|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Touch Memory - identyfikator elektroniczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów Wprowadzenie W systemach automatycznej identyfikacji personelu, wyrobów technicznych, towarów najpopularniejsze są takie tradycyjne identyfikatory jak kod kreskowy i pasek magnetyczny. Jednak pomimo swojej prostoty i niskiego kosztu, identyfikatory te mają szereg istotnych ograniczeń. Ich wady to znikoma pojemność informacyjna, niemożność szybkiej zmiany zarejestrowanych danych, większa zależność od warunków pracy, a także konieczność stosowania specjalnych urządzeń odczytujących przetwarzających sygnały optyczne lub magnetyczne na kod cyfrowy. Powszechne wprowadzanie systemów informatycznych w produkcji, zarządzaniu, sektorze finansowym, handlu i sferze społecznej wymagało stworzenia bardziej zaawansowanych środków automatycznej identyfikacji. Narzędzia te można słusznie przypisać całkowicie nowemu rodzajowi identyfikatorów elektronicznych amerykańskiej firmy „Dallas Semiconductor”. Rodzina DS199X, zwana pamięcią dotykową, ma wiele unikalnych funkcji. Touch Memory to nieulotna pamięć umieszczona w metalowej obudowie z jednym pinem sygnałowym i jednym pinem uziemiającym. Etui, które wygląda jak miniaturowa bateria guzikowa, można łatwo przymocować do produktu lub do nośnika (karta, brelok). Informacje są zapisywane i odczytywane z pamięci przyrządu po prostu przez dotknięcie czytnika na obudowie Touch Memory. Organizacja pamięci Rodzina Touch Memory obejmuje 5 urządzeń, które są identyczne pod względem konstrukcji obudowy, ale różnią się funkcjonalnością, rozmiarem pamięci i sposobem dostępu do niej (Tabela 1).
W strukturze pamięci dotykowej istnieją cztery główne bloki: pamięć tylko do odczytu, pamięć notatnika, pamięć o dostępie swobodnym, zegar czasu rzeczywistego (dla DS1994) oraz bateria - wbudowana miniaturowa bateria litowa (rys. 1).
Pamięć tylko do odczytu Każdy instrument z pamięcią dotykową zawiera pamięć tylko do odczytu (ROM), która przechowuje 64-bitowy kod składający się z 8-bitowego kodu typu instrumentu, 48-bitowego unikalnego numeru seryjnego i 8-bitowej sumy kontrolnej (Rysunek 2).
Dane umieszczone w pamięci ROM są unikalną kombinacją kodów, które są zapisywane w urządzeniu za pomocą instalacji laserowej podczas jego produkcji i nie mogą być zmieniane przez cały okres eksploatacji urządzenia. Podczas procesu rejestracji i testowania w fabryce gwarantuje się, że nie zostaną wyprodukowane dwie jednostki o tym samym numerze części. Ponieważ podczas odczytu danych z pamięci ROM w dowolnym momencie kontakt elektryczny czytnika z obudową urządzenia może zostać zakłócony, konieczne jest kontrolowanie integralności odczytywanych danych. W tym celu Touch Memory wykorzystuje cykliczną kontrolę nadmiarowości (CRC). Wstępnie obliczona suma kontrolna dolnych 7 bajtów zawartości pamięci ROM jest przechowywana w starszym bajcie. Podczas odczytu danych z pamięci ROM w czytniku (komputer osobisty, sterownik mikroprocesorowy) obliczana jest suma kontrolna, która jest porównywana z kodem sterującym zapisanym w starszym bajcie. W przypadku, gdy kody pasowały, numer seryjny został odczytany poprawnie. W przeciwnym razie dane z pamięci ROM są ponownie odczytywane. Napięcie zasilania pamięci ROM jest dostarczane przez linię sygnału danych, co pozwala po pierwsze oszczędzać energię wbudowanej baterii litowej, a po drugie zawsze sczytywać pamięć bez względu na stan naładowania baterii. Pamięć o dostępie losowym Najprostszy przyrząd z rodziny DS1990 zawiera tylko pamięć tylko do odczytu. Wszystkie inne urządzenia zawierają również statyczną pamięć RAM. Liczba cykli zapisu-odczytu w tej pamięci nie jest ograniczona. Pamięć zasilana jest miniaturową baterią litową o żywotności 10 lat. Cała pamięć RAM jest podzielona na oddzielne strony po 32 bajty. DS1992 ma 4 strony, które mogą przechowywać 256 bajtów, DS1993 i DS1994 mają 16 stron, które mogą przechowywać 512 bajtów. DS1994 zawiera dodatkową 17 stronę, która ma objętość 30 bajtów i jest przeznaczona do obsługi zegara czasu rzeczywistego (rys. 3).
