), также состоящему из двух электрически не связанных, проводящих электрический ток частей.

Обычно для материала контактов зонда используют нержавеющую сталь или медный сплав, с нанесенным на него защитным токопроводящим покрытием. Процесс касания к зонду показан на Рис.2.

Большая площадь поверхности контактов защищает систему от неточного совмещения при подключении по причине «человеческого фактора» или при автоматизированном касании, когда идентификатор и зонд расположены на различных подвижных механизмах . Кроме того дисковая форма корпуса направляет и очищает контакты, гарантируя надежное соединения, а закругленный край корпуса легко совмещается с зондом.

Области применения

Устройства семейства iButton предназначены для различных секторов рынка, в зависимости от их типа. Наиболее распространены они сейчас в качестве:

Идентификационных карточек персонала для систем ограничения доступа в здания или отдельные помещения. Особенно они популярны в секторе рынка с повышенным уровнем воздействия внешней среды и условий эксплуатации, то есть там, где традиционные карточки или устройства для считывания с них информации могут быстро выйти из строя.При этом, в зависимости от категории защищенности объекта, применяются различные типы iButton. Так, для ограничения доступа в подъезды жилых домов, где не предъявляются повышенные требования к системам ограничения доступа, используют самые дешевые iButton DS1990, которые стоят около 2 долларов. В подъезды iButton устанавливают обычно в единой системе с домофоном — переговорной и управляющей дверным электромагнитным замком системой. Учитывая низкую цену считывающего устройства — около 25 долларов, установщики домофонов получают беспрецендентно низкие цены и на всю электронную систему управления замками, при очень высоких потребительских параметрах, в особенности, защищенности от внешних воздействий. В таких системах жильцам подъезда выдаются iButton DS1990, в качестве ключей для подъездного замка. Закрепленные на пластмассовом брелке, который можно носить в одной связке вместе с обычными механическими ключами, iButton можно ронять на землю или бетонный пол, они не боятся воды, льда (предел рабочей температуры -40С), кислот, масел, бензина, электромагнитных полей. Корпус рассчитан на 1млн. касаний к зонду. Металлический зонд также хорошо вписывается в жесткие эксплуатационные нагрузки общих входных дверей подъезда.

Широко используются iButton также в качестве идентификационных карточек ограничения доступа в офисные помещения и на промышленные предприятия.

В этих вариантах использования часто закрепляют диск iButton на личной пластиковой карточке персонала, где дополнительно может быть размещена фотография и другие данные о специалисте.

Дополнительные возможности по повышению степени ограничения доступа в помещения позволяют реализовывать iButton с защищенной паролем энергонезависимой памятью, а также новые iButton DS1954 с микропроцессором-шифратором с длиной кода ключа 1024 бит, энергонезависимой памятью и часами-календарем. Последняя модель имеет высокую степень защиты информации. Такие системы обычно используются в банках и на предприятиях с повышенными требованиями безопасности.

Идентификационные метки оборудования и аппаратуры. Специальное приспособление закрепляет диск iButton на плате оборудования или в его корпусе. Уникальный номер позволяет производителю идентифицировать свое оборудование или защищать его от подделок. IButton с энергонезависимой памятью могут дополнительно хранить параметры эксплуатации, гарантийные обязательства и другие служебные характеристики изделий.

Аппаратный ключ в системах защиты информации. Используется для защиты программного обеспечения компьютеров. Защищаемая программа имеет встроенную процедуру обращения через один из портов компьютера к идентификационному номеру или энергонезависимой памяти iButton. Сам идентификатор закрепляют в специальном адаптере к порту. Хозяин программы распределяет по ней защитные метки с номерами конкретной iButton или с содержимым его энергонезависимой памяти. В случае несоответствия номера или содержимого энергонезависимой памяти идентификатора этим записями, программа не работает.

