НТЛ Элин

НТЛ ЭлИн > ТЕРМОХРОН > Архитектура

Архитектура

ТЕРМОХРОН - это миниатюрный полностью защищенный автономный регистратор, который после задания ему предварительных установок периодически активируется ("просыпается"), измеряет температуру окружающей его среды и сохраняет полученные результаты в собственной энергонезависимой памяти вместе с точной временной меткой отсчета. Для создания подобного регистратора компании Dallas Semiconductor потребовалось использование всех новаторских технологий, наработанных и проверенных фирмой за 30 предыдущих лет ее существования. К ним, прежде всего, относятся:

  • изобретение и массовый выпуск сверхмалопотребляющей энергонезависимой памяти с встроенным батарейным питанием,
  • производство оригинальных электронных микросхем iButton, упакованных в круглые металлические корпуса F5 can с двумя выводами, которые используют для обмена информацией специальный 1-Wire-интерфейс (кстати, также изобретенный этой фирмой),
  • разработка оригинальных по конструкции полупроводниковых часов/календарей реального времени, разнообразие типов и объемы выпуска которых впечатляют,
  • создание точных цифровых термометров, достаточно популярных среди разработчиков электронной аппаратуры всего мира, прежде всего, благодаря их исключительной точности, надежности и простоте использования.

Каждое из этих технологических достижений присутствует в качестве отдельного элемента, входящего в состав схемы устройства ТЕРМОХРОН. Это и температурный датчик, и часы/календарь реального времени, тактируемые качественным кварцевым резонатором, и энергонезависимая память, и интеллектуальная схема управления, обеспечивающая взаимодействие всех этих узлов.

Основой всех информационных ресурсов устройств ТЕРМОХРОН является энергонезависимая память различного назначения. Она включает:
  • 64-битное ПЗУ идентификационного номера, питающееся паразитно от средства обслуживания, что позволяет идентифицировать регистратор DS1921 на 1-Wire-магистрали даже в случае отказа его встроенной батареи;
  • 256-битную промежуточную "блокнотную" память, являющуюся предварительным тестовым буфером. Все данные при обмене записываются вначале в него и лишь после проверки их достоверности, с помощью встроенного CRC-генератора, переписываются уже в рабочие области памяти устройства. Данная процедура гарантирует правильность передачи данных во время информационного обмена при различных аварийных ситуациях, например, при обрыве линии связи;
  • 4096 бит (512 байт (символов)) дополнительной энергонезависимой памяти, доступной для чтения/записи. Именно в эту пользовательскую память может быть записана в текстовом виде любая служебная описательная информация, связанная с характеристикой контролируемого процесса или с особенностями контрольной точки, в которой установлен регистратор. Эта информация при необходимости может быть оперативно изменена пользователем;
  • 2048 байт энергонезависимой памяти для хранения результатов последовательных отсчетов и соответствующих им временных меток. Этот тип памяти доступен средствам обслуживания только для чтения;
  • 128 байт энергонезависимой памяти для хранения данных, необходимых при построении гистограммы. Этот тип памяти доступен средствам обслуживания только для чтения;
  • 96 байт энергонезависимой памяти, которая необходима для регистрации моментов превышения предварительно заданных пользователем порогов (пределов) и продолжительности каждого из этих событий. Этот тип памяти доступен средствам обслуживания только для чтения;
  • Регистры управления, хранения установочных параметров и отсчета времени (в том числе регистры часов/календаря реального времени), а также счётчики самых различных событий. Например, счетчик общего количества измерений, выполненных устройством ТЕРМОХРОН с момента его начальной разблокировки, содержимое которого по существу является мерой "жизни" этого регистратора.
Структура устройств ТЕРМОХРОН модификаций DS1921G/Z/H

Узел управления функциями памяти и узел общего управления процессом измерения синхронизируют работу всех элементов схемы устройства ТЕРМОХРОН в соответствии с жесткими алгоритмами, отработанными разработчиками этих регистраторов еще на стадии их проектирования, а также в соответствии со значениями установочных параметров, заданными средствами обслуживания на этапе подготовки "таблеток" DS1921 к очередному циклу накопления результатов. При этом механизм заполнения памяти показаниями, поступившими от температурного сенсора, обеспечивает полную независимость измерительной информации, сохраняемой в различных разделах памяти устройств ТЕРМОХРОН, а также гарантирует невозможность подделки зарегистрированных значений. Благодаря этому, данные из буфера последовательных отсчетов, памяти гистограмм и памяти пределов не дублируют, а информационно дополняют друг друга.

Сердцем устройства ТЕРМОХРОН, которое поставляет энергию всем входящим в него электронным элементам, является встроенная литиевая батарея, со сроком службы 8...9 лет.

Все узлы схемы регистратора DS1921, также как и у любого из устройств семейства iButton, размещены в миниатюрном, но прочном корпусе, изготовленном из нержавеющей стали. Для обеспечения обмена данными между устройствами ТЕРМОХРОН и внешним миром используется прекрасно зарекомендовавший себя за пятнадцать лет эксплуатации 1-Wire-интерфейс, который требует для реализации обмена информацией лишь непродолжительного соприкосновения приемного зонда средства обслуживания с корпусом "таблетки" DS1921.

Таким образом, устройство ТЕРМОХРОН - уникальный температурный регистратор, который, являясь, по сути, миниатюрным автономным самописцем, сочетает в себе массу функций, обеспечивающих гибкий мониторинг температуры в условиях практически любых внешних воздействий.

Более подробное описание архитектуры и ресурсов устройств ТЕРМОХРОН содержится в документах на различные модификации этих регистраторов.

Файл Содержание
Размер
Дата
DS1921G Полное оригинальное описание на DS1921G-F5
(Maxim Integrated, Engl.)
455 K
02.04.15
DS1921G_RU Перевод описания на DS1921G-F5
(НТЛ "ЭлИн", Rus.)
1,48 M
30.05.15
DS1921H-DS1921Z Полное оригинальное описание на DS1921Н-F5 и DS1921Z-F5
(Maxim Integrated, Engl.)
484 K
10.12.13
DS1921HZ_RU Перевод описания на DS1921Н-F5 и DS1921Z-F5
(НТЛ "ЭлИн", Rus.)
1,4 M
13.02.14
DS9108 Оригинальное описание конструкции DS9108 (Concrete Temperature Monitor), реализованной на базе нескольких регистраторов DS1921G.
(Maxim Integrated, Engl.)
63 K
10.11.07

Наверх