通信网络-应用笔记159绝对可靠的1-wire通信

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1、应用笔记159绝对可靠的1-Wire通信www.maxim-ic.com.cn绪论®DallasSemiconductor的1-Wire器件利用一根数据线和定义完善的、经过时间检验的协议进行通®信。该协议包括了处理断续连接(“接触”)的特别规定，这种情况在应用iButton形式的1-Wire器件时比较常见。由于1-Wire器件的应用已经渗透到了货币交易和高度安全的认证系统，所以对通信可靠性的要求越来越高。本应用笔记将讨论有关开发人员如何保证1-Wire通信“绝对可靠”的技术，以及需要考虑这些技术的场合。本文将主要讨论iButton形式的1-Wire器件，因为这些器件通常

2、用于通信困难的接触式连接应用中。尽管本文的指导方针直接涉及的是iButton器件，但它们适用于所有的1-Wire器件。嵌入式(微控制器)应用是本文讨论的焦点。这些技术的绝大多数也能用于任何1-Wire总线的主机。本文假设读者已经熟悉了DallasSemiconductor的1-Wire总线协议和基本的1-Wire器件通信方法和算法。可靠的iButton通信通用的1-Wire器件通信通常包括诸如搜索(识别总线上的器件)、读器件网络地址(序列号)、读器件数据或状态和写存储器或控制数据等功能。执行这些操作的软件必须能够在操作中的任何一点处理断续连接、用户操作错误、总线短路、外

3、部干扰或连接失败的情况。有些情况下，软件很容易检测到通信失败并加以矫正。比如，读取iButton时发生错误，软件会尝试再读一次iButton，或者由用户移走并重新加载iButton，启动一次新的交易。从iButton读取数据时发生错误通常只会引起小的延时或者给用户带来些麻烦。但是当向器件写入数据时发生错误后果则严重得多。例如，如果iButton含有货币数据，那么借方(买方)在每次购买的时候都要向iButton中写入改变后的货币数量。如果这些更新中的任何一次发生错误，都会破坏iButton中的数据，用户将丢失他们全部的货币余额——这通常是让人无法接受的，即使是这种情况极少

4、发生。很难给出“绝对可靠”的精确定义。通常，大多数标准1-Wire总线的数据交换相当可靠。利用ReadROM过程可以读取器件的网络地址(序列号)，如果随后跟有家族代码和CRC的检验，那就相当可靠了(参见下文中的家族代码和CRC-8)。即使读取探头遭遇到最恶劣干扰环境的冲击(随机流)，虚假的iButton地址未被识别出来的概率也只有1/256。因为典型的iButton读取环境比最差的情况要好的多，发生的概率也小得多。虽然如此，即使是偶尔的误读，有一些应用也是不能容忍的，因为所造成的后果太严重。1-Wire和iButton是DallasSemiconductor的注册商标。

5、1of21AN159本文中，可靠性达到相当于只允许将64位iButton网络地址顺序读两次、并进行逐位比较后仍被误读的水平被认为是绝对可靠。在最恶劣的干扰类型干扰下(连续的随机位)，误读概率大概只有641/4,230,000,000(大约是1/(2)的平方根)。如果一个操作在处于最恶劣的干扰时仍能达到和超过上述可靠性的水平，就认为操作是绝对可靠的。绝对可靠技术的应用场合绝对可靠技术并不总是必需的，牢记这一点非常关键。出错概率相当低的标准软件法足以满足大多数应用的要求。但是，如果通信错误的后果很严重、或者通信错误造成的心理影响会损害用户的信任度时，就要采用绝对可靠方法。下

6、面是一些范例：在货币交易(eCash)方案中，误读iButton地址(序列号)会造成随后的器件存取操作彻底失效，同时也会导致(本应)利用密码绑定到器件标识的密钥核查失败。偶尔误读器件标识结果只是对产品或服务的临时否定。当用户重新加载iButton时，交易将正常完成，所以对用户的影响非常小。这种情况下，由于误读iButton引起错误交易的概率将非常小，所以，不必采用绝对可靠的方法读iButton地址。然而，在随后的交易过程中，当软件试图从iButton中读取用户的账目余额时，有关的记录表被打开。这时出现错误可能会更改或破坏货币值，更改或破坏货币值是绝对不能接受的，即使偶尔

7、发生也不允许。更糟的是，如果在更新iButton中的账目余额(写数据的时候)时发生故障还可能会导致永久性的破坏，使用户iButton数据崩溃，无法用于以后的交易。当出现的错误造成了严重的后果时就必需采用绝对可靠的方法，而当出错造成的后果无关紧要时则可以放弃绝对可靠的方法。使用绝对可靠技术的另一个原因(通常被忽略)则涉及到用户的信任度。在基于iButton地址(序列号)的门禁控制系统中，如果锁中插入无效的iButton钥匙、同时又被误读的概率是非常小的(即使在最糟糕的情况下，也不到1/256)。而误读iButton地址又恰巧与门的有效钥匙相