Принципы конструкции iButton и считывающих устройств для них

Как отмечалось выше, iButton представляют собой микросхему, помещенную в дисковый металлический корпус. В структурной схеме этой микросхемы в обязательном порядке присутствуют однопроводный порт, логика управления и ПЗУ в виде 64-битного блока, содержащего 48-битный идентификационный номер, 8-ми битный номер типа изделия и 8-битный код для контроля. Идентификационный номер записывается в микросхему при помощи лазера во время ее изготовления. Он не может быть изменен в течение всего срока службы прибора. Dallas Semiconductor не выпускала и никогда не планирует выпускать iButton с одинаковыми идентификационными номерами. Комбинаций из 48-разрядов вполне достаточно даже при самых оптимистичных объемах выпуска в сотни миллионов ключей в год, чтобы сотни лет номера их не повторялись.

При считывании идентификационного номера, считывающее устройство вычисляет через принятый номер код контроля по общей для всех iButton формуле и сравнивает его с принятым кодом контроля. При совпадении, запускается процесс двунаправленной передачи данных по принципу «запрос-ответ». Считывающее устройство выступает здесь в роли мастера, а iButton выполняет его команды. На одной двухпроводной линии параллельно к одному порту мастера могут быть подключены одновременно в общем случае значительное количество iButton.

Ограничения определяются особенностью протокола со скоростью обмена до 115 кБод и физической длиной линии до 300 м , ограниченной процессами затухания сигнала. Хотя, конечно, с помощью специальных схем усилителей и ретрансляторов расстояние можно увеличить практически неограниченно. Интересной особенностью принципов схемотехники самой iButton является то, что питание ее микросхемы формируется от «паразитного источника» — конденсатора емкостью 800 пФ, который заряжается через диод от порта зонда в момент касания. Для микропотребляющих МОП-схем iButton емкости такого источника вполне достаточно. Схема входных цепей iButton в момент касания к микроконтроллеру показана на Рис.3.

Кроме обязательных составляющих различные типы iButton могут содержать энергонезависимую SRAM (данные хранятся не менее 10 лет благодаря встроенной в корпус литиевой батарейке), однократно программируемую память, часы-календарь реального времени, термодатчик и, наконец, криптографический микропроцессор.

Практически любой стандартный микроконтроллер, например 8051-совместимый, или компьютер может быть использован для обмена данными с iButton. При этом металлическая контактная площадка зонда соединяется обычной витой парой с портом микроконтроллера или компьютера.

В случае, если в качестве мастера для считывания iButton используется персональный компьютер, то в простейшем случае схема соединения его с контактной площадкой достаточно проста.

Схема эта показана на Рис.4. В ней могут быть использованы отечественные кремиевые маломощные стабилитроны типа КС139 и КС162 и любые маломощные диоды Шотки типа КД808. Dallas Semiconductor поставляет адаптер DS9097, который внешне оформлен в виде стандартной розетки 9-ти или 25-выводного разъема последовательного порта. Распаянная внутри адаптера схема аналогична показанной на Рис.4. Этот адаптер обеспечивает расстояния в десятки метров до контактной площадки и для простых линий с одним узлом приема информации его вполне достаточно. Схемы на расстояния до узла контакта в сотни метров сложнее незначительно. В них используется драйвер однопроводной линии DS2480.

Описание протокола iButton

Данные в соответствие с протоколом iButton Standarts передаются в дискретные временные интервалы, которые называются временными сегментами (типовая длительность около 60мкс) с помощью коротких и длинных импульсов, аналогичных азбуке Морзе. При этом инициатором обмена (ведущим) всегда является считывающее устройство. При соприкосновении с зондом или его эквивалентом прибор iButton выдает ответный сигнал, за которым следует код семейства, 48-битный серийный номер iButton и код контроля.

Длинные или короткие активные состояния логического нуля во временных сегментах представляют единицы или нули. Ведущая система запускает передачу каждого бита.

В общем случае iButton может работать относительно мастера как на считывание, так и на запись информации в свою энергонезависимую память. Для записи логической 1 в течение типового сегмента времени однопроводная линия передачи должна за время выборки данного вернуться в состояние логической 1, для записи нуля в течение всего этого временного окна линия должна находиться в состоянии логического 0 (Рис.5.).