Ponieważ dane są zapisywane w pamięci w momencie dotknięcia czytnika i korpusu urządzenia, naruszenie styku elektrycznego w tym momencie może prowadzić do zniszczenia informacji w pamięci. Aby zapobiec zniszczeniu informacji, struktura Touch Memory zapewnia dodatkową pamięć buforową, która pełni funkcję obszaru notatnika. Ta pamięć chroni instrument przed przypadkowym zapisaniem nowych danych na istniejących danych lub przed zapisaniem pod niewłaściwym adresem. Ilość pamięci notatnika jest równa wielkości strony pamięci RAM - 32 bajty dla DS1992-94. Rozważ zasadę działania pamięci notatnika. Wszystkie dane wprowadzane do instrumentu są początkowo zapisywane w pamięci notatnika. Następnie są one przekazywane z niego do czytnika, gdzie są porównywane z danymi, które należało zapisać. Po weryfikacji wykonywana jest operacja kopiowania zawartości pamięci notatnika do pamięci głównej. Ponieważ kopiowanie odbywa się w pamięci dotykowej, integralność informacji jest gwarantowana nawet w przypadku zerwania kontaktu zewnętrznego. Dostęp do chronionej pamięci RAM Urządzenia DS 1992-94 mają identyczną strukturę pamięci RAM, której dowolna strona jest dostępna zarówno do odczytu (bezpośrednio), jak i do zapisu (poprzez pamięć notatnika). DS 199.1 ma bardziej złożoną architekturę pamięci RAM. Realizuje na poziomie sprzętowym ochronę pamięci przed nieautoryzowanym dostępem. Cała pamięć nieulotna jest podzielona na cztery niezależne strony po 64 bajty każda, jedna ze stron to pamięć notatnika. Każda strona pamięci głównej składa się z 48 bajtów do przechowywania danych oraz dwóch pól serwisowych po 8 bajtów do przechowywania identyfikatora i hasła (rys. 4).
Mechanizm dostępu do pamięci realizowany jest za pomocą dwóch kluczy: publicznego, zapisanego w polu identyfikatora oraz prywatnego, zapisanego w polu hasła. Klucz publiczny jest zapisywany i odczytywany, klucz prywatny jest tylko ustawiony i nie można go odczytać. Klucz prywatny zapewnia autoryzowany dostęp do pamięci i jest chroniony przed przypadkową zmianą przez klucz publiczny. Podczas wstępnego formatowania kody kluczy publicznych i prywatnych tej strony są zapisywane w polach usług na każdej stronie. Za każdym razem, gdy pamięć jest dostępna w DS1991, klucz prywatny tej strony jest najpierw przesyłany. W przypadku, gdy będzie pasował do klucza zapisanego wcześniej w polu hasła, pamięć będzie dostępna zarówno do zapisu, jak i do odczytu. Jeśli kody się nie zgadzają, dane nie są zapisywane do pamięci, aw trybie odczytu z DS1991 odczytywany jest ciąg liczb losowych. Aby zapisać nową wartość klucza prywatnego do DS1991, musisz przekazać kod klucza publicznego wybranej strony. Jeśli ten kod jest zgodny z kodem wcześniej zapisanym w polu identyfikatora, nowe wartości obu kluczy są zapisywane w polu serwisowym tej strony, a obszar danych jest usuwany. Jeśli kody się nie zgadzają, wartość klucza prywatnego nie ulega zmianie. Mechanizm dostępu do pamięci zaimplementowany w DS1991 zapewnia niezawodną ochronę pamięci przed nieautoryzowanym zapisem-odczytem, co jest niezwykle ważne w wielu aplikacjach. Zegar czasu rzeczywistego DS1994 ma obwód zegara czasu rzeczywistego. Wbudowany miniaturowy oscylator kwarcowy, działający z częstotliwością 32,768 Hz, generuje stabilne sygnały taktowania - 256 impulsów na sekundę. Układ zawiera trzy liczniki: 40-bitowy licznik impulsów czasu, 40-bitowy licznik interwałów zliczający czas aktywności linii sygnałowej oraz 32-bitowy licznik