Синхронизация временного сегмента осуществляется отрицательным фронтом сигнала, который формируется мастером, при этом длительность состояния логического нуля на однопроводной линии связи должна составлять не менее 1мкс.

В цикле считывания идеальный момент стробирования считываемого данного — это 8мкс после начала временного сегмента (Рис.6). Задающее устройство подает на однопроводную линию активный логический 0 на время синхронизации данного (не менее 1мкс), после чего переходит в режим приема. Далее в течение всего времени выборки данного состояние линии определяется прибором iButton . После начала временного сегмента состояние линии с помощью пассивной нагрузки выдерживается на уровне логической 1 от 15 до 60мкс. Возможна приостановка сеанса связи на любое время между временными сегментами, при этом на однопроводной линии связи поддерживается состояние логической 1. Во всех сеансах связи первым передается младший значащий разряд данного.
Подробно ознакомиться с протоколом iButton Standarts можно в многочисленных изданиях самой фирмы Dallas Semiconductor в виде книг, CDROM или по Интернету (сервер iButton.com).

Для упрощения восприятия обзора попытаемся внести элементы классификации в семейства iButton. Необходимо отметить, что делается это самовольно — Dallas Semiconductor пока этого еще не сделал и представляет свои семейства по принципу возрастания номера маркировки.
Основной раздел между iButton можно провести по признаку наличия средств защиты области данных от несанкционированного пользователя. В этом случае явно выделяются два типа: iButton с незащищенной областью данных и iButton со специальной защитой данных.
В данной части обзора Вы сможете найти описание основных свойств и особенностей устройства iButton с незащищенной областью данных. Мы также их разделили на группы, но приборы внутри группы уже мало чем отличаются по своей структурной схеме. Отличие состоит обычно в объеме памяти того или иного вида.

1. iButton с уникальным серийным номером

Группа состоит из одного семейства — DS1990А. Это первое изделие Dallas Semiconductor, впервые поступившее в продажу в 1991 году. Имеются две разновидности по толщине корпуса. DS1990A-F5 — имеет толщину корпуса 5,89 мм , а DS1990A-F3 толщину 3,1 мм.

По схемотехнике DS1990A самая простая iButton и имеет только ПЗУ с уникальным 48-разрядным номером, кодом семейства и кодом контроля. Доступ к ПЗУ происходит через интерфейсную схему, поддерживающую протокол iButton Standart (блок-схема на Рис. 2). Питается микросхема DS1990A, как и все iButton, от «паразитного источника» (на рисунке не показан), состоящего из внутренних выпрямителя и конденсатора (см. первую часть обзора). Энергия в этот источник поступает через резистор 5 КОм открытого коллектора порта считывателя в момент времени, когда контактная часть считывателя и iButton прикоснулись друг к другу.

DS1990A не имеет никаких средств защиты области данных пользователя, так как области этой как таковой и нет. Уникальный номер, записанный в ПЗУ на заводе в Далласе, доступен для любого считывающего устройства-эонда, поддерживающего протокол iButton Standart.
Четыре КОМАНДЫ ПЗУ составляют систему команд iButton DS1990А: ЧТЕНИЕ ПЗУ, СОВПАДЕНИЕ ПЗУ, ПРОПУСК ПЗУ и ПОИСК ПЗУ. В режиме с одним узлом считывания достаточно команды СЧИТЫВАНИЕ ПЗУ. Остальные команды необходимы для работы в сетевом варианте применения для исключения конфликтов при одновременном касании многих iButton к разным считывающим контактам, подсоединенным к одной линии данных.

Порядок выдачи содержимого ПЗУ при исполнении команды ЧТЕНИЕ ПЗУ следующий: код семейства(01H для DS1990A ), 48 бит уникального номера и последним идет 8-битный код контроля. Передача идет побитно, младший значащий разряд идет первым. Прием считается завершенным, только если вычисленный мастером на основе уникального номера по стандартной формуле контрольный код, совпадает с принятым контрольным кодом из ПЗУ iButton. Полный цикл считывания ПЗУ длится около 5мс.

2. iButton с энергонезависимой статической памятью

Группа этих iButton включает в себя четыре семейства: DS1992L, DS1993L, DS1995L и DS1996L. Буква L в наименовании означа- ет наличие трехвольтовой литиевой батарейки. Энергия батарейки использует- ся для питания микромощной статической памяти (SRAM) в течение всего срока службы этих iButton, который составляет не менее 10 лет.

Для коммуникационных процессов здесь, как и в других iButton, используется «паразитный» внутренний источник — выпрямитель+конденсатор. В случае разряда батарейки по какой-либо причине, имеется возможность доступа только к ПЗУ.
Как и у всех iButton, ПЗУ этих семейств имеет идентификационный номером, код семейства и код контроля (См. Рис. 3). Каждое семейство отличается от другого только размером статической энергонезависимой памяти.

Структурно эта память разбита на страницы по 32 байта и имеет систему адресации. DS1992 имеет всего четыре таких страницы, DS1993 — 16 страниц, DS1995 — 64 страницы, DS1996 — 256 страниц. Содержимое страниц может быть считано любым устройством считывания, поддерживающим iButton Standart.

Скорости записи данных и считывания одинаковы и составляют в обычном режиме 16,3 Кбит в секунду. Модели DS1995 и DS1996 поддерживают режим ускоренного обмена «overdrive», отличие которого от обычного в сокращенных примерно в 10 раз длительностях цикла инициализации и временных окон для данных. Так инициализация происходит за время от 48мкс, а достаточный временной интервал для данных 6мкс. Скорость полудуплексного обмена данными в режиме «overdrive» 142Кбит в секунду. Запись в энергонезависимую SRAM осуществляется диспетчером памяти через 32-байтную блокнотную память, которая выполняет функцию буфера. Блок данных записывается вместе с блоком адреса для этих данных. Данные и адрес верифицируются, то есть считываются обратно мастером из блокнотной памяти, и проверяются им на предмет идентичности с отправленными. Только после удачного исхода мастер командой «копировать блокнотную память» разрешает переносить данные из блокнотной памяти на выбранную страницу основной энергонезависимой SRAM. Формат записываемых данных может быть от 1 байта до 32 байт. Считываются данные минуя блокнотную память.
Восемь команд поддерживаются данным типом iButton: четыре КОМАНДЫ ROM, три команды ЗАПИСИ, СЧИТЫВАНИЯ и КОПИРОВАНИЯ БЛОКНОТНОЙ ПАМЯТИ и команда ЧТЕНИЕ ПАМЯТИ.

3. iButton с энергонезависимой однократнопрограммируемой EPROM-памятью.

В отличие от семейств с энергонезависимой статической памятью, в этих приборах не используются литиевые батарейки, хотя и имеется память данных. . Память данных здесь однократнопрограммируемая EPROM. Напряжение программирования 11,5В +0,5В, ток 10мА.
Питание всей схемы осуществляется только от «паразитного» источника. Отсутствие литиевой батарейки позволяет Dallas Semiconductor выпускать эти модели, как в толстом F5, так и в тонком F3 корпусах. Группа включает семейства DS1981U,DS1982U, DS1982,DS1985 и DS1986. У всех семейств имеется стандартного вида ПЗУ, но разный объем памяти данных. Последняя адресуется и разбита на страницы по 32 байта. DS1981 имеет 2 страницы,DS1982 — 4 страницы, DS1985 -64 страницы и DS1986 — 256 страниц. Модели с маркировкой U отличаются от остальных моделей тем, что 12 бит из общего пространства уникального номера занимает прошивка 5E7H, остальные же 36 бит имеют уникальную прошивку.