cykli zliczający liczbę cykli wymiany danych z urządzeniem. Górne bajty licznika impulsów czasowych i licznika interwałów zapewniają zliczanie czasu z dokładnością do sekundy. Oprócz tych liczników obwód ma trzy rejestry o podobnym przeznaczeniu. Jeżeli aktualna wartość licznika pokrywa się z danymi zapisanymi wcześniej w rejestrze, w rejestrze stanu ustawiana jest odpowiednia flaga. Jeżeli w tym samym czasie odpowiedni bit zezwolenia na przerwanie jest ustawiony w rejestrze stanu, wówczas generowane jest przerwanie, które może być odczytane przez linię sygnałową. Interfejs jednoprzewodowy Cechą charakterystyczną Touch Memory jest protokół wymiany z czytnikiem opracowany przez firmę Dallas Semiconductor. Do odbierania i przesyłania informacji używana jest jedna dwukierunkowa linia sygnałowa (drugi przewód to styk uziemiający). Wymiana na jednej linii odbywa się w trybie half-duplex (odbiór lub transmisja). Współpraca urządzeń za pośrednictwem interfejsu jednoprzewodowego jest zorganizowana zgodnie z zasadą „master-slave” (master-slave). W tym przypadku czytnik jest zawsze nadrzędnym, a jedno lub więcej urządzeń Touch Memory jest podrzędnymi. Współdziałanie kilku urządzeń z czytnikiem na jednej dwukierunkowej linii wspierane jest przez sprzęt Touch Memory. Protokół wymiany przez interfejs jednoprzewodowy jest dwupoziomowy. Na pierwszym poziomie logicznym do interakcji z urządzeniami używane są polecenia wymiany z pamięcią ROM i RAM (tabela 2).
Grupa poleceń wymiany pamięci ROM składa się z czterech poleceń: odczytu pamięci ROM, pomijania, porównania i wyszukiwania. Ostatnie dwie komendy zapewniają interakcję na jednej linii kilku Touch Memory z czytnikiem. Polecenie porównania inicjuje wymianę z urządzeniem, którego numer seryjny jest określony. Polecenie wyszukiwania pozwala określić numer seryjny jednego z urządzeń podłączonych do linii dwukierunkowej. Polecenia wymiany z notatnikiem i pamięcią główną są przetwarzane przez pamięć dotykową dopiero po wykonaniu jednego z poleceń wymiany z ROM. Tak więc, gdy kilka urządzeń podłączonych do tej samej linii wchodzi w interakcję, czytnik wysyła po linii komendę porównania, zgodnie z którą wybierane jest tylko jedno urządzenie, które następnie otrzymuje komendy do wymiany z pamięcią. Wszystkie polecenia wymiany mają stały rozmiar - jeden bajt, dane są reprezentowane przez 8-bitowe liczby całkowite. Master zawsze inicjuje wymianę, wysyłając polecenia do Slave. Protokół warstwy fizycznej służy do przesyłania poleceń i danych przez interfejs jednoprzewodowy. Komendy i dane są przesyłane w kodzie szeregowym. Aby zapewnić integralność przesyłanych informacji, protokół wymiany w warstwie fizycznej ściśle reguluje parametry czasowe sygnałów na linii. Protokół wymiany danych składa się z trzech głównych cykli: inicjalizacji, zapisu i odczytu. Cykl inicjalizacji to początkowy cykl jakiejkolwiek wymiany informacji z pamięcią dotykową. W tym cyklu mistrz odpytuje linię, określając obecność na niej pamięci dotykowej. Cykl inicjalizacji jest synchronizowany ujemnym impulsem resetującym generowanym przez urządzenie nadrzędne. Po wysłaniu sygnału master zwalnia linię i przechodzi w tryb odbioru. W przypadku podłączenia do linii urządzenia Touch Memory, wykrywa ono sygnał zegarowy mistrza i po chwilowej przerwie wysyła mu sygnał identyfikacyjny (rys. 5). Ten sygnał odpowiedzi informuje hosta, że istnieje kontakt elektryczny z pamięcią dotykową i że wymiana może się rozpocząć.