Для повышения надежности занесения данных в однократнопрограммируемую память данных в электрическую схему введены дополнительные элементы: детектор напряжения, генератор контрольной суммы, регистр статуса и 8-битная блокнотная память (см. Рис. 4).
Чистая EPROM имеет записанными логические единицы. Однажды установленный в логический ноль бит памяти невозможно в дальнейшем изменить, однако оставшийся в единичном состоянии может быть изменен в логический ноль при повторном программировании. Каждая страница памяти данных может быть защищена от попытки повторной записи в нее данных, установкой соответствующего бита регистра статуса в состояние логического нуля. Регистр статуса программируется только однократно, поэтому обратно открыть для записи страницу уже будет нельзя. Кроме байта защиты памяти данных, регистр статуса имеет байты переадресации страниц. Запись в эти байты позволяет переписать содержимое страницы на другую открытую для записи страницу и дополнить ее содержимое модифицированными данными. Для приложений, требующих модификации данных, Dallas Semiconductor предлагает брать модели с заведомо большим количеством страниц.
Что касается механизма записи информации в память данных этого семейства, то он несколько усложнен. Адреса, коды команд и данные проверяются исключительно побайтно. Мастер считывает код, вычисленный генератором проверочного кода, и сравнивает со своими вычислениями. Только после этого разрешается продвижение на очередной байт в процедуре записи.

Протокол обмена с мастером поддерживает восемь команд: четыре ПЗУ КОМАНДЫ, команды с памятью данных ЧТЕНИЕ и ЗАПИСЬ, а также команды для регистра статуса ЧТЕНИЕ и ЗАПИСЬ. Модель DS1986 имеет возможность работать в скоростном режиме «overdrive».
В приложениях не требующих частого обновления данных эти iButton находят применение, вследствие своей дешевизны.

4. iButton с EEPROM памятью данных

Группа пока представлена одним семейством DS1971. Это новое семейство выпускается с 1997 года. Поставляется DS1971 в двух корпусах F3 и F5. Кроме стандартного ПЗУ, эта модель содержит память данных типа EEPROM в виде одной 256 битной странички. Данные могут неоднократно перезаписываться только постранично.

Напряжение программирования +5В. Запись происходит через блокнотную память, объем которой также 256 бит (см. Рис. 5). После верификации данных, содержимое блокнотной памяти переносится в память данных одним блоком. Имеется регистр для занесения служебной информации — РЕГИСТР ОДНОКРАТНОЙ ЗАПИСИ. Данные в него заносятся через его блокнотную память и могут быть записаны только один раз. В дальнейшем этот регистр открыт только для считывания. Регистр однократной записи может использоваться производителем оборудования с использованием DS1971 для занесения служебной информации, например, дата выпуска, номер партии и т.п.. Событие о том, что запись в РЕГИСТР ОДНОКРАТНОЙ ЗАПИСИ произведена, отражается в состоянии регистра СТАТУС-ПАМЯТЬ. Два бита его устанавливаются при этом в логический ноль. Мастер может только считать состояние этого регистра.

Одиннадцать команд возможны в работе с DS1971: четыре КОМАНДЫ ПЗУ, три команды ЧТЕНИЕ, ЗАПИСЬ и КОПИРОВАНИЕ блокнотной памяти, три команды регистра однократной записи — ЧТЕНИЕ, ЗАПИСЬ и КОПИРОВАНИЕ С ЗАМКОМ и команда ЧТЕНИЕ СТАТУС-ПАМЯТИ.

5. iButton с энергонезависимыми таймером и статической памятью.

Эта группа представлена одним семейством DS1994L. Микросхема его содержит обычную ПЗУ с идентификационным номером, кодом семейства и кодом контроля, статическую память 16 страниц по 32байта каждая, кварцевый генератор часовой частоты 32768 Гц, таймер-календарь в двоичном формате, программируемые счетчики циклов включения-выключения, интервальный таймер.