Dane są przesyłane jednoprzewodową, dwukierunkową linią w dyskretnych odstępach czasu zwanych segmentami czasu (zwykle około 60 µs). Podczas transmisji danych stosuje się metodę kodowania szerokości impulsu, przypominającą kod Morse'a: w ciągu jednego odcinka czasu, długie lub krótkie stany logicznego zera na linii określają wartość transmitowanego bitu. Zapewnia szybkość przesyłania danych do 16,6 kb/s. Synchronizacja segmentu czasowego podczas rejestracji realizowana jest przez ujemne zbocze sygnału tworzącego urządzenie nadrzędne. Aby przenieść jednostkę logiczną do pamięci dotykowej, urządzenie nadrzędne zwalnia linię po wysłaniu sygnału zegarowego, w celu zapisania logicznego zera urządzenie nadrzędne utrzymuje stan niski linii przez cały segment czasu (rys. 6a). Opisany cykl zapisu jest powtarzany dla każdego transmitowanego bitu polecenia.
Na początku cyklu odczytu urządzenie hosta wysyła również do linii sygnał zegarowy niskiego poziomu, po czym zwalnia linię i przechodzi w tryb odbioru. Ponadto, w całym segmencie czasu, stan linii jednoprzewodowej jest określany przez urządzenie podrzędne - Touch Memory. W tym przypadku jednostka logiczna jest przesyłana wysokim poziomem, a logiczne zero jest przesyłane niskim poziomem linii jednoprzewodowej w całym segmencie czasu. Najlepszy czas na bramkowanie danych przez urządzenie nadrzędne to 8 µs po rozpoczęciu odcinka czasu (rys. 6b). Cykl odczytu jednego bitu jest powtarzany, aż wszystkie dane zostaną odczytane.
Na końcu każdego segmentu czasu urządzenie nadrzędne zapewnia przerwę w wymianie (moment przywracania) poprzez utrzymywanie linii na wysokim poziomie. Istnieje możliwość zawieszenia sesji komunikacyjnej na dowolny czas pomiędzy segmentami czasowymi, przy zachowaniu stanu wysokiego na linii. We wszystkich sesjach komunikacyjnych jako pierwszy przesyłany jest najmniej znaczący bit danych. Cechy konstrukcyjne pamięci dotykowej Szereg unikalnych cech Touch Memory zapewnia nietypowa obudowa urządzenia. Kryształ pamięci i miniaturowa bateria litowa są umieszczone w szczelnej obudowie ze stali nierdzewnej o średnicy 16 mm i grubości 5,8 mm (obudowa F5) lub 3,2 mm (obudowa F3). Stalowa obudowa służy do wykonania styków elektrycznych. Obudowa urządzenia jest zbliżona konstrukcją do obudowy baterii guzikowej. Składa się z obręczy z dnem oraz osłony izolowanej elektrycznie. W przeciwieństwie do konwencjonalnych mikroukładów dostęp do zawartości pamięci urządzenia odbywa się tylko za pomocą dwóch linii: sygnału naziemnego i dwukierunkowego. Obręcz i dno są stykiem masowym, a kołpak pełni funkcję styku sygnałowego (rys. 7a). Obudowa może wytrzymać ponad 1 milion połączeń mechanicznych bez zauważalnego zużycia.