Статическая память и все элементы таймера энергонезависимы за счет литиевой батарейки. Режимы работы таймерной части DS1994 определяют два его регистра: регистр статуса и регистр управления. В регистр статуса помещают свои флаги по наступлению заданного события таймер-календарь, интервальный таймер и счетчик циклов. Состояния флагов доступны для считывающего прибора и могут быть использованы им для принятия решения. Календарь таймера организован так, что необходима предварительная установка даты и времени отсчета. Исход времени будет затем отсчитываться от этой даты. Емкость по времени календаря 136 лет.

Состояние регистра управления определяет доступность ресурсов как таймера, так и страниц энергонезависимой памяти. Установки его битов останавливают генератор, запрещают изменения установок календаря, интервального таймера, счетчика циклов, чтение общей энергонезависимой памяти.

DS1994 удобно использовать для ограничения срока работы приборов или устройств. В этом варианте он устанавливается в специальном зажиме, по аналогии с дисковыми аккумуляторами, и имеет постоянное соединение со схемой устройства.

Система команд DS1994 содержит как типичные для iButton команды ПЗУ так и команды работы с таймерами и счетчиком.

6. Автономный цифровой термопреобразователь в корпусе iButton

Представлен одной моделью DS1920. Внутри стандартного для iButton корпуса толщиной F3 или F5 установлена микросхема, осуществляющая полный цикл преобразования температуры окружающей ее среды в 9-разрядный цифровой код. Датчиком температуры служит термистор, также установленный в корпусе DS1920. 9-разрядный АЦП осуществляет преобразование сопротивления датчика, как функцию температуры, в цифровой код.

Преобразование происходит в момент касания DS1920 зондом. Питание поступает от порта зонда. Имеется особенность в организации питания, которая обусловлена повышенными токами потребления микросхемы DS1920 в момент преобразования. Рекомендуется вместо выходного открытого коллектора с нагрузочным резистором 5 Ком, использовать «сильно открытый коллектор», где резистор заменен полевым транзистором, открытым в период преобразования и пропускающим больший ток, ввиду меньшего сопротивления.

Диапазон температур измеряемый DS1920 лежит в интервале от -55С до +100С, время преобразования 0,2 секунды, точность 0,5С в диапазоне от 0С до +70С.

Имеются специальные триггеры порогов температуры, значения которых записываются в их память EEPROM. Триггеры сообщают мастеру, при его обращении, о превышении порогов, что бывает удобно при поиске узла измерения в сетевом варианте, когда в одну линию соединены большие количества DS1920.

Интерфейс и ROM DS1920 соответствуют всем требованиям iButton Standart, а система команд состоит как из обычных для iButton ПЗУ КОМАНД, так и из специфичных ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ, ВЫБОРКА СОСТОЯНИЯ ПОРОГА и команд работы с БЛОКНОТНОЙ ПАМЯТЬЮ.

Типичным способом использования DS1920 является закрепление его на объекте с использованием специальных дисков с липкими поверхностями или пластиковых зажимов на винтах. При этом можно в параллель соединить проводниками несколько приборов, а опрос вести переносным зондом из одной точки. По уникальному номеру нетрудно будет выяснить место измерения для каждой точки температурных измерений.

В заключение хотелось бы отметить, что Dallas Semiconductor поставляет программное обеспечение DS0621-SDK для работы со всеми типами iButton. Оно специально предназначено разработчикам и содержит драйверы для DOS, Windows 3.1, Windows-95/NT. Имеются варианты процедур работы с iButton, написанные на ассемблере микропроцессоров MCS-51, на С, на Паскале, Дельфи, Visual Baisic. В пакете представлена также оболочка TMEX для сетевых систем с использованием iButton. Утилиты этой оболочки включают команды для сети iButton , сходные с командами COPY, FORMAT, DIR, RENAME, DELETE, DIR и т.п.. Dallas Semiconductor поставляет готовый адаптер для последовательного порта. Внешний вид дан ниже:

Ключи Touch Memory iButton

Электронный ключ iButton (Touch Memory) производства компании Dallas Semiconductor — это компьютерный чип, заключенный в 16-миллиметровую «таблетку» из нержавеющей стали. Благодаря уникальному надежному корпусу, информация, заключенная в чипе, будет сохранена в любых условиях. Стальная «таблетка» может применяться где угодно благодаря своим свойствам противостоять условиям агрессивной внешней среды. Её компактные размеры позволяют закрепить её на кольце для ключей или брелке, и использовать для таких повседневных задач, как контроль и учет доступа.

Компоненты ключа iButton (Touch Memory)

Корпус и начинка «таблетки»

Электронный ключ iButton компании Dallas Semiconductor (Touch Memory) использует в качестве интерфейса сам металлический корпус-таблетку. Каждая «таблетка» имеет основной контакт («крышка») и основание («корпус»). Оба эти контакта присоединены к кремниевому чипу внутри «таблетки» и изолированы друг от друга полипропиленовой вставкой. Основание формирует корпус таблетки, а основной контакт — крышку. Корпус «таблетки» подходит для установки в пластиковые держатели, которые позволяют с удобством пользоваться ключом iButton (Touch Memory).

Интерфейс 1-wire

Считывание ключа осуществляется по протоколу 1-wire путем простого прикосновения к двум контактам, описанным выше. Интерфейс 1-wire имеет две скорости передачи данных: стандартная — 16 кбит/с и ускоренная — 142 кбит/с.

Адрес (код ключа)

Каждый ключ iButton (Touch Memory) содержит единственный и уникальный адрес, который занесен в чип внутри «таблетки». Этот адрес может быть использован как идентификатор для каждой таблетки (например 2700000095C33108).

Версии iButton (Touch Memory)

На базе технологии iButton (Touch Memory) компании Dallas Semiconductor реализованы 20 различных типов «таблеток» с различной функциональностью:

• Адресные (DS1990A, Touch Memory);
• с памятью;
• с часами;
• защищенные;
• регистрирующие (температуру, влажность).

Надежность

Кремниевый чип «таблетки» iButton (Touch Memory) защищен прочной нержавеющей сталью. Вы можете бросать iButton (Touch Memory), наступать на него или царапать. Таблетки iButton (Touch Memory) тестированы для работы в течение 10 лет в различных погодных условиях.

Модификации ключей Touch Memory DS1990A

Все типы электронных ключей iButton (Touch Memory) являются адресными, то есть содержат в чипе шестнадцатизначное число, уникальное для каждой таблетки. Концепция мобильного чипа памяти, который связывается с внешними устройствами путем касания, легла в основу всех модификаций iButton (Touch Memory). По мере роста семейства iButton (Touch Memory), адресные ключи DS1990A iButton (Touch Memory) были отделены от других модификаций с расширенными функциями, такими, как микропроцессор, часы и/или датчики температуры, влажности.

• Уникальный и неизменяемый адрес, занесенный внутрь чипа при его изготовлении с помощью лазерного луча;
• Недорогой интерфейс 1-wire с низким энергопотреблением.

Модели DS1990A, DS1990A-F3, DS1990A-F5

Ключи DS1990A Touch Memory содержат в себе уникальный код, который используется для автоматической идентификации. Данные передаются через последовательный интерфейс по протоколу 1-wire, который использует один проводник для передачи данных и один в качестве общего провода. В каждом ключе DS1990A записан гарантированно уникальный 64-битный номер. Прочный корпус из нержавеющей стали предохраняет ключ от грязи, влаги и ударов. Компактный корпус в виде таблетки удобно прикладывать к разъему считывателя.

• Время считывания — менее 5 миллисекунд;
• Условия работы: напряжение питания от 2,8 В до 6,0 В, температура от -40°С до +85°С;
• Уникальный 64-битный код;
• Встроенный контроллер для интерфейса 1-wire;
• Идентификация по касанию;
• Конструкция корпуса, упрощающая правильное прикладывание;
• Прочный корпус из нержавеющей стали с регистрационным номером, выдерживающим суровые условия внешней среды;
• Простое крепление на пластиковом держателе.

Вы можете купить оригинальные ключи Touch Memory в интернет-магазине или заказать изготовление дубликата существующего электронного ключа в нашем офисе.