Do odczytu danych z urządzeń Touch Memory wykorzystywane jest urządzenie kontaktowe Touch Probe (sonda), które jest zespołem mechanicznym składającym się z dwóch wytłoczonych metalowych części oddzielonych dielektrykiem. Końcówka sondy jest ukształtowana tak, aby dokładnie pasowała do okrągłego korpusu instrumentu. W tym przypadku pogłębiony obszar centralny pełni funkcję styku sygnałowego, a jego obrzeże służy jako styk doziemny (rys. 7b).
Niewielki rozmiar sondy Touch Probe pozwala na wbudowanie jej bezpośrednio w ręczny sterownik mikroprocesorowy, przymocowanie do dowolnej powierzchni lub użycie jako samodzielne urządzenie ręczne. Interakcję z urządzeniem zapewnia chwilowe dotknięcie sondy oraz korpusu Touch Memory w taki sposób, że spód urządzenia styka się z głębokim centralnym obszarem sondy, a brzeg styka się z boczną powierzchnią sondy. Zastosowanie prostej konstrukcji interfejsu elektrycznego zapewnia wysoką wytrzymałość mechaniczną pamięci Touch Memory, ponieważ nie ma ona styków ani styków, które mogłyby ulec uszkodzeniu. Niezawodność Jedną z głównych zalet Touch Memory nad innymi typami identyfikatorów jest ich wysoka niezawodność. Urządzenia Touch Memory wytrzymują wstrząs mechaniczny 500 g, upadek z wysokości 1,5 metra na betonową podłogę, 11-kilogramowe obciążenie ciała, nie mają wpływu pola magnetyczne i statyczne, atmosfera przemysłowa i działają w zakresie temperatur od -40 do +85'C dla DS 1990 i od -20'C do +85'C dla wszystkich innych urządzeń z tej rodziny. wniosek Unikalna konstrukcja obudowy i prosty interfejs elektryczny Touch Memory może znacznie rozszerzyć zakres elektronicznego identyfikatora w porównaniu do tradycyjnych środków, a w niektórych systemach nawet je zastąpić. Wprowadzenie technologii Touch Memory w CIS różni się znacznie od wprowadzenia systemów z konwencjonalnymi identyfikatorami. Jeśli systemy z kartami magnetycznymi, kodami kreskowymi i bardziej nowoczesnymi z kartami mikroprocesorowymi są kupowane całkowicie za granicą, to cały sprzęt i oprogramowanie do systemów z pamięcią dotykową są opracowywane i produkowane przez przedsiębiorstwa krajowe. Ta ścieżka jest znacznie tańsza i bardziej perspektywiczna, gdyż z jednej strony pozwala na wykorzystanie dużego potencjału krajowych deweloperów i łatwe dostosowanie systemów do wymagań konkretnych aplikacji, a z drugiej umożliwia wykonanie technologicznego skok, wprowadzając w krótkim czasie najbardziej zaawansowaną technologię. Urządzenia Touch Memory są najszerzej stosowane w systemach kontroli fizycznego dostępu do lokali, budynków oraz dostępu do zasobów informacji, sprzętu, w systemach bezgotówkowych płatności elektronicznych, automatycznej identyfikacji produktów, przedmiotów. Autor: E. Złotnik; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ HTC rezygnuje z klawiatur QWERTY i dużych baterii ▪ Mózg, który przeżył wstrząs mózgu, starzeje się szybciej ▪ Ukończono specyfikacje formatu Blu-ray ▪ Dwuzakresowy szybki wzmacniacz ASUS RP-AC87
▪ sekcja serwisu Dla początkującego radioamatora. Wybór artykułu ▪ artykuł Klasyfikacja galaktyk. Historia i istota odkryć naukowych ▪ artykuł Dlaczego dzieci chorują na ospę wietrzną? Szczegółowa odpowiedź ▪ menedżer informacji o artykułach. Opis pracy ▪ artykuł Lina przecięta i ponownie połączona. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony